仪表检测系统

2024-07-11

仪表检测系统(精选12篇)

仪表检测系统 篇1

1 概述

汽车组合仪表是人和汽车的交互界面, 作为汽车上最重要的信息终端, 为驾驶员提供所需的汽车运行参数、故障提示、行驶里程等信息。其显示的直观与美观使得驾驶不但是代步之必需, 也成为舒适生活的一部分, 而参数传递的准确与可靠性则直接关系到汽车行驶的安全。随着汽车电子技术的发展, 汽车组合仪表将成为汽车的电子控制信息中心, 信息量增多, 功能强大, 是汽车电子技术的一个研究重点。

国内针对汽车组合仪表的检测系统的研发目前还处于初始阶段。对仪表的检测只能在整车上进行。汽车制造厂对于新组装的汽车如要仪表出现问题, 即耽误了企业的工作效率, 而对于汽车修理人员, 往往仪表上的信息会指引修理方向, 仪表上错误的信息必会浪费时间、人力和物力。汽车仪表检测系统的开发将有效的解决上述问题。我国目前的汽车组合仪表尚以机械式为主, 通讯方式以线束为主, 这种模式最大的弊病是过于依赖线束, 导致系统复杂。对汽车仪表而言, 使用电子式仪表板较之传统仪表的优势在于硬件功能的软件化和系统集成度被大大提高。随着微电子技术的发展, 微处理器的处理速度越来越快, 一些实时性要求高, 原本由硬件完成的功能, 就完全可以通过对微处理器编程来实现。在大规模集成电路技术迅速发展的今天, 集成电路的密度越来越高, 体积越来越小, 内部结构越来越复杂, 功能也越来越强大, 随着仪表的部分功能硬件不断地被软件取代, 整个系统的集成度也在相应提高。

2 组合仪表检测系统设计

汽车组合仪表一般包括车速里程表、转速表、机油压力表、水温表、燃油表、故障警告灯及其指示灯等。本文针对大众公司捷达汽车的1GD919033F机械式组合仪表进行相应检测设计。其车速表与里程表是机械式仪表, 由电机驱动。仪表内部由远光灯、转向灯、蓄电池、机油压力指示灯、冷却液温度表、燃油量表、发动机转速表、仪表板照明灯和电子时钟组成。组合仪表检测系统的总体方案框架如图1所示。

该组合仪表检测系统的硬件按功能主要分为:电源模块、单片机控制模块和电机驱动模块 (车速表与里程表是机械式仪表由电机驱动) 。仪表内部的远光灯、转向灯、蓄电池和机油压力四个指示灯由系统控制开关对其进行控制;冷却液温度表和燃油量表由可变电阻模拟冷却液温度信号和燃油量信号控制。其中, STC12C5A60S2单片机是整个系统的核心。STC2C5A60S2单片机和L298N模块进行电机控制。发动机转速表为电子式仪表, 运用单片机产生方波信号对其运行状态进行控制。各指示灯在接通电源的情况下为常亮状态, 用单片机控制让其闪烁。组合仪表检测系统电路图和硬件平台如图2和3所示。

组合仪表检测系统软件分为模拟部分的软件开发和检测系统的软件开发。根据汽车仪表的功能以及硬件结构, 将软件功能分为车速表模块、转速表模块、水温表模块、燃油表模块、指示灯模块。主程序相当于操作系统, 其主要功能是首先将软件的各个模块初始化, 然后进入扫描模式, 循环调用每个模块的功能。主程序流程图如图4。

转速表程序的主要功能是将外部传输过来的转速信号转换为仪表可以接收的信号。用C语言编写转速表程序。基于条件函数判断车速是否更新, 如果更新则调用车速表驱动函数。真实情况下转速是根据方波来计算和显示的, 本文设计了一个模拟方波的程序, 先初始化, 设置一个延时函数, 用电位计通过A/D转换来控制延时的时间, 再设置一个高低电平的转换。这样就通过调控延时达到改变周期的效果。在主单片机中设计一个定时器/计数器程序接受信号并将数值返还到显示程序中。同时车速表是将输入的车速信号转变为可控制直流电机的驱动信号来驱动的, 真实情况下转速是根据电机转速来计算和显示的, 本文设计了一个可控制电机转速的程序, 先初始化, 设置一个延时函数, 用电位计通过A/D转换来控制延时的时间, 在设置一个高低电平的转换。这样就通过调控延时达到改变占空比的效果, 从而控制车速表的运行。

3 组合仪表检测系统的测试

本文用程序实现测试功能, 由单片机发出控制脉冲信号和PWM信号。组合仪表的发动机转速表和L298N电机驱动电路进行信号接收。使用单片机模拟方波, 调节占空比, 将程序写于单片机后, 运用A/D转换控制频率, 使用if循环语句, 设计多个A/D接口, 并设置相应I/O接口, 将电位计接入电路。旋转电位计开关, 用示波器观察方波, 波形如图5所示。将产生的波形发送到组合仪表转速表中, 使转速表根据频率的变化而发生相应变化。将产生的波形发送到L298N电机驱动电路中, 使电机转速根据波型的变化而发生相应变化。占空比显示如图6所示。

水温信号及燃油信号的模拟都是利用变电阻来进行的, 所以用电位器来充当两个模块的可变电阻。根据捷达车型中两个模块可变电阻的阻值选取适当阻值的电位器与电源和仪表连接。仪表中的各种指示灯在与电源相接时处于常亮状态, 所以对单片机进行编程, 让其产生间断的电压信号从而达到指示灯的闪烁状态而进行指示灯信号的模拟。

4 结论

捷达组合仪表检测系统硬件设计简洁, 操作方便, 所需要的元器件应用广泛, 价格低廉, 软件结构设计合理, 易于二次开发。此系统对仪表生产厂家实用检测有推广作用, 对汽车生产厂家在生产过程中仪表方面有监测作用, 对相关汽车专业的教学和实践有指导作用。

摘要:汽车组合仪表是驾驶员与汽车进行信息交流的重要接口和界面, 是车辆安全行驶的重要保证。本文基于单片机对捷达汽车组合仪表进行检测系统设计。仪表检测系统主要由为整个系统提供稳定电源的专用电源芯片, 负责模拟仪表运行所需要的各电子信号, 并将信号发送到组合仪表上使仪表根据信号的指示运行的STC12C5A60S2单片机, 以及L298N电机驱动电路等元器件组成。软件基于Keiluv2进行开发, 采用C语言编程, 实现对组合仪表各部分工作的检测。

关键词:汽车组合仪表,单片机,L298N,检测

参考文献

[1]李涵武, 赵雨.汽车电器与电子技术[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社, 2006.

[2]黄鹏.汽车单片机应用技术[M].北京:机械工业出版社, 2010.

[3]谭浩强.C程序设计 (第四版) [M].北京:清华大学出版设, 2010.

[4]王绍光, 夏群生, 李建秋.汽车电子学[M].北京:清华大学出版社, 2005.8.

