在线自动检测（精选11篇）
在线自动检测 篇1
0 引言
钢板镰刀弯是指钢板长度方向侧边与连接被测量部分两端点的直线之间的最大距离,即钢板一侧的边缘部分与钢板同侧头尾部分两端直线之间的偏差,一般在钢板呈凹形的一边测量[1]。正常情况下,对于已切边成形的钢板的镰刀弯值,在长度方向任意2 m的长度间应控制在6 mm以内;当钢板的实际长度小于2 m时,其镰刀弯的值应小于或等于钢板实际长度的0.25%。
钢板镰刀弯的测量方法如图1所示,假设需要测量的钢板长度为L,镰刀弯的测量位置处于钢板长度方向的L/2处,镰刀弯值为ΔL/2。
多年以来,湖南华菱湘潭钢铁集团有限公司宽厚板厂(简称湘钢宽厚板厂),一直采用抽查的方式,对成品钢板的镰刀弯进行人工测量,一般至少需要三人进行协作测量,两人拉尺,测钢板的对角线和钢板的长度,另一人则每隔1 m左右的距离,测量钢板边部与两边拉尺线之间的间距,如该间距值在长度2 m方向超过6 mm,则判定为有问题的钢板,需要及时下线进行人工再次火切或直接判定为非计划钢板。此种方法操作比较复杂,而且耗时,增加了岗位人员的劳动强度[2]。如果在线抽查测量,则整条生产线必须停止生产,大大降低了生产效率。这种人工抽查测量方式,不仅与公司当前提倡的精益生产方式相矛盾,而且还增加了不良产品出厂的风险,严重损坏公司的产品品牌形象。为此,2015年3月,湘钢宽厚板厂通过技术改造,采用德国进口的MSE-D150激光测距仪,基于RS232转ProfibusDP的协议转换技术,在生产线上成功开发了一套在线钢板镰刀弯自动检测系统。系统投入运行后,提高了生产效率,大大减少了有问题钢板仍然正常下线的风险,应用效果显著。
1 系统结构
系统主要由MSE-D150激光测距仪、协议转换模块、西门子S7-400控制器和Win CC人机界面等构成。其中,MSE-D150激光测距仪支持4~20 m A模拟量和RS232/RS422数据接口。由于现场环境复杂,且安装位置与2号线辊道PLC距离有160 m,如果直接采用模拟量和RS232/RS422数据传输,则必须增加相应的接口模块,而现场无此备件,不能达到快速安装的要求,因此为了实现与激光测距仪的数据通信,专门根据S7-400的Profibus-DP网关系统,增加了RS232转Profibus-DP的协议转换模块,以MSE-D150的串口数据格式与MSE-D150激光测距仪进行通信,以Profibus-DP的方式与西门子S7-400系统通信,以TCP/IP以太网的方式在2号标志机的Win CC人机界面上,实现数据的显示和报警。系统网络结构如图2所示。
1.1 激光测距仪
考虑到2号标志机区域内有时需来回退板检查,且2号标志机面喷的动作结束所需的最短送钢板距离为5 m,故将激光测距仪MSE-D150安装于2号标志机出口8 m处,可减少其他因素对激光测距仪产生的干扰,另外因2号标志机前已安装了一套钢板边部靠边装置,可有效地利用一套激光测距仪消除由钢板打斜而造成的测量误差。激光测距仪安装位置如图3所示。
MSE-D150激光测距仪采用相位比较原理进行测量。测距使用可见激光束,易于瞄准被测物。激光测距仪内安装一个激光二极管,并使用其中发出的激光进行测量。该传感器无论是在暗环境还是高亮环境下,都可以无需任何反光镜或别的反光设备对几乎任何材质的物体进行测量。测量时,激光从发出到返回的时间由一个高精度计数器记录,并由传感器内的微处理器计算得到测量值,其线性精度优于0.05%,重复性精度优于0.02%。
激光测距仪接线如表1所示。
1.2 协议转换模块
该模块主要用于Profibus-DP现场总线与RS232设备之间交换数据,采用Profibus专用芯片,支持所有Profibus现场总线系统[3]。该模块通用性强,支持各类厂家232串口设备与Profibus-DP的通信;使用也特别简单,只需根据手册和厂家提供的GSD文件,不需要编程,自主配置即可实现232串口转Profibus-DP的通信;该产品通信透明,不改变原有设备的协议,根据Profibus通信数据区和RS232通信数据区的映射关系,Profibus主站与从站设备之间即可进行通信报文的透明传输,具有应用简单、不用编程、通信透明、传输率高、灵活多样等优势[4]。
2 系统功能及实现
系统钢板镰刀弯自动检测功能的实现主要包含协议转换模块组态、PLC控制程序和Win CC人机界面三大部分,实现的关键在于如何通过西门子S7-400辊道PLC与激光测距仪保持稳定的通信,通过通信协议的转换,采集到可靠的测量数据,再利用西门子编程语言进行数据转换和逻辑处理,最终实现检测数据在Win CC人机界面上的显示、报警和存储。系统工作原理如图4所示。
2.1 协议转换模块组态
厂家提供协议转换模块的GSD文件,文件名为232DP-J.GSD。在Step7硬件组态中点击“Install GSD File…”,找到GSD文件所在的文件夹,选中并安装。安装完成后,先在CPU414-2的Profibus(1)的DP主系统网络上配置协议转换模块从站(232/Profibus-DP,GTO),再在硬件组态软件右下角“232/Profibus-DP,GTO”的位置选择添加相应网关,设定与现场协议转换模块相对应的DP地址。
在协议转换模块的属性配置中,需要定义的主要参数有通信类型(Communication type)、延时(delay)、结束代码(End Code)0和结束代码(End Code)1,其中通信类型(Communication type)选择程序控制(Program control),延时(delay)参数设定为255 ms,结束代码(End Code)0为DDH,结束代码(End Code)1为0AH,其他参数为系统默认值。
在程序控制(Program control)模式下,模块发送的报文信息均在模块属性里进行定义,而控制模块工作的发送触发指令、通信循环、收发报文长度等参数均在模块配置属性对应的输出字节里进行定义。
发送触发指令的控制字节是PQBx+0。当PQBx+0=0时,协议转换模块禁止发送数据;当PQBx+0=1时,协议转换模块触发单次发送数据,要再次发送数据必须复位PQBx+0的输出,然后重置;只有当PQBx+0>1且PQBx+0<8时,协议转换模块才循环发送数据。
通信循环中的通信发送时间常数存储于PQBx+0.0~0.2,数值范围为2~7,通信发送循环单位时间=10(ms)+用户参数延时(delay)设置值×1(ms),发送循环时间=(通信发送时间常数-1)×通信发送循环单位时间。由于用户参数延时(delay)设置值=255,因此通信发送循环单位时间=10+255×1 ms=265 ms,最大自动发送循环发送周期=(7-1)×265 ms=1 590 ms,超过此最大自动循环发送周期时,协议转换模块将采取单次触发发送,触发指令由PLC的定时器实现。
收发长度由前面模块属性定义的结束代码0和结束代码1的参数决定,协议转换模块将依据结束代码判断发送报文数据的结束。结束代码0、结束代码1是发送的最后两个字符,结束代码0在前,结束代码1在后。
2.2 PLC控制程序
系统中的逻辑处理和数据存储程序全部由Step 7软件编程实现。PLC控制程序采用模块化编程方法,将整个程序划分成通信程序块、数据采集与处理块、报警程序块、数据存储块等子程序块,在主程序块OB1中对这些子程序块进行组织和调用,程序结构层次清晰[5]。系统主要执行流程如图5所示。
2.3 Win CC人机界面
考虑现场使用的特殊性及不增加新的岗位人员的前提,在未增加新的电脑硬件的情况下,在原有2号标志机的一级Win CC人机界面上,新增以太网通信连接,实现钢板镰刀弯检测系统所需的测量数据显示、报警提示、数据存储等功能,并通过图形变化来模拟现场钢板的实际状态,十分直观形象,有利于操作人员快速做出钢板是否存在问题的判断。
3 应用效果
湘钢宽厚板厂通过技术改造,在生产线上成功开发了一套在线钢板镰刀弯自动检测系统,采用RS232转Profibus-DP的协议转换模块,直接与西门子S7-400的网关和Win CC人机界面进行系统集成,采用数字化的通信技术和数据处理技术,实现了对钢板镰刀弯的非接触式在线自动检测。
系统投入后,运行稳定,得到了现场使用人员的一致好评。不仅测量精度高,而且还简单易于维护,有问题的钢板也得了有效控制和较好的处置,避免了由此而产生的质量异议;同时,减轻了操作岗位人员对钢板镰刀弯抽查的劳动强度,提高了生产效率,为企业创造了可观的经济效益。
摘要：为了实现对钢板镰刀弯的非接触式自动检测,开发了在线钢板镰刀弯自动检测系统。采用德国进口的激光测距仪MSE-D150,基于RS232转Profibus-DP的协议转换模块,与西门子S7-400和Win CC人机界面进行通信和系统集成,完成数据显示、分析、报警和存储功能,达到了提高生产效率和降低有问题钢板仍然正常下线的风险的目的,应用效果显著。
关键词：激光测距仪,镰刀弯,协议转换,自动检测,非接触式
参考文献
[1]唐国军.中厚板镰刀弯和硬弯控制[J].河北冶金,2012(11):28.