[5]萧家源.电子仪表原理与应用[M].北京:北京科学出版社, 2005.

仪表检测系统 篇2

第一章 总 则

第一条

为了加强仪表联锁系统的管理,保障生产装置的安全运行,特制定本办法。

第二条

生产车间、仪表维保应根据本制度,制定相应的仪表联锁保护系统管理细则和考核办法。

第三条

仪表联锁保护系统的设备安装参照GB 50093-2002《自动化仪表工程施工及验收规范》 执行。

第四条

仪表联锁保护系统的设备检维修参照中国石油化工总公司《石油化工设备维护检修规程》(SHS07001-2004)执行。

第五条 DCS、ESD、PLC的安装与调试参照SH3521-99《石油化工仪表工程施工技术规程》执行。

第六条

仪表联锁保护系统的仪表设备的检定参照《国家计量检定规程汇编》执行。

第二章 管理机构及职责

第七条 工厂仪电科是仪表联锁保护系统职能管理部门,负责工厂内仪表联锁的管理,制定工厂联锁管理制度,监督检查、考核各相关单位及维修公司的联锁管理制度执行情况。负责新建、扩建、改造等工程中仪表联锁保护系统的方案审核,参与仪表联锁保护系统的设备选型及工程竣工验收。

第八条

工厂由仪电科科长负责仪表联锁保护系统的管理工作。协调安全环保科、生产技术科、工艺车间实施仪表联锁保护系统的设备管理、技术管理、使用管理。

第九条 仪表维保单位负责仪表联锁保护系统的日常维护、特护、检修工作。并负责联锁设备管理、技术资料管理、使用维护管理。

联锁保护系统的修改、切除、恢复、取消

第十条

关于联锁保护系统的修改。联锁保护系统的方案、联锁设定值、联锁保护系统的设备,任何单位和个人不得随意修改,若确因生产需要修改的由提出修改单位办理《联锁保护系统修改工作票》,说明修改原因、技术方案,经机动部门、生产技术门、安全环保部门审核,总工程师(副总工程师)审批后实施。

第十一条

关于联锁保护系统的停用、恢复。严禁随意停用、恢复联锁保护系统。

(一)因工艺生产或设备维修需要临时停用(8小时内恢复)联锁保护系统。由『申请单位』办理《联锁保护系统临时停用、恢复工作票》。经机动部门、生产车间负责人、仪表维保单位负责人签字后实施。

(二)因工艺原因或设备原因需要长期(8小时以上)或重要机组仪表设备,停用联锁保护系统。由工艺车间办理《联锁保护系统长期停用工作票》,经生产车间负责人、仪表维保单位负责人、机动部门、生产技术部门、安全环保部门审核,总工程师(副总工程师)审批后实施。

(三)临时、长期等各类工作票填写内容:应认真详细填写所停用联锁回路名称、仪表位号、停用主要原因、停用时间及恢复时间、操作及监护人、工作内容、应急方案、防范措施。

(四)恢复停用“8小时以内”的联锁保护系统的回路,由工艺车间、仪表维修单位联合确认后方可投用。

(五)恢复停用“8小时以上”的联锁保护系统的回路,经生产车间负责人、仪表维保单位负责人、机动部门、生产技术部门、安全环保部门审批后方可投用。

(六)装置开停工期间,如开停工方案、操作手册中已注明需要临时停用的联锁保护回路,可根据开停工方案、操作手册中的要求临时停用联锁保护回路,不需办理工作票。紧急工况下,在处理临时突变事故时可根据安全生产的需要先临时停用联锁保护回路,但必须做好必要的保护措施,事后立刻补办《联锁保护系统临时停用、恢复工作票》。

(七)在装置周期性停工检修后,机动部门、生产技术部门、工艺车间、维修车间须根据《联锁保护系统定值表》,对联锁保护系统设定值进行联合审核、确认。对须变更相关数据须在《联锁保护系统联锁动作确认单》上共同认可、会签。并备案在《联锁保护系统定值表》上。

(八)关于联锁保护系统的取消。因工艺变更、设备改造等原因而长期不用的联锁保护回路可予以取消,但必须严格取消手续。由生产车间提出申请,说明取消的回路名称、取消原因、采取相关安全措施,办理《联锁保护系统长期停用工作票》,经生产车间负责人、仪表维保单位负责人、生产技术部门、机动部门、安全环保部门审核,总工程师审批后实施。第十二条

联锁保护系统的修改、停用、恢复、取消工作的实施由生产车间、仪表维保单位负责。实施过程中应遵照下列原则:

(一)工作票原则。严禁无票作业。

(二)离线原则。不得在线(指装置正常运行时联锁投入情况下)进行联锁保护系统的修改、取消工作。

(三)预案原则。在进行联锁保护系统的修改、停用、恢复、取消工作前,实施单位必须做好预案、(生产车间做好生产应急预案),说明工作步骤、可能产生的影响、注意事项和应采取的防范措施。实施过程中,工艺、仪表要密切配合,工作完成后,双方要签字确认。

(四)即时归档原则。联锁保护系统的修改、切除、恢复、取消工作完成后,要将有关资料立即归档。

联锁保护系统的日常管理及维护

第十三条 生产车间、仪表维保单位要建立联锁保护系统特护制度。机动管理部门要定期对特护设备、维修保养进行检查考核。

第十四条 联锁系统动作设定值数据表,必须齐全准确。生产技术部门每年需组织对《联锁保护系统定值表》进行审核。新增和改造的联锁保护系统在验收前由生产技术科组织机动科、安全环保科对《联锁保护系统定值表》进行会签,报总工程师审批后交施工单位实施。维护单位、施工单位要配合技术部门整理汇总《联锁保护系统定值表》。第十五条 新建装置、大修或改造后的老装置,在开工前必须由机动部门、生产技术部门、生产车间、施工单位、维修单位共同对联锁保护系统进行联锁动作动态、静态的检查、确认。并由维修、施工单位提供《联锁保护系统联锁动作确认单》实际数值由生产车间认真填写。新建、扩建装置的联锁动作检查、确认由工程管理部门组织。大修、改造的装置由工艺生产车间召集相关单位共同对联锁保护系统进行联锁动作动态、静态检查,由生产技术科、机动科共同联合确认合格后签字,竣工资料归档。

第十六条 机动部门、生产技术部门要把好联锁保护系统的技术及质量关和设备选型关。

第十七条

采用FSC、DCS、PLC等需编程组态的设备实现联锁保护逻辑时,实现联锁保护的程序和逻辑图需经设计部门、机动部门、生产技术部门、生产车间、施工单位、维护单位会签。会签后的《联锁保护系统程序、逻辑图》作为工程竣工资料。联锁保护系统的修改需对《联锁保护系统程序、逻辑图》会签,否则任何单位和个人不得随意改动。