[2]孙本荣,王有铭,陈瑛.中厚钢板生产[M].北京:冶金工业出版社,1993.
[3]王宏文,袁丽肖,王健.S7-400 PLC与过程计算机的通信研究[J].冶金自动化,2007,31(增刊1):213.
[4]王征.RS232/PROFIBUS-DP从站接口设计与实现[D].北京:清华大学,2006.
[5]李强松.S7-400 PLC在莱钢100 t电弧炉电极控制中的应用[J].冶金自动化,2014,38(增刊1):614.
在线自动检测 篇2
一、CEMS仪器操作、使用和维护规程
(一)、仪器上电前的检测:
1、检查小屋内是否有异味，根据异味情况,检查标气是否有泄漏现象。
2、检查电力线路是否有烧毁现象, 是否有跳闸现象。
3、检查电源是否正常,系统接地是否良好。
4、检查仪器是否有报警灯亮起。
5、检查仪表风（0.4 MPa–0.6MPa）是否已连接好。(二)、日常维护操作规程:
1、工控机显示的烟气流量、温度、压力参数是否正常，管道是否漏水，如有异常要进行检查维护。
2、每15日至少对清吹空气保护装置进行一次维护，检查过滤器、软管、过滤器等部件。
3、每15日对采样探头、皮托管流速计进行一次手动反吹，每次反吹时间为5分钟左右。
4、每15日对提供压缩空气的空压机至少排一次机内的积水和油污。
(三)、注意事项:
1、仪器要有可要的接地装置。
2、仪器的操作许经过相关的培训后,方可操作。
3、本仪器不允许运行除污染源在线监测系统和在线监测基站管
理系统外,运行其他系统(杀毒软件外)。
4、应保持监测用房、控制柜的清洁，保持监测设备的清洁,保证监测用房内的温度不影响仪器的正常运行,对配电箱、空调等辅助设备也要进行经常性检查。
二、在线监测岗位责任制度
1.认真学习和严格遵守各项规章制度，严格遵守作业行为安会要求,严格按操作规程操作，不违反劳动纪律，不违章作业。
2.坚持以“安全第一，预防为主”为方针，基站管理人员必须牢固树立安全意识。定期组织安全教育，增强基站管理全体人员的安全意识和自觉性。
3.保持监测房内环境整洁。对电源控制器、空调等辅助设施进行经常性检查。保证监测房内的温度、湿度满足仪器正常运行的要求。
4.每天定时巡检，严格进行安全检查，消除不安全隐患，采取积极防范措施，保障安全，对于存在安全隐患地方需设警示牌。
5.严格机房各类机器的操作，并按时做好每天的仪器运行台账，监测数据台账记录工作。定期对仪器进行比对、校验。定期对仪器和配套设施进行维护、保养。
6.如发生设备异常停机,应详细记录停机原因并及时汇报。7.做好站房和仪器的防雷工作，每日检查基站房的各线路，防止用电超负荷和电线短路。
8.每日清点机房机器总数和机器使用情况，防止微机和各类零配件丢失。
9.基站房定点配有各类消防器材，定期检查消防器材的使用情况。
10.做好防鼠工作，基站房走廊严禁堆放各类物件，保证走廊和过道畅通。
11.节假日做好安全检查和值班工作，采取相应的安全措施。12.一旦发现安全问题，立即采取有效措施并及时汇报
三、定期校验制度
1.为保证设备的正常运行,建立专人的负责制,制定操作及维护维修规程和日常维护保养制度,建立日常实地巡检制度、设备保养记录、设备维修记录和设备台帐,建立相应的质量保证体系。
2.在仪器有效期内应通过检定或校验，保证在线监测系统监测数据的有效性。
3.每日巡检或远程监视（通过网络平台对设备进行远程监视检查），观察设备运行状况是否正常、分析各设备的监测数据是否正常,分析各设备的报警信息.如发现数据有持续异常情况，应立即进行检查或校验。
4.定期校准
CEMS运行过程中的定期校准是质量保证中的一项重要工作，定期校准应做到：
⑴.启动自动校准功能的颗粒物CEMS每应24h至少自动校准一次系统零点和量程；启动自动校准功能的气态污染物CEMS应每24h至少自动校准一次仪器零点，每周自动校准一次仪器量程（全程校
准）；
⑵.自动校准功能不启动的颗粒物CEMS应至少每3个月用校准装置校正仪器的零点和量程；
⑶.自动校准功能不启动的气态污染物CEMS（直接测量法）至少30天用参比方法检查一次准确度是否符合要求；
(4).自动校准功能不启动的气态污染物CEMS（抽取法）至少15天用零气和高浓度标准气（80%～100%的满量程值）或校准装置校准一次仪器零点和量程；
(5).自动校准功能不启动的流速CEMS每三个月至少校准一次仪器的零点和量程；
(6).直接测量法气态污染物CEMS每个月用校准装置通入零气和接近烟气中污染物浓度的标准气体校准一次仪器的零点和工作点；
(7).颗粒物的监测系统、烟气监测系统、流速监测系统每次校准后，要填写校准记录，记录校准前的零点、跨度跨度漂移测试记录，及校准后的零点、跨度测试值。
5．定期校验
固定污染源烟气CEMS投入使用后，由于燃料的变化、除尘效率的变动、水分的影响、安装点的振动等都会影响光路的偏移和干扰。定期校验应做到: ⑴.至少6个月做一次标定校验；标定校验用参比方法和CEMS方法同时段数据进行对比，按照HJ/T75-2007标准7.2.2进行的；
⑵.当校验结果不符合规定的技术指标时，则应扩展为对颗粒物
CEMS方法的相关系数的校准和/或评估气态污染物CEMS的相对准确度和/或流速CEMS的速度场系数（或相关性）的校准，直到烟气CEMS达到H/T75-2007标准7.4条技术指标的要求。
6.每个季度环保部门对监控设施进行一次监督性比对检测校验。
四、设备故障预防处置制度
1．在线监测设备需要停用、拆除或者更换的，应当事先报经环境有关的保护部门批准；
2.运行单位发现故障或接到故障通知，应在4h内赶到现场进行处理；
3.发现设备故障或接到网络故障通知的8小时内，须向设备维修服务单位（部门）报修。发生故障，影响设施正常运转的24小时内，须将报修表格上报地市级以上的环保部门污染源自动控制中心。从设备故障影响正常运转开始计算，故障应在48小时内修复。故障修复后应将修复情况上报地市级以上的环保部门污染源自动控制中心。
4.对于一些容易诊断的故障，如电磁阀控制失灵、膜裂损、气路堵塞、数据仪死机等，可携带工具或者备件到现场进行针对性维修，此类故障维修时间不应超过8h；
5.对不易诊断和维修的仪器故障，若48h内无法排除，应安装备用仪器；
6.仪器经过维修后，在正常使用和运行之前应确保维修内容全部完成，性能通过检测程序，按国家有关技术规定对仪器进行校准检查。
若监测仪器进行了更换，在正常使用和运行之前应对以前进行一次校验和比对试验，实验和比对试验方法详见HJ/T75-2007；
7.若数据存储/控制仪发生故障，应在12h内修复或更换，并保证已采集的数据不丢失；
8.运行单位在运行站点应备有足够的备品备件及备用仪器，对其使用情况进行定期清点，并根据实际需要进行增购，以不断调整和补充各种备品备件及备用仪器的存储数量；
9.在线监测设备因故障不能正常采集、传输数据时，应及时向环境保护有关部门报告，必要时采用人工方法进行检测，人工监测的周期不低于每6h一次,每天不少于4次；
10.仪器设备维修后，要填写设备维修记录。
五、仪器操作规程和日常维护
操作人员须接受仪器厂家的操作培训，阅读仪器使用说明，掌握仪器基本知识，了解仪器安全信息和注意事项，正确规范地使用仪器和对系统各部进行日常维护。