第十八条

对重要联锁保护设备和联锁保护回路,维修公司需指定专人维护。按一台(或一个回路)一档原则建立专门特护档案,根据每个设备(或回路)的特性逐一制定特护方案。

第十九条 在装置正常运行及开工期间,主要联锁保护系统已投用的情况下,对联锁保护系统相关的设备(包括接线端子)维护时,维护单位必须做好维修预案,采取必要的保护措施。需办理相关仪表检修作业票。

第二十条 用于联锁保护系统的传感器、设定器、执行机构、ESD(紧急停车系统)PLC(可编程序控制器)、电源、继电元件、接线端子等设备需设明显的联锁标记。

第二十一条 用于联锁保护系统的操作开关、按钮要使用性能可靠的硬件开关、按钮,(特别是紧急停车开关)需带有保护罩。无特殊情况不得使用软件开关、按钮,且开关、按钮、指示灯标记要清楚,显示画面要直观。

第二十二条

用于联锁保护系统的旁路开关、按钮原则上要使用性能可靠的硬件开关、按钮。如用DCS、FSC、PLC等软件实现旁路开关,必须组态专门显示画面,直观显示联锁保护回路的投用、切除状态。第二十三条 联锁保护系统仪表设备的检维修、更新改造、定期(点检)计划要优先安排,确保联锁保护系统仪表的周检率、完好率、投用率达到100%。

第二十四条 不得随意增加或取消报警回路或修改报警设定值,对报警回路的任何改动,工艺车间必须以书面通知维修单位实施。第二十五条 工艺生产车间交接班时,应将重要联锁报警回路作为交接内容,其方法是按试验按钮观察报警回路灯是否闪烁、警铃是否响,发现不正常,及时通知维修单位进行维修,并将情况填写入交接班日记。

第五章 联锁保护系统资料管理

第二十六条

仪表联锁保护系统的资料、图纸必须准确、齐全。生产车间、仪表维保单位联锁保护系统要健全下列资料:

(一)联锁保护系统设备台账(仪表维保单位、生产车间);

(二)联锁保护系统原理图、接线图、设备安装图(仪表维保单位);

(三)经技术、机动、生产、安全等单位及工厂分管领导会签的《联锁保护系统定值表》(仪表维保单位、生产车间、机动科);

(四)经机动、技术、使用单位、维修仪表车间、(施工单位)会签的《联锁保护系统联锁动作确认单》(仪表维保单位、生产车间、机动科);

(五)经机动、技术、生产、设计部门、使用单位、维护单位、施工单位会签的《联锁保护系统程序、逻辑图》(仪表维保单位);

(六)联锁保护系统修改、停用、恢复、取消工作票(维修仪表车间、工艺车间、机动科);

(七)全套联锁保护系统设备技术资料(包括手册和计算机软件、系统备份)及资料清单(仪表维保单位);

(八)重要联锁保护系统设备(或回路)特护方案(仪表维保单位);

(九)联锁保护系统校验记录、特护记录和检修记录(仪表维保单位);

(十)FSC、DCS、PLC等智能设备的系统图及备份软件(仪表维保单位)。

第二十七条

上一条所列资料由生产车间、仪表维保单位和施工单位负责整理并提供给有关部门。

第二十八条

机动管理部门、生产车间健全第二十六条

(一)、(三)、(四)、(六)项资料。仪表维保单位必须健全第二十六条全部相关资料。

第二十九条 联锁保护系统设备技术资料(包括手册和计算机软件)由机动部门和.产车间、仪表维保单位一起建立统一的资料清单。结合管理的需要,在设备订货时,必须与供应商明确,所有设备提供两份以上资料,由机动部门、仪表维保单位分别存档。仅有一份资料时先由仪表维保单位向机动部门办理领用手续后使用,再组织资料复制。

第六章 附

现场仪表系统常见故障的分析 篇3

【摘 要】目前,随着电力企业自动化水平的不断提高,对现场仪表维护人员的技术水平提出了更高要求。为缩短处理仪表故障时间,保证安全生产提高经济效益,发表一点仪表现场维护经验,供仪表维护人员参考。

【关键词】仪表;故障;维护

1.现场仪表系统故障的基本分析

现场仪表测量参数一般分为温度、压力、流量、液位四大参数。

现根据测量参数的不同,来分析不同的现场仪表故障所在。

(1)首先,在分析现场仪表故障前,要比较透彻地了解相关仪表系统的生产过程、生产工艺情况及条件,了解仪表系统的设计方案、设计意图,仪表系统的结构、特点、性能及参数要求等。

(2)在分析检查现场仪表系统故障之前,要向现场操作人员了解生产的负荷及原料的参数变化情况,查看DCS的记录曲线,进行综合分析,以确定仪表故障原因所在。

(3)如果仪表记录曲线为一条死线(一点变化也没有的线称死线),或记录曲线原来为波动,现在突然变成一条直线;故障很可能在仪表系统。因为目前记录仪表大多是DCS计算机系统,灵敏度非常高,参数的变化能非常灵敏的反应出来。此时可人为地改变一下工艺参数,看曲线变化情况。如不变化,基本断定是仪表系统出了问题;如有正常变化,基本断定仪表系统没有大的问题。

(4)变化工艺参数时,发现记录曲线发生突变或跳到最大或最小,此时的故障也常在仪表系统。

(5)故障出现以前仪表记录曲线一直表现正常,出现波动后记录曲线变得毫无规律或使系统难以控制,甚至连手动操作也不能控制,此时故障可能是工艺操作系统造成的。

(6)当发现DCS显示仪表不正常时,可以到现场检查同一直观仪表的指示值,如果它们差别很大,则很可能是仪表系统出现故障。

总之,分析现场仪表故障原因时,要特别注意被测控制对象和控制阀的特性变化,这些都可能是造成现场仪表系统故障的原因。所以,我们要从现场仪表系统和工艺操作系统两个方面综合考虑、仔细分析,检查原因所在。

2.四大测量参数仪表控制系统故障分析

2.1温度控制仪表系统故障分析

现在工厂所用温度测量元件主要为:热电偶、热电阻、温度变送器。

热电偶故障分析:

热电阻故障分析:

热电阻使用注意事项:

(1)注意热电阻最高使用温度和工作压力不可超过它的额定值。

(2)如在腐蚀性、易损性的介质中使用,应采用合适的保护套管。

(3)根据配接显示仪表的种类选择不同的接线方法。

(4)连接铜导线的电阻值应按显示仪表技术条件规定的数据选配,一般为2Ω~5Ω。

(5)不能把一个热电阻与两个显示仪表并联使用。

(6)用来测量热电阻测温元件的电桥精确度必须满足要求,并且电桥工作电流不得大于5mA。

(7)若热电阻值不正确时,应从下部端点电阻丝交叉处增减电阻丝,而不应从其它处调整;调整后的电阻丝应排列整齐,不得有碰接现象。

(8)改变热电阻长度时,只允许改变引线长度,不得改变热电阻的长度。

热电偶测温使用补偿线时,必须注意以下几点:

(1)补偿导线必须与相应型号的热电偶配用。

(2)补偿导线在与热电偶、仪表连接时,正、负极不能接错,两对连接点要处于相同的温度。

(3)补偿导线和热电偶连接点温度不得超过规定使用的温度范围。

(4)要根据所配仪表的不同要求选用补偿导线的线径。

2.2压力控制仪表系统故障分析

故障分析:

2.3流量控制仪表系统故障分析

(1)流量控制仪表系统指示值达到最小时,首先检查现场检测仪表,如果正常,则故障在显示仪表。当现场检测仪表指示也最小,则检查调节阀开度,若调节阀开度为零,则常为调节阀到调节器之间故障。当现场检测仪表指示最小,调节阀开度正常,故障原因很可能是系统压力不够、系统管路堵塞、泵不上量、介质结晶、操作不当等原因造成。若是仪表方面的故障,原因有:孔板差压流量计可能是正压引压导管堵;差压变送器正压室漏;机械式流量计是齿轮卡死或过滤网堵等。

(2)流量控制仪表系统指示值达到最大时,则检测仪表也常常会指示最大。此时可手动遥控调节阀开大或关小,如果流量能降下来则一般为工艺操作原因造成。若流量值降不下来,则是仪表系统的原因造成,检查流量控制仪表系统的调节阀是否动作;检查仪表测量引压系统是否正常;检查仪表信号传送系统是否正常。

(3)流量控制仪表系统指示值波动较频繁,可将控制改到手动,如果波动减小,则是仪表方面的原因或是仪表控制参数PID不合适,如果波动仍频繁,则是工艺操作方面原因造成。

2.4液位控制仪表系统故障分析步骤

(1)液位控制仪表系统指示值变化到最大或最小时,可以先检查检测仪表看是否正常,如指示正常,将液位控制改为手动遥控液位,看液位变化情况。如液位可以稳定在一定的范围,则故障在液位控制系统;如稳不住液位,一般为工艺系统造成的故障,要从工艺方面查找原因。

(2)差压式液位控制仪表指示和现场直读式指示仪表指示对不上时,首先检查现场直读式指示仪表是否正常,如指示正常,检查差压式液位仪表的负压导压管封液是否有渗漏;若有渗漏,重新灌封液,调零点;无渗漏,可能是仪表的负迁移量不对了,重新调整迁移量使仪表指示正常。

(3)液位控制仪表系统指示值变化波动频繁时,首先要分析液面控制对象的容量大小,来分析故障的原因,容量大一般是仪表故障造成。容量小的首先要分析工艺操作情况是否有变化,如有变化很可能是工艺造成的波动频繁。如没有变化可能是仪表故障造成。

3.结束语

现场四大参数单独控制仪表的现场故障分析,实际现场还有一些复杂的控制回路,如串级控制、分程控制、程序控制、联锁控制等等。这些故障的分析就更加复杂,要具体分析。

【参考文献】

[1]DLT 5190.5-2004电力建设施工及验收技术规范.第5部分:热工仪表及控制装置.

[2]DLT 1056-2007发电厂热工仪表及控制系统技术监督导则.

[3]DLT 589-1996火力发电厂燃煤电站锅炉的热工检测控制技术导则.

[4]DLT 657-2006火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程.

仪表检测系统 篇4

随着技术的不断进步, 考虑到石油产品易燃、易爆或有毒介质的特性, 其对于仪表自动化水平具有较高的要求.为了保证人员及财产安全, 避免因为生产失误等原因酿成灾难性的事故, 应该把安全问题放在首位。具有安全保障的安全仪表系统 (简称SIS) 在越来越多的大型石油生产装置中得到配置, 其中, SIS系统最重要的要求就是性能可靠。现场仪表阀门是SIS的重要组成部分, 一个现代化的石油化工装置的控制系统中会广泛用到各式各样的阀门, 跑、冒、滴、漏现象经常容易出现, 往往是由于设计选型或使用维修不当造成, 轻者影响产品质量, 增加能耗, 腐蚀设备, 重者甚至造成安全仪表系统故障而给生产装置、人员和环境带来重大损失, 因此人们在追求不断提高SIS系统的可靠性来保障安全生产的同时, 也应该关注仪表阀门等辅助材料的质量控制, 这样才能发挥安全仪表系统的整体性能。

二、安全仪表系统及仪表阀门的定义与作用

(一) SIS系统的作用及构成

对于装置安全保障的SIS系统来说, 继电器、控制系统 (PLC或DCS) 、电磁阀和现场检测仪表, 以及相应的开关等等组成了SIS系统, 其中, 整个系统最为重要的要求就是可靠性。SIS是系统化的概念, 更关注整体性, 从命名就可以看出来, SIS关注回路, 关注系统整体, 包括安全型的现场检测器件 (变送器, 仪表, 传感器) 和安全型的现场执行器件 (安全关断阀, 泄压阀, 保护器) 等。从广义上讲, SIS的硬件系统不仅包括SIS控制器及IO, 还应包括所有跟控制器接口的其他输入部件, 例如获得TUV SIL认证的传感器, 变送器, 检测装置;以及所有输出部件和现场设备, 如获得TUV SIL认证的执行器 (液压安全执行器, 气动安全执行器, 电动型安全执行器) 。有些严格的现场, 要求阀门本体也必须有相关认证 (NPT核级证书等) 。

(二) 仪表阀门的定义及作用

对于流体管路的控制装置的阀门来说, 为了保护正常运行管路设备, 接通或切断管路介质的流通是其基本功能, 同时, 还能够调节压力和流量以及改变流向等等。

对于仪表系统中常用的管路附件的仪表阀门来说, 除了具有阀门改变介质通路和流向, 控制输送介质的一般功能外, 还具有取样、测量、效验等辅助功能。仪表阀门最重要的技术性能指标之一则是密封性能。对于阀门的密封来说, 主要包括三处, 一是开启件与阀座两密封面间, 二是填料与阀杆和填料位置, 三是阀体与阀盖的连接位置。内漏指的就是前一处的失效问题, 也就是所谓的关不严, 这对于阀门截断介质的能力及仪表测量精度具有一定影响。外漏则是指后两处的失效, 物料损失, 环境污染则往往是外漏事故的产生后果。外漏现象尤其在燃易爆、有毒或有放射的介质中根本不允许, 因此, 可靠的密封性能对于仪表阀门来说必不可少。

三、SIS系统的可靠性要求及仪表阀门失效因素

(一) SIS系统的可靠性要求

在高安全性能要求的石油装置系统中, 可靠性较高的SIS系统中的可靠性问题显得尤为重要。在可靠性工程理论的支撑下, 随机事件的故障分布按照一定规律。在系统总故障中, 95%是来自外部故障, 只有5%故障发生在控制器系统。根据上述分析, 外部设备的选择应该在系统设计时特别注意, 只有这样才能提高整体SIS系统的可靠性, 这就要求技术人员选择系统时要考虑包括选择高质量的仪表阀门对整体控制系统的影响。以提高对现场仪表和I/O卡的维修能力, 提高运行水平。