1、每日维护巡检或远程检查仪器运行状态。日常巡检规程应包含该系统的运行状况、烟气CEMS工作状况、系统辅助设备运行状况、各主要部件的运行状况、各分析仪的校准工作等必检项目和记录.2、现场检查时应注意监测室空气的气味，如发现异味，马上打开门窗通风并检查管路是否泄漏，电器元件是否有过热和烧损现象。
3、检查工控机显示的烟气流量、温度、压力参数是否正常，管道是否漏水，如有异常要进行检查维护。
4、每15日至少对清吹空气保护装置进行一次维护，检查过滤器、软管、过滤器等部件。每月对CEMS进行一次维护保养,应检查探头滤芯、过滤器滤芯、各易损件的使用情况,管路通畅情况等,必须进行及时的清洗和更换.5、烟尘分析仪日常维护
5.1根据实际情况，每月检查LDM-100激光粉尘仪的光学镜面是否污染，如污染，请用软性纱布轻擦干净。
5.2每1个月检查系统的泄漏、腐蚀和各种连接是否松动。5.3每3个月对光路进行调整。
6、烟气分析单元日常维护
6.1每15日对采样探头、皮托管流速计进行一次手动反吹，每次反吹时间为5分钟左右。
6.2每月对采样探头滤芯、预处理机柜内的过滤器、反吹气源过滤器进行检查，如污染严重，要进行清洗或更换滤芯（如测量点工况恶劣、反吹气源有杂质等情况时，需缩短清洗的周期）。
6.3根据使用情况定期更换过滤器滤芯，排空空气过滤器中的水份。
7、流速测定单元日常维护
7.1提供压缩空气的空压机至少15日清倒一次机内的积水。7.2托管流速测定单元一季度至少检查一次皮托管的腐蚀情况清洁管嘴。
8、每6个月至少进行一次比对监测，根据测定结果对仪器进行
校准。
在线书籍自动转PDF电子书 篇3
下面以某网站提供的免费试读的图书为例，给大家演示一番。
不用动手自动截图
首先我们来解决自动截图的问题。这里推荐使用Snagit（下载地址：http://www.skycn.com/soft/2291.html），作为一款强大的截图软件，Snagit提供多种截图方式和截图设置，我们只要使用Snagit自动截取指定电子书网页即可。
运行程序后单击右侧窗格预设方案下的“统一捕捉”，接着在下方的“方案设置”中， 输入设置为“窗口”，选择在线书籍页面窗口作为捕捉对象（图1）。
Snagit可以根据不同电子书截取不同形状，比如电子书在需要滚动的超长网页上，“输入”可以设置“滚动窗口”，截取整张网页为图片。如果只需要截取网页中指定部分内容，“输入”可以设置“自定义滚动窗口”，自行选择截图区域。
继续方案设置，输出设置选择“文件”，然后在展开列表选择“属性”打开输出属性窗口，切换到“图像文件”，进行如下设置（图2）：
1.总是使用以下文件格式选择“JPG-JPEG图像”。
2.文件名称选择“自动命名文件”。
3.文件夹选择“总是使用以下文件夹”，设置一个保存截图的目录。
单击“确定”返回Snagit主界面，单击菜单栏的“工具→程序参数设置”，在打开的窗口“全局捕捉”热键设置为F4键。继续单击“工具→定时器设置”，在打开的窗口切换到“捕捉定时器”，执行捕捉间隔设置为5秒。这样以后我们只要按下F4键，Snagit就会每隔5秒重复截图（图3）。
因为是在线图书，这里捕捉间隔设置要根据自己的实际网络状态设置，一定要保证前后截图间隔时间内能完全打开新一页的在线图书（可以自行打开浏览器测试）。如果网络不好，打开页面较慢，不妨将间隔时间设置长一些。
鼠标自动点击翻页
接下来要解决的是自动翻页的问题。这里推荐的工具为AutoHotkey（下载地址：http://www.onlinedown.net/soft/39219.htm）。我们只要使用AutoHotkey录制鼠标按下电子书“下一章”的操作，即可实现自动翻页的操作。
本例，我们打开一个在线试读图书的网页，单击“展开视图”，单击左侧“隐藏图书”，使得浏览器窗口刚好显示需要截图的图书。如果无法显示页面的全部内容，可以设置浏览器全屏显示，或者使用缩放设置（图4）。
下载AutoHotkey并解压，然后双击运行其中的AutoScriptWriter.exe，单击程序界面的Arecord按钮启动脚本录制。现在依次执行：切换到浏览器页面→单击在线图书的“下一章”按钮翻页→按下F4键（即上一步中我们定义的截图热键）→按下Y键停止Snagit自动捕捉→单击STOP停止录制。
返回AutoHotkey窗口对录制脚本进行编辑，比如打开新的一页加载需要5秒等待时间，这里要将默认的Sleep 100更改为Sleep 5000即可（时间间隔一定要和Snagit自动捕捉间隔对应，就是新页面完全加载后才开始Snagit的自动截图），这样完全打开新页面后再继续点击“下一页”操作。需要截取电子书有几页，则在“send {F}，4 {y}”代码前重复添加“MouseClick, left, 910, 460”和 “Sleep, 5000”这两行代码即可（图5）。
完成脚本编辑后，单击Save按钮，提示将脚本保存为cfan.ahk放置在桌面。接着运行AutoHotkey的Ahk2exe组件（在AutoHotkeyCompiler下），Souce选择上述cfan.ahk，Destination选择转换后的程序名cfan.exe放置在桌面（图6）。
如果需要截取的图片很多，我们可以只使用2～3行代码，将脚本转化为EXE后再使用任务计划重复执行这个程序，根据整本书翻页时间设置任务计划运行的持续时间即可。
完成上述操作后测试一下，启动Snagit→按下F4键开始截图→选择电子书窗口→启动cfan.exe，看看能否自动翻页和自动截图保存。截图默认保存在C:Users当前用户DocumentsSnagit，测试无误后接下来的操作就是将截图自动转换为PDF书籍了。
图片自动生成PDF电子书
截取的一堆图片，阅读很不方便，没关系，下面就将它们组织成电子书。这里推荐的软件工具为Axommsoft Image to Pdf（下载地址：http://t.cn/zOCNW03）。
启动程序后单击Addfile，然后定位到截图保存目录，全部截图添加到程序列表，还可以在此对图片顺序进行手动调整，单选下方的Convert to single Pdf（转换成单一PDF），设置转化后的PDF为“我的电子书”，同时勾选Auto Settings（图7）。
单击Convert，在弹出的窗口按提示选择保存PDF文件目录，单击OK后程序就会将所有图片合成为PDF了，可以使用任意PDF阅读软件打开它，随时随地阅读啦（图8）。
小提示
很多PDF文件由于各种各样的限制无法编辑，我们也可以使用上述方法截图，然后使用OCR扫描软件对图片文件进行扫描，转换为Word文件进行编辑。
如果要将电子书转换为音频文件，则可以在转换为Word文档后，使用TTS朗讀读出来，然后录制为MP3放在随身设备上“听书”。
编辑有话说：方便自己但是要注意版权保护。上述介绍的方法实际上是对很多受限文档提取的一种通用方案，不过大家要注意的是：很多受限制文档都是有版权保护的，自己动手转换文档只能自己使用，切勿随意传播，否则会引发版权纠纷，负法律后果。
在线式降雨降尘自动检测系统研究 篇4
本系统采用自动化、网络化技术,对雨量及雨水参数的实时自动采集、自动检测,提高了环保监测系统的智能化水平,满足新时期环境监控的需求。
1 系统的构成
1.1 系统的总体结构
系统原理结构图如图1所示,由降雨降尘检测仪、无线通讯模块、上位机组成,在广域网、局域网的支持下,用UART、ZigBee、Wi-Fi 等有线、无线接入技术,实现整个地区各个监测点信息联网,环保监测数据实时采集、自动存储,并及时上传位于环保站的中心数据机(环保信息中心)。环保站也可以通过信息中心实时的了解各个监测点环保监测作业情况。
1.2 降雨降尘检测仪
主要由雨水传感器、温湿度传感器,防尘盖驱动单元、接雨器驱动单元、电导率仪、pH仪、传感电极清洗单元、压力式雨量计、采样样品保存子系统和中央处理器组成,如图2所示。
主要功能是:降雨感知,防尘盖打开、闭合(由伺服电机驱动),环境温度、湿度测量。降雨时,进行雨水样品的收集,并进行低温保存,以防样品变质,电导率仪、pH仪的传感电极的定时清洗,雨水样品电导率、酸碱度的测量,降雨量测量。
系统具有完备的人机界面,以便能够方便地进行系统参数预置、传感器标定等,还有故障自检、手动操作等的功能。软件采用模块化结构,包括监控程序模块和多个功能模块。
自动标定模块:采用两点标定法。以pH值检测为例,用两种标准液体进行配套标定。
采样模块:每200 ms采样一次,对被采样的数据进行数字滤波,在内存中,采样环形队列数据结构进行数据存储,对采样数据进行滑动平均滤波,如何调用相应环保参数值的计算模块,在时钟模块的控制下,定时存储采样参数数据。
参数显示模块:有三种参数显示方式,实时显示、定时显示、超限显示。实时显示是在时钟模块控制下,不间断的在LCD液晶显示器上显示日期、时间PH值、电导率值等。刷新频率通常为1 s,并可以采用声光方式进行超限报警。定时显示是在时钟模块控制下,定期在LCD液晶显示器上显示降雨次数、降雨量、降雨开始时间、降雨结束时间等参数。定时时间为1 h,通常显示当天参数值。
1.2.1 软件程序的实现
软件编制实现如下主要功能:降雨感知,防尘盖打开、闭合(由伺服电机驱动),环境温度、湿度测量。降雨时,进行雨水样品的收集,并进行低温保存,以防样品变质,电导率仪、pH仪的传感电极的定时清洗,雨水样品电导率、酸碱度的测量,降雨量测量。
1.2.2 数据通讯子系统
布置多个监测点,各个监测点的在线式降雨降尘监测仪采集实时数据并与前置计算机与在线式降雨降尘监测仪实现数据通讯接口,用SQL Server数据库存储数据,在广域网、局域网的支持下,用UART、ZigBee、Wi-Fi 等有线、无线接入技术,实现整个地区各个监测点信息联网,环保监测数据实时采集、自动存储,并及时通过互联网经过网关服务器实现与中心监控站进行数据通讯。保证数据能实时或定时地通过环保中心监测站网关服务器传输到环保中心监测站降雨降尘管理系统。实现环保信息管理的自动化、智能化、网络化。实时收集所采集的环境参数数据,并进行必要的分析、统计处理,采用对比、分析的手段,及时了解环境变化的趋势,比如降雨酸碱度的变化趋势,及时上报。为地方政府的发展决策和环境治理、节能减排提供可靠的决策依据。
1.2.3 高精度压力式雨量计
本系统采用高精度压力式雨量计,为提高压力的测量精度系统采用隔离型绝压传感器:采用特殊的非线性、温度的补偿及校正措施确保其精度,使测量精度优于0.1%。采样的精度、线形度、误差稳定性均超过传统虹吸式或翻斗式雨量参数采集方式,且具有很好的工作稳定性,不受恶劣天气、恶劣气候环境的影响,这是自动环保参数测量仪设计的一个基本保障。
2 结论
本项目开发的检测系统检测与通讯功能强,系统按照新的国家环保监测的标准进行多参数监测,多点覆盖、实时监测,能够更好地反映环境的整体情况。在线式降雨降尘系统是一个集现代高新技术为一体的控制监测系统。它涵盖了嵌入式技术、微电子技术、数字信息处理技术、现代通信技术、等当代应用开发技术,是对环保部门改变其环境监控方式,提高工作效率和节省环保监测的人力、物力资源具有深远影响的一项技术。系统的应用具有重要的经济意义和社会发展的战略意义,未来将会产生重大的社会影响。
参考文献
在线自动检测 篇5
摘要：设计了一套应用于微机补偿晶体振荡器（MCXO）的自动调试测量系统.该系统集成了S&A4220高低温控制箱、高分辨率频率计、PC计算机、以及基于C8051F061单片机的控制器，能够同时调试测量8台MCXO.PC机的控制软件由LabVIEW编程实现，可对MCXO主要技术指标进行自动测量.运用该系统开发的MCXO，在-40～+85 ℃的宽温度范围内，频率温度稳定度达到±7×10-8.
关键词：微机补偿晶体振荡器（MCXO）；自动测量；频率温度稳定度；LabVIEW
中图分类号：TP273 文献标识码：A
随着现代科技的发展，稳定的频率源是电子系统关键器件之一.而微机补偿晶体振荡器由于其高精度、功耗低、开机即可工作等特点，得到了研究者的高度关注[1].现在，国外高水平微机补偿晶体振荡器频率温度稳定度己能达到2×10-8（-40～85 ℃）[2].如此高精度MCXO开发，离不开全自动实时在线调试测量系统的实现.实时在线自动测量可以提高温度测量精度、温度点补偿密度以及补偿电压插值精度，最大限度地降低MCXO由于多种因素造成的系统误差[3]；同时更加适应MCXO规模化生产的要求.基于这样的背景，本文提出MCXO的实时在线自动调试测量系统的设计和实现，是有积极意义的.
1系统构建
系统主要包括以下几个部分：计算机，S&A4220高低温控制箱，HD2000多通道高分辨率频率计，主控板，被测晶振，系统控制软件.图1为系统框架结构图.测量系统分为3层，顶层为PC机，中间层为主控单片机，底层为基于C8051F061的被测MCXO，其中绿色框和蓝色框内的部件置于S&A4220高低温控制箱内.这样的三层结构能够减少数字信号以及环境因素对测量精度的影响，减少系统连线，也使得系统趋于模块化，提高软件运行效率及编程效率，提高其可重复性.测量系统用S&A4220高低温控制箱实现-40～85 ℃的环境温度，HD2000频率计测量输出频率.整个系统为闭环控制系统，输出频率与标称频率之间的差值作为反馈传送给主控单片机，由主控单片机将此反馈信息传送给指定MCXO，以改变被测晶振的压控值，使系统的输出频率达到期望的稳定范围[4].图2为系统处于测试状态的照片，右下是S&A4220高低温控制箱.
为了实现同时对多台MCXO的自动测量，本系统设计了一块主控电路板，其核心器件为C8051F060单片机，通过UART接受PC机指令，控制各个MCXO参数测量及测量顺序，并向PC机返回标志值.通信指令以字符形式发送，包括5个字节，依次为操作内容、晶振地址、操作数据、操作数据、验证码.当出现不能识别的指令、总线传输错误、非识别操作码、传输超时、返回值不能识别等错误时，单片机将返回相应错误代码.当接收到有效指令后，主控单片机分解指令，经SMbus并通过3-8译码器74LS138向相应的晶振发送指令；并通过多路开关54LS151A选取对应MCXO连接到频率计测量当前频率.
2 软件实现
系统程序包括三部份：MCXO程序、主控单片机程序和PC机程序.各个程序之间有通信协议，PC机通过发送指令控制系统完成相关的操作，从而实现对MCXO的自动测量.PC机程序用LabVIEW编写，包括控制外围设备模块，测量UcT曲线模块，老化微调以及频率微调模块.它通过3个串口分别控制主控单片机、高低温测试箱和高精密频率计；主控单片机上的程序为一个C语言程序.它主要功能是接收、执行PC机的命令并返回相应的值.MCXO程序为一个汇编语言程序.它主要包括两大部分：工作部分和调试部分.采用汇编语言主要是为了提高定时精确度[5].程序之间的关系如图3所示.