(二) 阀门失效的原因及对策

内部泄漏和外部泄露是阀门失效的两种形式。外部泄漏比内部泄露往往造成更为严重的后果。在石油工业中, 原材料及能源的浪费往往是由于阀门外漏造成的, 环境污染、甚至涉及到人身重大安全事故也有可能发生, 这样就会给造成严重损失。

1. 阀门外漏的原因分析

(1) 阀杆在某个位置被咬死往往是由于选材不当或工艺落后所造成, 这样的阀杆泄漏往往是由于阀门无法关闭或关闭不严造成介质泄漏。

(2) 介质的泄漏往往是由于铸造阀体的砂眼等铸造缺陷, 阀体泄漏的原因经常容易通过水压试验发现。

(3) 阀杆泄漏的原因主要是选材不当或工艺落后引起阀杆在某个位置被咬死, 使阀门无法关闭或关闭不严造成介质泄漏。

(4) 上部填料泄漏的原因通常是由于经常开关时阀杆与填料之间的磨损产生间隙不能及时补偿而泄露。

(5) 阀体连接处泄漏系指阀体与阀盖之间的密封失效泄露。另外根据接口连接方式不同, 可能会由于螺纹密封和卡套连接时质量或安装问题造成泄露。

2. 阀门内漏的原因分析

内漏往往是由于阀门关闭不严形成的, 发生位置往往是在阀座密封面。其原因主要分析如下:

(1) 介质的泄漏常常是由于阀门的制造工艺存在问题密封不严而导致, 如果用于测量将会造成误差或流量损失。

(2) 阀头与阀座密封面磨损造成密封不严, 也会引起泄漏损失。

(3) 由于制造, 运输、安装和使用中, 损伤了阀门的密封面导致阀门泄漏。

(4) 由于吹扫或过滤不严而介质内含有固体杂质造成阀座关闭不严, 从而引起介质泄漏。

3. 防止泄露的典型对策

分析造成阀门泄漏的关键问题, 就是上述分析的阀体连接部位密封的泄漏 (外漏) 和阀门上部填料密封的泄漏 (外漏) 问题, 应该高度重视对阀门的合理选择。

(1) 防止填料泄漏 (外漏) 的对策。传统的填料设计需要较大的力来挤压填料而产生密封。这就要求有较大的力 (或扭矩) 作用于球阀。高扭矩不但开关费力也必然导致密封表面的快速磨损和产品使用寿命的缩短。维修和更换填料操作比较麻烦。这里, 我们可以选用某品牌的加活载2件式填料设计, 其优点在于填料可以沿上下或向里外滑动。因此填料螺母只要给予一个较小的力, 就能产生密封, 延长寿命。阀杆弹簧在填料上产生活负载, 补偿温度, 压力及磨损。特别是当阀杆的V形填料磨损时, 楔形填料在弹簧力作用下产生相对运动, 重新达到密封。不会引起泄漏, 因此, 一般来说我们是不需要重新紧固填料螺母。即使要进行维修, 操作也是非常简单, 便于在线维修, 取得了良好的效果。

(2) 防止阀体连接部位泄漏的对策。由通过设计补偿式阀座, 在高压时, 球被压迫向下游, 压平下错阀座, 形成密封。上游阀座随球运动维持密封;在低压时, 锥形碟片弹簧加载的阀座压在球面上形成密封。维持密封, 密封性质需要满足的要求分析如下: (1) 满足多次拆卸后依然密封的要求; (2) 能适应在急剧变化温度和压力工作条件下工作; (3) 对振动和冲击载荷不敏感等; (4) 结构简单、紧凑, 金属消耗量少。

(3) 防止阀杆、阀座泄露的对策。阀杆和阀座是阀门中重要的受力及磨损零部件, 阀杆材料必须具有足够的强度和韧性且能耐腐蚀和擦伤, 一般应对其表面进行强化处理。目前, 除采用最好的材料和工艺外, 在结构上也应该设计独特, 比如, 其阀杆采用下密封结构防止介质腐蚀, 同时阀杆螺纹镀银减少扭力增加阀杆的寿命, 另外还有一个特点是其阀头采用无旋转球头设计从而在阀头与阀座间防止非轴向旋转, 产生的是平滑的阀座密封, 这样可以允许重复的垂直压紧关闭, 减少潜在的阀座密封泄漏, 延长阀门的使用寿命, 减少停车损失。

四、结语

随着现代流程工业自动化和远距离流体输送的发展, 未来阀门将向高参数、节能、自控及模块化结构方向发展, 并将通过不断采用新材料和新工艺, 来提高阀门的使用寿命, 从而保证装置和系统的安全运行。投用SIS系统的目的是在保障人身安全前提下, 使生产设备安全、平稳、长效运行。通过可靠性的分析, 我们可以明确SIS是系统化的概念, 性能可靠不但依赖于控制器内部, 更依赖于包括现场仪表阀门配件等所有外部设备, 因此要高度重视系统中每个组成部件的质量。

摘要:通过对仪表阀门的定义、分类、作用、失效因素及选型标准的介绍, 结合工程中一些典型应用, 系统地分析了仪表阀门选型的重要参数和安全仪表系统可能存在的“短板”, 指出在仪表阀门选型及应用中应该遵循系统、科学及创新的原则。文章对于全面提高安全仪表系统可靠性具有一定的实用价值。

关键词:仪表阀门,选择,安全仪表系统,可靠性

参考文献

[1]杨刚.炼油装置仪表测量管路用阀门种类的选用[J].石油化工自动化, 2010 (6) .

仪表自动化控制系统故障分析 篇5

【摘要】现如今,随着科学技术的发展,仪表自动化控制系统在工业生产行业中起到了重要的作用,所以相关技术人员必须做好对应设备的日常和预防性维护工作,以确保相关设备的工作正常并预防设备故障的发生,提高设备的运行效率。本文主要讲述了有关仪表自动化控制系统常见的故障以及日常维护的相关技术。