2.1控制外围设备模块
系统中的外围设备S&A4220高低温控制箱和HD2000多通道高分辨率频率计都自带有RS232串口、主控板的设计也配有RS232的接口，很方便通过NIVISA来实现对仪器的读写功能.NIVISA为一个可调用函数库，通过调用底层的驱动程序来控制仪器，可实现计算机与仪器之间的I/O控制[6].图4为NIVISA控制温箱的流程图.在控制界面上设有温度设定、到达指定温度时间、当前温度等按键来操作温箱.
主控单片机与PC机通信频率为2 400 Hz，8位有效位、1位停止位、无效验位.通信指令以字符形式发送，包括5个字节，分别是操作内容、晶振地址、操作数据以及验证码.系统同时对可能出现的传输错误定义了特定的错误代码以及相应的自动处理措施；温箱的RS232通信协议为：波特率9600，无极性，8位有效位，1位停止位.
2.2测量UcT曲线模块
测量UcT曲线是测试系统调试MCXO的主要任务之一.其工作过程如下：系统首先向温箱发出指令，当温度稳定在指定温度时，测量每个MCXO的频率值.测量结果与设置在PC机内部的MCXO 频率标称值相比较，其差值作为反馈，使PC机发送改变补偿电压值指令.如此循环，直到输出频率满足设计精度，再保存此时的补偿电压值[7]，即Uc.
在同一温度下，依次对每个MCXO完成上述过程，并作相应的记录.然后控制温箱到下一个温度点，重复上述测量过程，直到所有设定温度点全部测量完成[8].图5所示为自动测量系统的工作流程图.图6所示为系统PC机的人机交互画面.
4结束语
介绍的MCXO自动测量系统操作便捷，人机交互界面良好.从系统实时测量过程来看，系统运行稳定，PC机、主控板、MCXO之间的通信有效，高低温箱与频率计工作正常，实现了MCXO的自动测量，运用该系统调试制作的MCXO频率30 MHz，在-40～+85 ℃的宽温度范围内，频率温度稳定度达到±7×10-8，符合设计要求.下一步工作是扩充系统规模，增加测试设备，提高测试精度和效率，使系统满足工业化生产需要.
参考文献
[1]STOFANIK V， BALAZ I. Dualmode crystal oscillator with simultaneous excitation of two overtones in a stress compensated quartz resonator[C]// Frequency Control Symposium， 2007 Joint with the 21st European Frequency and Time Forum. Geneva： IEEE， 2007： 227-229.
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[3]屈擘，陈小林，王祝盈，等. 微机补偿晶体振荡器的在线实时调试方案设计[C]// 2004全国测控、计量与仪器仪表学术年会论文集.2004.
[4]BEAVER W D， LAU C K， SUN X M. TCXO text system for mass production[C]// Frequency Control Symposium and PDA Exhibition. New Orleans： IEEE， 2002： 361-365.
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[6]杨乐平，李海涛. LabVIEW高级程序设计[M]. 北京： 清华大学出版社， 2003 ： 518-519.
[7]NORIO N，YUJI A， CHANG Chaokai， et al. A colpittstype crystal oscillator for gigahertz frequency[C]// International Frequency Control Symposium and PDA Exposition. Pasadena： IEEE， 2006： 233-236.
[8]ZHOU Wei， WANG Hai， GAO Jianning， et al. AMCXO and its test system[J]. IEEE Transactions on Ultrasonics， Ferroelectrics and Frequency Control， 2004， 51（9）： 1050-1053.
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汽油在线自动调和系统 篇6
汽油在线调和是市场上提供各类标号汽油产品的必备工艺,传统的在线调和用现代技术观点看存在着缺点和弊病,笔者根据哈尔滨石化公司汽油调和的现状,利用BPC模件是进行在线优化调和的非线性调和优化,根据产品的质量指标和组分指标来计算调和性质,实现汽油在线自动调和,可以较好的解决汽油调和系统存在的问题,节约成本,取得较大的经济效益和社会效益。
2哈尔滨石化公司汽油调和的现状
哈尔滨石化公司汽油调和为管道调合方式,93#汽油调和方式为:二、三催化汽油以入重整汽油在出装置时进行分析,根据分析结果计算M T B E A E的加入量,四股组分油通过管道直接到混合器进行混合,通过泵打到成品罐,调和结束后,对成品罐的汽油进行分析,若产品质量不合格再加入适当的M T B E,9 0#汽油主要是通过二、三催化汽油以及重整生成油进行调和,当重整汽油剩余时,通过偶线送到缓冲罐,根据分析结果,通过调整重整汽油的加入量来调节产品质量。
3汽油调和存在的问题
3.1调和自动化程度比较低
从上述的调和过程不难看出,质检处根据化验分析结果向储运车间下达调和配方,储运车间接收指令后,手动进行调和,调和产品的质量分析结果没有实时数据,控制精度低,调和效果不能及时监控,整个调和的自动化水平比较低。
3.2调和质量过剩多
为了满足清洁汽油的质量控制要求,对调和方案的准确制定及调和过程的自动控制提出了更高的要求,为了确保一次调成率,在调和时不得不留有很大的质量裕度,浪费了高价值的组分油,据不完全统计,依照目前的调和方式,成品汽油平均质量过剩0.3-1.1个单位(抗爆指数),这一部分潜在的效益非常可观。
3.3劳动效率低、存在重调操作
由于催化汽油,重整生成油的辛烷值波动较大,而且目前各组分油泵出口没有计量措施,现有罐上的液位测量仪表其精确度值得商榷,所以各组分参与调和的量也不精确,导致了各组分的加入量与预期值的差异,这就造成了成品汽油的不合格或质量过剩,大大增加了重调几率,严重浪费了人力资源和物力资源。
4实现汽油自动调和的意义
实施汽油在线管道调和后,既能够保证调和过程的稳定性和连续性,又能够根据上游调和组分的实际生产情况实时调整各调和组分的比例,优化调和方案,缩短调和时间,避免重复调和,有效地降低能耗,最大限度地提高生产效率,增强市场响应速度,同时减少了由于人为因素的影响而造成的质量和生产事故,具体体现在以下几方面:
1、减少质量过剩,提高经济效益。
2、组分的优化使用。
3、降低成品油和组分油的库存。
4、减少修正和重调,调和出更可靠的产品。
5、产品质量指标更符合环保要求。
6、对市场的书速响应,增强市场竞争能力。
5汽油在线调和技术方案
5.1设计原则
1、合理的确定工艺流程,力求流程简单、操作方便,充分依托现有的设施,降低投资。
2、采用的基础油为催化装置的汽油,参与调和的组分油有重整生成油和MTBE等,由于每种组分油都要经过长距离的传输,因此要设置静态混合器,混合后送到调和头,采用在线优化的方式进行连续调和,调和的品种有9 0#、9 3#和9 7#汽油
3、开发性能优良的油品调合软件,包括油品调合属性控制B P C、油品调合比例控制B R C和存储数据管理模块等。
4、设备选型应选择性价比高的产品,确保控制的可靠性和数据的准确性。
5、严格执行油品储运设计和防火防爆、抗震等各种标准规范。
5.2调和控制方案
5.2.1 BPC模件是进行在线优化调和的非线性调和优化器,根据产品的质量指标和组分指标来计算调和性质。B P C可以在满足质量指标要求的同时进行有效的优化调和。B P C使用的非线性优化器在每个控制周期运算一次,根据分析仪的反馈调整调和的配方,每次优化后的配方自动下载到B P C调整各组份的比率。
5.2.2 BPC模件用于管理调和开始到结束的顺序,控制在线调和过程,确保被调和的产品符合配方各项指标的要求。B R C调和的设定值来自B P C模件或者手动输入。调和系统启动后,组份油和添加剂按照组态的顺序被启动,流量控制器被打开,所有这些都在B R C A控制之下。无论是在平稳阶段还是开始上升或结束下降阶段,组份和添加剂的流量比值被严格控制,以确保容积量的精确混合。分析仪的反馈信号被用作B P C进行优化调和或P R C进行属性补偿控制。
5.2.3调和的核心为BPC、BRC,安装在TPS的先进控制站APP中,BPC利用其非线性优化器,在每个调和周期中,根据分析仪表提供的实时反馈信息来调整调和配方。在每一个调和周期中,B R C都根据B P C的配方计算结果,确定调和比例,并下载至DCS控制器中。在BRC控制下,调和组分和添加剂按比率被控制,当总的调和量达到目标量时,B R C关闭泵和控制阀。
5.2.4近红外分析仪是汽油在线调和的一个至关重要的设备,它对所有参加汽油调和的组分油的R O N,MON RVP等进行实时在线测量和分析,连续的提供给BPC,从而使动态模型得到不断调整,对油品的在线调和[1]
5.3操作优势
5.3.1减少质量过剩,当调和优化目标设置为质量过剩最小时,优化器在满足所有质量指标时,使得质量过剩最小,同时系统提供被选取的质量指标的微调策略在接近调和指标时对过程的扰动最小。
5.3.2组分的优化使用,当调和优化目标设置为成本最小时,优化器在满足所有质量要求时优化使用组分油,解决方案了解所有组分对每种质量指标的影响,通过在配方中改变使用组分成本信息,可以实现组分的优化使用。
5.3.3降低成品油库存,由于在线优化调和减少了整个调和过程的时间和提供在线质量认证能力,成品油库存可以得到很大程度的降低。
5.3.4降低组分油的库存,在线调和优化器能对来自罐的切换,分层现象,装置出口的扰动等做出响应,这种能力可以直接对来自生产装置的组分油进行调和,而不需要通过储罐缓存,从而减少组分油的存储。
5.3.5减少修整及重新调和的需要,解决方案集成现场仪表和分析仪的所有数据,确保所有的属性一次符合指标要求。
5.3.6产品混合更为均匀,组分和添加剂的在线调和可以使成品的混合获得高度均匀。同时调和微调策略的使用减少了调和质量的波动,增加了调和产品的均匀度。
5.3.7成品油罐的罐底油补偿,在调和开始前,成品油罐底部分的不合格产品可以通过微调技术校正,配方不需要对罐底油组分重新计算。
5.3.8调和表现的跟踪,优化软件包可以生成调和性能统计的详细报表,记录油量结果与模型预测结果之间的偏差。这些报表可以用作调和的调查跟踪分析仪性能数据的分析。
5.3.9用作生产装置的前馈控制,在线调和分析仪的信号可以作为炼油装置前馈控制的输入,例如:检油到辛苦烷值过剩,可以降低反应深度,从而提高生产装置先进控制的效率。
6效益分析
该项目主要点是减少质量过剩,从而节省高辛烷值组分。哈尔滨公司目前主要生产90#清洁汽油,根据目前辛烷值的市场价格,以2005年汽油产量90万吨为例,按质量过剩(平均抗爆指数)0.3-1.1单位/吨计算,效益计算如下:
说明:在线调和抗爆指数富裕值控制为0.3个单位。
7结束语
应用汽油在线调和系统从提高生产效率和节约成本等方面,企业可以获得较好的经济效益和社会效益。
参考文献
在线检测技术探讨 篇7
网络从最初的仅仅为了军事服务, 到如今几乎与每个人都息息相关;从发展之初单纯的共用打印机的需求, 到现在无处不在的电子商务;从上世纪80年代初的10M以太网标准的制定, 到当前的万兆铜缆以太网标准的出台, 今天的网络, 其规模和应用都异常庞大与复杂, 许多大型纵向网、园区网、局域网, 都包含着数以万计的信息点, 其中除了传统的数据业务, 语音与视频的应用正成为下一个热点。
当前的网络已经发展成为“以应用为中心”的信息基础平台, 网络管理能力的要求已经上升到了业务层次, 传统的网络设备的智能已经不能有效支持网络管理需求的发展。比如, 网络调试期间最消耗人力与物力的线缆故障定位工作, 网络运行期间对不同用户灵活的服务策略部署、访问权限控制、以及网络日志审计和病毒控制能力等方面的管理工作, 由于受网络设备功能本身的限制, 目前都还属于费时、费力, 有时甚至是不可能的任务, 迫切需要网络设备具备支撑“以应用为中心”的智能网络运营维护的能力。
二、在线测试技术原理
2.1 VCT
2.1.1 VCT原理
VCT功能一般嵌入在PHY芯片中, VCT技术远程和无干扰地诊断cable plant上的质量和属性, 能够探测和识别潜在的电缆问题, 如电缆断开或在电缆中的任何阻抗不匹配, 并准确地报告在1米之内的故障距离。VCT也将探测对交换、对极性颠倒和过多的对偏差。潜在的电缆故障包括: (1) 开路:在双绞线末端的接头之间缺少连续性。 (2) 短路:2个或更多的导线一起短路。 (3) 交叉对:双绞线在末端未正确连接。例如, 在一个末端对3连到接头4和5, 在另一个末端连到接头7和8。 (4) 反转对:在双绞线中的2个导线以相反的极性连接。例如, 一个在对3的导线在一边连到接头1, 在另一边连到接头2, 而第2个导线连到接头2和接头1中间。 (5) 不正确的终止:电缆终止不等于100欧姆。因为典型的5类阻抗 (Cat 5) 电缆为100欧姆, 在每个末端的电缆终止也必须为100欧姆, 以防止波形反射和潜在的数据误差。
VCT技术使用时域反射法 (TDR) 诊断cable plant。与雷达相似, 通过向导线发送一个脉冲信号并检查脉冲的反射的方法, TDR分析导线。当传输的脉冲达到电缆末端时或电缆的故障点时, 部分或全部脉冲能量被反射回发送地。VCT算法测量信号在电缆中传输、达到故障点及返回所需的时间。通过以太网PHY中的内部寄存器, 把测量到的时间转换成距离并使之可用。
2.1.2 VCT故障定位
(1) 传输线中的阻抗。当两个金属导线紧密地连在一起时, 它们形成一个电缆阻抗。一个正确终止线是一条其阻抗等于源阻抗及负载阻抗的线或电缆。对于一个极佳的终止线, 其反射波形阻抗为零;负载吸收所有源波形的能量。当电缆在远程末端连接断开 (或开路) 时, 负载阻抗为无穷大且反射波形等于源波形。以下方程进一步定义此动态特性, 计算反射系数pL:
其中, ZL为负载阻抗, Z0为电缆阻抗, 而5类电缆的阻抗为100欧姆。图1显示以下负载条件的反射系数。
所示的数据中可以得到一些观察结果: (1) 当负载阻抗大于电缆阻抗时, 反射系数结果为正;相反, 当负载阻抗小于电缆阻抗时, 出现负反射系数 (即反射脉冲数在零以下) 。Marvell VCT技术使用此信息帮助确定负载阻抗。
当负载阻抗为300欧姆时, 反射系数为0.5, 这意味着反射波形数是源波形的一半。VCT技术使用反射波形的极性和数量来准确计算和报告负载阻抗。
当负载阻抗为100欧姆时, 反射系数为0, 这意味着负载吸收100%的源波形能量, 且无反射波形。在没有反射波形情况下, VCT算法分辨出无电缆故障存在。
(2) 计算距离。传播速度 (VOP) 是同真空光速相关的信号速度 (每秒186 400英里) 。数字1.0代表光速;所有其它信号都较慢。VOP为0.71的电缆传输71%光速的信号。5类双绞线具有0.71的VOP, 其转化4.7纳秒/米的传播延迟。使用TDR技术测量反射波形的传播延迟, 及了解计算出的5类电缆的VOP, 使计算到电缆故障点的电缆长度或距离变得相对简单。