【关键词】仪表自动化;控制系统;常见故障;维护技术

一、仪表自动化控制系统的故障

1、在系统运行中,我们可以对流量的大小进行采集,在采集过程中如果突然出现流量发生变化的情况,那我们将这个情况怀疑为流量控制仪表系统故障。如果在这个时候仪表的数值显示最小值,那我们则需要对相关仪表进行检查,如果在这些采集仪表中没有发现故障,那么问题可能就在显示仪表中。如果还没有检测出故障,那么这种情况大多数都是人为操作失误所造成的,例如工艺操作变化、系统压力参数不足、系统内部出现堵塞等问题。导致系统出现堵塞的原因一般都是孔板差压流量计的正压引压管出现堵塞,技术维修人员只需要进行针对性的检修即可。当测试仪表上数值处于最大时,相关维护人员可以人工手动调试调节阀开度来检查是不是由于超量程而导致的故障。如果流量控制显示的波动频率较高,维护人员就需要把控制状态改为手动调整的状态,从而解决故障问题。2、在仪表自动化控制系统中,流量控制仪表故障也是比较常见的故障之一。在仪表波动频率较高的情况下,通过手动控制方式调整参数,消除故障。如果流量控制仪表指示在最大值时,需要进行人工调试来恢复故障问题,直至传输信号正常。如果流量控制仪表指示在最小值时,首先需要对仪表内部进行排查,排除故障问题,然后做好系统的压力测试,采取相应措施处理解决故障问题。3、在生产过程当中,还有可能出现液位仪表故障的问题。当液位仪表中出现频率波动频繁问题时,需要相关技术工作人员检查仪表的液位高低,然后采取相应措施进行处理;当发现仪表数值与液位数值不匹配时,就要对设备导压管进行检查,看是否有渗漏或者侧漏的现象。在完成对漏洞的修补工作后,还要重新灌注封液;当仪表出现液位控制显示值最小或者最大的问题时,就需要检查仪表指标状态是否正常。从而根据液位变化范围确定故障位置,进一步解决故障。4、系统内部的各种元件在使用过程中,经常发生环境以及工艺条件产生了相应的变化,从而影响到了设备的正常使用。如果环境温度或湿度的变化太大,超过了元件本身的容差,那么就会引起系统故障的出现,这种故障的出现就是温度控制仪表系统故障。当温度控制仪表出现故障时,可以看到仪表测量滞后。如果工艺条件不发生变化就会损坏一次测量元件,导致测量数值发生突然变化,这种变化被称为测量元件故障。如果出现这些问题,首先需要观察仪表的显示值是否有突然变大变小的情况,如果出现这种情况,那么就可以判断故障出现在一次测量元件以及测量回路上。如果发现温度控制仪表出现震荡,则可以判断故障是由系统故障引起的。如果温度控制仪表出现慢速波动并且符合工艺热量守恒定律,那么基本可以判断故障是由工艺生产引起的。5、在仪表自动化控制系统中,如果操作工艺流程发生变化,但是压力仪表的数值是却没有发生相应的变化,这种故障大部分都是导压管堵塞或者压力变送器故障所导致的,使得系统测量数值出现问题。此外,如果操作工艺流程没有发生变化,而压力仪表的数值却在这时发生了改变,那么这种情况下出现故障一般都是由PID参数错误引起的。6、在系统工作过程中还有可能会出现调节阀的故障。一般引起调节阀互相的原因有:(1)由于隔膜调节阀膜片泄露从而导致调节阀阀门失效,这种情况如果出现,那么只能对膜片进行更换。(2)由于整个仪表自动化控制系统的控制频率与调节阀的调节频率不同,从而导致调节阀发生故障,这种情况下相关维护人员可以将阀门定位器重新进行定位或者更换一个新的定位器,使用新的调节阀工作。

二、仪表自动化控制系统故障的维护方式

1、对于设备来说,开展每日维护工作以及周期性维护工作是必不可少的,不仅对设备工作状态有一个直观的了解,并且还可以提前排查一些故障的发生,避免在生产过程中出现不可挽回的`损失。在维护工作中将测量数据与设备工作参数进行对比,能够及时的发现设备的故障。还需要根据设备情况进行检修周期的确定,并且根据设备的运作情况进行针对性的检修工作,从而使得部件的维护力度得到增强。在仪表设备检测过程中,需要重视出现的异常情况,以便于及时发现问题并解决。2、在设备故障维修时,相关维护工作人员需要做到快速、准确判断故障发生位置,并且有针对性的对各个故障进行排查,提高故障判断的准确度,尽快修复故障问题,使得系统恢复运行。而这种目标在现阶段来说,微机自诊断技术就可以帮助工作人员实现。通过微机自诊断技术快速准确的判断出故障类型以及故障发生位置,它还可以在故障发生时提供相应的报警提示并且进行顺控动作记录供技术人员进行分析研究,它还可以仿真模拟系统故障的发生。3、在仪表自动化控制系统故障维护中,监测模型分析技术是其中重要的技术之一。这个技术对于全面掌握设备运行情况,快速准确确定故障从而提高设备运行稳定性以及效率有着很大的作用。通过提前安装监测模型,能够对控制系统的运行有一个提前的了解,能够在一定程度上保障系统的正常运行。监测模型中监测的途径主要有:1)经过对控制系统的理论研究之后,以理论知识为基础,建立数学模型,并对建立的模型进行预先判断,分析出系统中的故障,减少正式运作中出现的问题,从而提高控制系统运行的稳定性;2)通过一些实验数据来获得各种故障的波形图,研究各种系统设备的故障输出,对这些故障规则进行总结判断。通过对系统运行中的监测,可以有效发现故障以及隐患,并且可以更好的解决这些问题,提高运行过程中系统的稳定性,减少故障的发生。4、对于系统运行的检查制度进行合理化规定。管理人员应该加强制度的管理,全面对仪表进行检查,只有制定出一个严谨的管理制度,工作人员才可以根据这些制度原则进行细致的检查维护工作,才能提高检查的效率,更好的做到故障排查的工作。同时还要做好相应的维护方案,一旦出现故障,能够在第一时间根据方案对故障问题进行处理解决,进行相关维护,可以在最短的时间内使得仪表控制系统能够正常运行。5、实现远程监控技术是必不可少的,也是安全生产中必不可少的一步。通过技术手段,使用互联网联系相关部分的工作人员,可以使得公司更好的了解到各个部分运行的实际情况,更加清晰的了解到企业的生产状况,并且可以随时对仪表数据进行分析,实现及时的风险评估。随着科技的逐渐发展,实时远程监控技术已经诞生,这一技术的诞生为企业的安全高效生产奠定了坚实的基础。

三、结束语

综上所述,仪表自动化控制系统对于工业生产有着很重要的作用,它保障企业的生产安全、高效。随着现代化技术的逐渐发展,仪表自动化控制系统的安全性越来越高,但是故障类型也出现的日益复杂,我们在工作过程中需要从常见问题入手,努力学习接受新的技术,对于故障找出具备针对性的解决方法,将故障扼杀在萌芽之中,从而确保仪表自动化控制系统的安全、稳定运行,提高行业的生产效率。

参考文献

[1]苏振北.仪表自动化控制系统故障与维护技术探讨[J].中国高新技术企业,(8).

[2]姜良升.探析仪表自动化设备故障与维护技术[J].化工管理,(25).

[3]陈晨.仪表自动化设备故障与维护技术探讨[J].中国高新技术企业,(6).

[4]高帆.探究热工自动化仪表出现故障的原因及维护措施[J].科技与企业,2015(8).