2.2 环回测试
AGV在线自动充电系统设计 篇8
作为实现物流自动化的重要设备, AGV的自动化、智能化、网络化等都是通过AGV控制系统直接实现的。在AGV的研究领域电源系统设计与管理始终是一个被遗漏的主题, 或者认为电池对整个小车的性能没有多大影响。因为AGV系统的大多数研究都是在仿真环境中进行的, 所以电池的实际性能没有被全面考虑。在实际使用中, AGV的电源系统对AGV的整体性能影响较大。电池的性能首先直接影响AGV的续航能力。AGV的1个工作周期由充电时间和放电时间组成, 而放电时间所占的比例直接决定了AGV的生产效率。通过选用合适的电池, 对电池正确充电, 一方面可以缩短电池的充电时间, 另一方面可以延长电池的放电时间, 从而提高AGV工作时间在整个周期中的比例, 提高AGV的使用率。
二、电源系统
AGV的电源系统主要由4个部分组成:电池组, 电池检测模块, 转换模块和地面充电站。电池组由1节或多节电池组成, 为小车提供足够的电压与功率。电池检测模块与转换模块的作用是对电池的状态实时检测, 以及对电池的输出参数进行转换, 以满足AGV内部的使用需求。地面充电站是AGV充电系统的主要组成部分。目前, 使用的智能充电站能够按照设定的电压、电流和时间参数对电池充电, 整个过程不需要人工干预, 能够真正实现自动充电。电源供电方案如图1所示。
1. AGV电池组。
AGV主要依靠自身携带的电池供电。电池的主要形式是蓄电池, 此外还有超级电容等储能方式, 本文, 笔者仅讨论蓄电池供电。常见的AGV系统电压有24 V与48 V两种。电池组的电压并不能完全决定电池组的工作能力, 而只是为了使用方便。因为电池组只能提供最初的电能, 其上游需要与充电机连接, 其下游需要与小车的各种用电机构连接。选择合适的电压可以简化电能在这3者之间的转换。在实际应用中, 除了专用的AGV电池, 普通电池单节电压都不可能达到48 V, 镍镉蓄电池节电压为1.2 V, 镍氢蓄电池节电压为1.4 V。为了满足使用需求, 往往把多节电池通过串联的形式获得需要的电压。设计AGV小车的系统电压为48 V。由于镍镉蓄电池的额定电压为1.2 V, 为获得要求的48V系统电压, 可以使用40只容量为90 Ah的电池串联形成1个电池组, 这样就能满足使用要求, 选择的品牌为长虹电源有限公司生产的烧结式镍镉蓄电池。选择的电池的型号为KPX90, 其电池参数如表1所示。
2. 电源监测模块与转换模块。
在AGV的实际使用过程中, 电池的状态直接关系到AGV小车的效率。另外, 由于电池的充放电均表现为复杂的物流化学反应, 如果不加合理控制, 不仅会大大降低电池的利用率, 而且还会缩短电池的使用寿命。通过使用电源监测模块, 能够实时监测到电池的充电过程, 主要监测的数据有单体电池和电池组的电压、电流、电池内阻、电池温度等。监测模块的主要作用有2个:在充电时监测电源的状态;在使用过程中电量过低时提示充电。它的意义在于不仅能够提高电池的利用率, 而且能够延长电池的使用寿命。
电动机和制动器由电池组直接供电, 其他设备包括工控机, 显示屏, NAV200, S3000及通讯模块的供电由DC-DC电源转换模块提供。监测模块实时监测电池组的状态, 并把数据传送到工控机中, 同时将电池的状态显示在液晶显示屏上。当监测模块监测到电池组电量不足时, 就会将信号发送到工控机提示充电。只有当工控机发现小车满足了充电要求后, 比如小车已经完成了一次任务循环, 工控机一方面命令小车驶向地面充电机, 另一方面通过无线通讯模块将小车的充电信息发送到地面主机, 由地面主机控制充电机做好充电准备。当充电机检测到小车接触良好后, 便开始按照预定的充电策略充电。在以上的过程中, 监测模块检测到电量低时并不会命令小车立即充电, 只是将信号发送到工控机中, 由工控机判断充电时机。充电过程的完成信号是由充电机发出的, 充电机可根据不同的要求设定不同的充电终止策略, 比如充电电压达到上限或者充电时间结束等情况, 可在充电机上预先设定。
3. 自动充电装置。
当电源监测模块监测到电池组电量不足时, 会向工控机发出信号。当工控机发现小车满足了充电条件后, 就会命令小车驶向充电站自动连接并进行充电。当充电完成后, 小车自动脱离充电机, 驶向工作区域正常运行。
AGV的自动充电连接装置可以分为上置式、侧置式和下置式3种。下置式充电装置布置图如图2所示。
本次设计采用下置式布置。下置式充电装置布置在车体下方。当AGV驶入充电区域时, 车体接头与地面充电站接头对接, 当确认对接良好后, 就可以开始充电。当充电完成后, 小车驶离充电站, 对接脱离。由于充电过程中电流很大, 所以将充电器安装在地面, 这样可以避免连接接头处于危险状态。为了提高对接过程的柔性, 可以将地面充电接头设计成弹性装置。
4. 自动连接过程。AGV小车的自动连接即使车体充电接头与地面充电站充电接头准确对接。这个过程可以分为3个阶段:
第一阶段为远程对接阶段, 当工控机发出充电命令以后AGV小车即进入远程对接阶段;第二阶段为近程对接阶段, 当AGV距离对接位置5 m时小车就应该进入近程对接阶段;第三阶段为检查对接阶段, 当小车行驶到了充电机位置时, 要确认对接是否良好。确认的方法是通过检测小车接头两端电压是否符合要求, 这里可通过HT70XX芯片来检测。
在本次设计中, 参考电压选样48 V。然而HT70XX的最高参考电压是7 V, 所以在小车车体接头与比较器负输入端之间应该接入电阻分压电路, 通过选择大小合适的分压电阻, 将参考电压降到7 V。这样, 在对接过程中, 当工控机检测到HT70XX输出端为高电位时, 就可以确认对接成功并进入充电阶段。当小车充电完成后, 充电机会发出充电完成信号到地面主机, 并通过无线通讯模块传送到小车工控机, 工控机发出指令控制小车驶离充电站继续作业, 充电过程完成。
三、总结与展望
AGV在现代自动化生产中的应用领域越来越广阔。在本设计中AGV由电源系统中的蓄电池组为AGV提供电能, 并经过DC-DC转换模块转换后供小车各种用电部件使用。电池的用电和充电过程都受电池监测模块的实时监测, 以充分利用电池能力, 延长电池寿命。通过车体与地面的充电接头, AGV可以实现整个充电过程的完全自动化, 从而提高生产和使用效率。然而AGV在电源系统中, 限于当前蓄电池技术, AGV的续航能力最高只有90 min左右。要提高AGV的续航能力, 一方面可以使用更先进的蓄电池, 或者发展其他功能方式, 如超级电容供电等;另一方面应该发展电池管理技术, 通过合理使用电池来更大限度地利用电池, 从而提高电池的续航能力。
粉尘在线监测与自动喷雾除尘装置 篇9
粉尘在线监测与自动喷雾除尘装置由中煤科工集团常州自动化研究院研制推出。该装置利用粉尘传感器检测环境中的粉尘含量, 当粉尘含量达到或超过设定值时, 控制箱发出开启电磁阀信号, 实施洒水降尘, 并自动控制防尘水幕;当粉尘含量降到设定值以下时, 控制箱关闭电磁阀, 降尘结束。在洒水过程中, 如果有人员通过, 则光电传感器发出电信号, 控制箱发出关闭电磁阀信号, 暂停洒水, 人员通过后自动回复洒水状态。
该装置主要用于煤矿井下进回风大巷、采掘工作面进回风巷道、车场、煤仓及其他需要对粉尘含量设限喷雾降尘的场所, 可以单独自成系统使用, 也可与矿井安全监测系统联网使用, 实现粉尘在线监测。
在线自动检测 篇10
关键词：超声波技术；变电站；设备巡视；局部放电；在线检测技术 文献标识码：A
中图分类号：TM595 文章编号：1009-2374（2016）17-0122-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.17.059
变电站运维人员每月最主要的工作就是定期设备巡视，检查设备的运行状况，及时进行故障判别，保障设备安全、稳定运行，通常采用目测、手摸、耳听的方法来进行设备运行情况判别，而目测是最直接最便捷的方法，但目测的方法有着很大的局限性，很难准确发现运行设备存在的发展性缺陷，尤其是那些在运行中极易发热的设备缺陷，只有当设备发热到一定程度时（此时运行设备已有不同程度的损坏）才能够发现，使得设备缺陷未能在萌芽状态被发现而延误了处理；还有就是随着系统容量的增大、电网负荷的增加和设备的逐步老化，致使运行设备异常发热的缺陷不断增多，如用示温腊片进行设备的发热缺陷检测，有时却无法发现业已存在的故障，会误判为设备出线接头发热导致的，而延误了那些开关本体内故障的及时处理。因此，利用超声波检测技术进行设备巡视，既能解决目测方法的局限性，又能大大提高运维人员判别设备缺陷的能力，特别是对迎峰度夏和重大节假日期间设备的安全、稳定运行起到举足轻重的作用。下面就结合目前运维站利用超声波带电检测技术在提高运维人员设备巡视效果的应用上做一些介绍。
1 超声波检测的原理
超声波检测法的原理是电力设备内部产生局部放电信号的时候，会产生冲击的振动及声音，通过在设备腔体外壁上安装超声波传感器来测量局部放电信号，从而判断内部是否存在局部放电信号。由于声波的传播不受金属屏蔽的影响，所以检测到的数值比较大。
局部放电暂态地电压检测法的原理是当高压电气设备发生局部放电时，放电电量先聚集在与放电点相邻的接地金属部分，形成电流脉冲并向各个方向传播。当内部放电时，放电电量聚集在接地屏蔽的内表面，因此外部检测在屏蔽层处连续状态时是无法检测到放电信号的。往往屏蔽层在绝缘部位、垫圈连接处、电缆绝缘终端等部位出现破损的情况下才会出现不连续的状态，此时高频信号便会传输到设备外层，放电产生的电磁波将会通过设备金属箱体的接缝或气体绝缘开关衬垫传播出去，而产生暂态对地电压，再通过设备的金属箱体外表面传到地下去。利用检测传到设备外壳上的脉冲信号来判断设备内部是否存在局部放电，但由于开关柜整体屏蔽效果比较好，所以检测到的信号比较微弱。
2 检测分析方法
2.1 带电检测
2013年4月12日，阿勒泰供电公司运维人员在对110kV盐碱变电站10kV开关柜进行带电检测例行试验时，发现用Ultraprobe 9000超声波局放检测仪检测出10kV选矿二线1017断路器开关柜后上柜存在异常超声波信号，测试结果如表1所示：
从以上测试数据可以看出，1017断路器后上柜存在较大幅值的异常超声波信号，其他开关柜的超声检测信号均在合格范围内。随即用Ultra TEV plus+进行检测，检测数据如表2所示。
从表2中可以看出，1017开关柜后上柜与金属的相对差值为6dB，不是很大，在合格范围内。
局部放电暂态地电压检测法是一种最新型的开关局部放电检测方法，实际工作中该方法灵敏度高、操作方便，从而在开关柜的绝缘状态检测中得到广泛应用。当开关柜内部元件对地绝缘出现局部放电时，将会有少许放电能量以电磁波的形式转移到柜体的金属铠装上，此时便会产生持续大约几十纳秒的暂态脉冲电压，在柜体表面通过传输线进行传播，当容性传感器探头检测到柜体表面的暂态脉冲电压时，便可发现和判定开关柜内部的局部放电缺陷。
超声波检测法是通过超声波传感器来检测设备放电时产生的超声波信号，超声波频带在20kHz以上时，就会不受外部噪声的干扰。实际上，用超声波检测时，探头是置于设备外部的，此时放电信号在绝缘介质的作用下衰减严重，也失去了应有的灵敏度，如进行定量分析将会存在较大的困难，但应用于局部放电初测及比较严重的空气中的放电效果较为明显。而超声波检测方法的优势在于能检测到地电压甚至超高频等手段无法发现的缺陷，特别是对某一发展阶段反应为振动信号的缺陷。
加之上述超声波检测又是在开关柜中上部母排的位置，通过局部放电暂态地电压检测法原理和超声波检测法原理，判断可能存在母排螺丝松动而引起的局部放电缺陷。
2.2 复测
2013年5月13日，我们又对110kV盐碱变电站1017断路器开关柜进行了复测，复测结果见表3和表4。
从表中可以看出，超声波异常信号仍然存在，从而更加确定存在局部放电现象。
2.3 隐患排查
2.3.1 根据两次检测结果判断1017开关柜内部可能存在局部放电现象，立即将1017开关柜列入月度检修计划进行停电消缺。在公司统一部署、安排下，于2013年8月14日对110kV盐碱变电站10kV母线停电，将1017开关柜后柜门打开进行仔细检查，发现B相母排有轻微的晃动，并且B相母排与支持绝缘子连接处存在明显放电痕迹（如图1）。
因此初步判定放电原因为固定铝排螺丝松动引起的悬浮放电（如图2）。
随后，检修人员对B相母排氧化的部分进行打磨处理，对氧化的螺丝进行更换并紧固（如图3），重新恢复送电。
2.3.2 处理后恢复送电，对1017开关柜进行了重新测试，测试结果如表5和表6。
从以上数据可以看出，在经过处理后，超声波异常信号消失，TEV检测信号也较之前降低了很多，说明之前通过超声波检测的分析和判断是准确的。即B相母线排固定螺丝松动，造成螺丝对母排悬浮放电。
3 注意事项
第一，事实上，10kV开关柜内部不同的缺陷会形成不同的局部放电现象，对于内部放电和表面放电而言，目前主要采用的非介入方式。带电检测的方法主要有超声波检测和暂态地电压（TEV）两种检测方式，在一些设备发生放电的情况下，我们可以同时侦测到超声波信号和TEV信号，但针对另一些放电情况，因内部放电振动幅值非常小，通常只能检测到两种信号中的一种，因此实际操作中，应该以超声波、暂态地电压检测方式相互补充，才能够有效地检测到全部的局部放电现象。
第二，测试过程中需要注意排除噪声干扰，手机等电子设备要远离仪器和被检测设备。检测之前，应加强背景检测，背景测量位置应尽量选择被测设备附近金属构架。检测过程中，一定要避免敲打被测设备，以防止外界振动信号对检测结果造成影响。
第三，超声波测试容易受到现场周围环境的影响，特别是当设备本身产生不同程度的机械振动时，超声检测便会产生非常大的误差，加之超声传感器的检测有效范围较小、灵敏度低，不大适用于大型的电气设备。
第四，近年来超声波检测法的灵敏度有较大的提高，但其在电气设备内部的传播效应性较为复杂，特别容易在一些情况下出现超声定位失败现象，目前无法利用超声波信号对局部放电进行模式识别和定量判断，主要作为一种辅助测量方法加以应用。
4 结语
超声波法非常适用于局部放电故障诊断，它能使局部放电检测技术向多元化方向发展。超声测试与局部放电相结合的测量方法能准确判断并找出设备内部的局部放电故障点，具有操作方便、故障定位精准、读取数据直观等优点。实践证明，采用多种相互补充的测试方法，能迅速、有效地检测到设备局部放电缺陷，该有效实用的检测技术对提高电网供电可靠率具有重要意义。
参考文献
[1] 王培义，朱伯涛.开关柜局部放电超声波在线检测技术的应用[J].河北电力技术，2010，（6）.
[2] 徐文，张守中，王勇.超声带电局部放电检测技术现场应用[J].山东电力技术，2008，（4）.
作者简介：陈江海（1971-），男，山东昌邑人，国网新疆电力公司阿勒泰供电公司助理工程师，研究方向：变电运行。
粉尘在线监测与自动喷雾除尘装置 篇11
粉尘在线监测与自动喷雾除尘装置由天地 (常州) 自动化股份有限公司研制推出, 是基于粉尘浓度传感器和光控传感器开发的新一代智能化、人性化矿用自动喷雾降尘装置, 可实现粉尘浓度超限自动喷雾, 测得的粉尘浓度值可实时就地显示。该装置可以单独自成系统使用, 也可与矿井安全监测系统联网使用, 实现粉尘浓度在线监测。
该装置主要由KDK5矿用电源控制箱、GCG1000粉尘传感器、ZP-12.5G光控传感器、DFB-20/10Q电动球阀等设备组成。