仪表检测系统 篇6

[关键词] 飞机发动机;实时检测;AT89C52

【中图分类号】 V233 【文献标识码】 A 【文章编号】 1007-4244(2013)12-321-2

飞机发动机的工作状态是否良好直接影响着飞机的战术性能和飞行的速度。从而在飞机飞行中准确及时的了解与控制发动机的状态是很重要的,因此,必须保证飞机在飞行过程中,发动机的转速指示表的准确性和稳定性。该系统采用以AT89C52为核心的计算机数据采集和控制技术,解决了地面飞机发动机工作状态和数据的实时采集和传送的问题,另外,使用 AT89C52 ,硬件方面较节省,有着很高的性价比。该文用 MOTOROLA生产的 MC3479 集成芯片组成的步进电动机驱动系统代替了原有的直流电机驱动装置,启动快、控制性比较好,到达预定的位置就迅速停止。实验证明,本系统的优点有体积小、操作简单、成本低、可靠性高、抗干扰性比较高。

一、转速实时检测C系统的技术要求

该系统根据转速指示器的工作原理,采样传感器信号,正弦波信号通过单相桥式整流、电压比较后变换为矩形波电压信号,矩形波电压频率信号进入单片机 AT89C52 芯片系统,然后进行脉冲采集,采集到脉冲信号后再通过软件的处理,送出到驱动器对步进电机控制,从而驱动步进电机带动表盘指针指示。技术要求如下:

(一)输入信号:1.旋翼转速磁传感器。传感器距音轮齿周围气息为0.5~0.8mm,负载为100k,转速为100~450r/min。转速为 100r/min 时,输出电压不小于0.7V,转速为 450r/min 时,输出电压不小于 3.5V。信号频率f=n/2.5 ,信号的形式:正弦波,单相;2.自由涡轮转速传感器。自由涡轮转速传感器为三相发电机,输出信号的形式:正弦波,三相,输出转速:100~5000r/min,对应信号频率:1~83Hz,信号幅值60V(相间电压)。

(二)输出信号:旋翼转速 0.45 /1r/min,自由涡轮转速 0.45 /10r/min。所有 PCB 板叠合高度不超过 90mm,工作电压为28V。

二、检测系统的设计方案

(一)检测系统的硬件设计。根据分析系统技术指标和检测的需求,我们选用AT89C52为核心构造单片机控制系统,把脉冲信号转变为相对的控制驱动器的TTL电平输出。这样,不但降低成本,还充分的是制版面积减少,结构精简很多。此系统驱动集成电路采用美国MOTOROLA 公司产出的MC3479为核心的驱动集成电路芯片。MC3479 是一种用于驱动双极方式的两相步进电动机的单片集成电路,并且是一种特别实用的进步电动机驱动芯片,可以用于步进电机的驱动、磁盘的驱动和机器人的驱动配置。MC3479 结构简单,外接元件少,使用很方便,可有效的减少成本,提高可使用性。

电源模块电路设计。电源电路主要是为控制器的其他部分的电路供应工作电源。电源电压首先要经DC~DC变压器进行降压,再经过滤波、整流和不同的稳压电路后,既为给定电路提供了稳定的设定电压,又为驱动实行电路和比较放大电路提供了可靠的电源。

信号检测变换电路系统所采取的是单桥式整流电路。优点是纹波电压较小,管子承受的最大反向电压低,输出的电压较高。主要是采用旋翼转速磁传感器和模拟自由涡轮转速传感器的外部正弦波电压信号,整流后的直流电压信号进入 LM339 电压比较器,将波形的电压信号转换成矩形波电压信号(V=0~5V)。以防CPU与外部干扰,输出的矩形波电压信号要通过TLP521-1 光电隔离,然后再经过施密特反向 74LS14 整型,经过整型后的方波信号进入 AT89C52 单片机 CPU 部中断INT 来采集外部的信号,依照采集的外部信号进行分析和处理,通过单片机对步进电机驱动的控制使驱动表指针转动到相对应的刻度,准确反映速度的变化,进而使速度实时检测控制得到了实现。

滤波电路。滤波电路用于滤出整流输出的电压里的纹波,一般是由电感元件组成的。该系统采取了C型滤波电路,电容 C 的作用是平波。本文电容首先在第1路信号中输入正弦信号小于160Hz,第2路信号输入正弦信号小于70Hz。变化两路信号的频率,分析表指针的转动角度,以此得出结果。

(二)系统软件的设计。软件设计思想采用模块化编程思想,分析了每个功能而设计几个模块化程序:频率计算子程序,采集信号子程序,乘法子程序,除法子程序,发送某频率方波子程序,发送脉冲个数子程序,加减速控制子程序,正反转判断子程序指针返回初始位置子程序,主程序控制模块。为使表指针能平稳转动,设计中有个加减速的过程,即是发送低频率脉冲,再过渡到高频率,到达足够的高频率后再一次发送低频率脉冲,发送高低频率脉冲依照表指针的响应速度定,程序的设计为100Hz、200Hz、300Hz、400Hz加减速过程。当外部信号都停止时,指针返回到零位置子程序功能。

三、系统的实验结果与特性分析

第1路信号输入正弦信号小于160Hz,第2路信号输入正弦信号小于70Hz。通过观察,得出实验结果和特性分析:

(一)在两路信号频率最初输入时,表指针转动到相对的位置,信号频率在变化时,表指针又继续转动相对的角度。在停止频率信号的输入时,指针就自动回零,重新输入外部信号时,表指针便又转到相对的角度。总而言之,当频率改变时,表指针就会转到相对的角度,如果过程中按复位按钮,表指针就暂停,停止按复位按钮时,表指针则继续转动。

(二)两路信号输入的频率有个一定的范围,依据系统技术的要求,第1路信号,当转速变化△n=1r/min,频率改变△f=0.4Hz时,表指针应转动为 0.45°角度。第2路信号频率:f=n/60,范围为 100~5000r/min,计算频率的范围是 1.83~83.3Hz,当频率改变△f=1/6Hz 时,表指针转动 0.45°角度。因为表盘刻度是有范围的,以防外部信号额频率变化造成的表指针超出最大刻度或者过零,把软件设计成:在两路信号频率的超出范围时如果频率突然变化,表时针则不动,频率变化回到范围内,表指针就重新转到相应的位置。该实验证明,频率的改变稍大时,精确度能够达到控制要求;频率改变很小时,有误差,误差的产生原因主要是因为频率信号变化较小时有波动的产生,和减速的机构装置有空隙而造成的。

四、结语

按照系统的要求,按以上描述的方法设计的飞机发动机转速实时检测与仪表系统已经调试完成,实验的运行情况很好。而且采取先进的控制技术,智能化仪表技术,机电一体化技术,单片机技术和相关理论,从根本上提升了传统的实时检测系统的水平。此检测系统操作简便,体积轻巧,可以从显示仪表上直接知道发动机转速的变化情况,工作性能可靠稳定,检测精度很高,为保障驾驶员的飞行安全作出了巨大贡献。

参考文献:

[1]王奇,潘茂庆,惠克翔. 飞机发动机参数采集器智能检测设备的设计[J].电机与控制,2011,(08).

[2]林卫星.基于89C52 单片机多功能应用系统[J].工业控制计算机,2012,(2).

[3]邓星钟.机电传动控制[M].武昌:华中科技大学出版社,2001,(11).

[4]鄒继明,吴红星,刘占先,王明启.电机控制集成电路的选用步进电动机驱动集成电路MC3479的应用[J].2012,(04).

仪表空气系统技改小结 篇7

一期装置正常运行时, 仪表空气由空气压缩机 (设备位号02-K001) 提供, 设计流量2 400m3/h。仪表空气压缩机 (设备位号84-K001/2) 设计为日常备用, 当空气压缩机跳车后, 仪表空气压缩机联锁自启动, 以确保仪表空气管网压力稳定。仪表空气系统主要由两台仪表空气压缩机、两个仪表空气储罐及干燥器组成, 流程简图如图1所示。

1 循环冷却水增设消防水旁路

装置大修时, 循环水系统需要短期停运检修、维护, 仪表空气压缩机就不能运行, 但是大修期间需要仪表空气和工厂空气, 要保持仪表空气压缩机运行。为此, 1998年3月大修期间, 在仪表空气压缩机循环冷却水管线上增设了消防水旁路。检修期间, 可以将循环冷却水倒为消防水, 以保持仪表空气压缩机持续运行。

在装置运行期间, 如果循环水系统发生故障而中断, 空气压缩机不再提供仪表空气, 将引发全厂停车, 此时, 若仪表空气压缩机自启动, 提供停车过程中各调节阀所用空气, 就可以防止事故扩大。改造后, 若循环冷却水中断, 可用消防水来代替, 维持仪表空气压缩机持续运行, 提供停车使用的仪表空气和工厂空气。

2 仪表空气干燥器增设一后置过滤器

一期合成氨装置仪表空气干燥器在运行期间, 干燥剂里的粉尘会随着仪表空气进入后置过滤器, 时间一长, 后置过滤器内粉尘堆积, 压差增高。仪表空气管网正常时, 压力为0.72MPa, 当压差逐渐增高, 仪表空气管网压力会逐渐降低, 当降低至联锁值0.5MPa时就会引发全厂停车。因此, 过滤器运行期间需要定时清理或更换, 以保证仪表空气出口压力的稳定。此外, 过滤器使用时间较长时, 过滤效果若不能满足日常的生产需要, 也需要对过滤器滤芯进行更换。

以往清理或更换过滤器滤芯时, 需要切换到原设计没有安装过滤器的旁路管线运行, 此时仪表空气自干燥器出来后直接进入仪表空气管网, 没有经过任何过滤设备, 从干燥器带出的粉尘及其他杂质颗粒极易进入仪表空气管网, 时间一久就会堵塞调节阀过滤器减压阀, 导致调节阀误动作, 造成停车事故的发生。

2006年2月大修, 在干燥器后过滤器旁新增一组过滤器 (如图2所示) , 将原来的三通接口改为四通接口, 并增加两道阀门和甩头。干燥器正常运行时, 一个过滤器工作另一个备用, 当过滤效果降低需要清理或更换时, 现场可直接进行切换操作, 保证出口仪表空气在任何情况下都经过过滤器, 有利于仪表空气运行维护。同时双过滤器的循环使用, 极大降低了粉尘进入仪表空气管网的可能性, 更有效地保证了仪表空气品质, 避免调节阀因仪表空气粉尘堵塞导致误动作。

3 仪表空气干燥器增设旁路管线

一期仪表空气干燥器采用无热再生吸附式, 分A和B两个系列。每一系列由两个罐及相关电磁阀组成, 均采用连续短周期运行方式, 一个罐吸附时另一个罐再生。仪表空气通过吸附时被干燥, 大部分干燥空气作为产品气送往仪表空气管网, 部分干燥空气返流入另一个罐, 脱除罐中吸附剂在上一个周期中吸附的水分。

干燥器运行期间, 相应电磁阀由程序自动编程控制, 定期切换进行吸附和再生, 运行周期为10min, 操作分四步:干燥5min, 减压、再生255s, 充压30s, 以实现系统连续供气的目的。由于干燥器运行时间较长, 电磁阀切换操作频繁, 出现故障频率较高, 给仪表空气管网的稳定运行带来了一定威胁。此外, 干燥器的控制系统, 元器件存在老化问题, 虽然2012年2月装置大修期间, 对A系列控制系统进行了更换, 但B系列仍使用原来的控制系统, 运行可靠性难以得到保证。

为解决以上问题, 2012年3月大修时, 在仪表空气干燥器的进出口增设了一旁路管线。运行期间若干燥器出现异常状况停运, 现场人员可迅速打开旁路阀, 以维持正常生产时所需要的仪表空气, 避免仪表空气中断导致装置停车。

4 工厂空气管线增设备用空气来源

一期合成装置工厂空气总管线是从仪表空气干燥器前空气管线引出的, 正常压力为0.8MPa, 装置生产正常时, 现场工厂空气由空气压缩机提供。2013年3月, 由于燃气透平长周期运行100d后效率下降, 工艺空气不足, 现场启动备用空气压缩机84K001以供应全厂仪表空气和工厂空气, 并关闭从空气压缩机来的仪表空气。但仪表空气压缩机由于此前没有长周期连续运行的记录, 投用一段时间后, 现场巡检就发现高压转子前、后呼吸孔漏水、漏气, 特别是后端漏水比较严重, 该设备不能正常稳定运行。

84K001仪表空气压缩机检修期间, 由另一台仪表空气压缩机 (设备位号84K002) 维持仪表空气管网, 但84K002设计功率偏小, 只有800m3/h, 输出的仪表空气量并不能完全满足正常生产所需。为此, 2013年5月10日, 在空气管网上新增技改项目, 将空分装置来的0.7MPa空气引入工厂空气管网。技改管线配管完成并投用后, 在84-K001检修期间, 也可维持正常气量, 降低了整个装置安全运行的风险。

5 结语

仪表检测系统 篇8

压力检测系统一个方面要求在测量压力的过程中随着设备的工作状态变化而变化;另一方面, 压力自动检测系统对设备本身压力及各个辅助设备件所受压力均有个极限值, 超过了这个极限值, 系统会进行声光报警。基于这些功能需求, 压力自动检测系统主要由测量硬件部分和软件部分来实现。其中硬件部分主要是采集设备运行状态的压力信号, 并采用结果信号处理设备将信号进行处理、放大、模数转换, 将转化后的模拟信号通过传输设备传递到页面显示端进行数据的实时显示, 操作员读取相关的数据, 并在终端操作系统上进行操作等[2];系统的软件部分主要包括针对信号的处理以及控制功能, 对各单元制电路进行协调管理。同时, 为系统提供一个操作平台, 满足各个功能的实现, 为系统提供一个强大的数据库, 如SQL Server或者My SQL, 满足系统对数据处理的能力。

2 压力仪表自动检测技术的需求

2.1 功能需求

压力仪表检测系统在进行压力测量时具有重复性的特征, 系统测量的目的是通过读取压力表的参数来判断设备运行状态是否正常, 对于一整套成熟的压力仪表测量系统来讲, 能否进入市场应用, 必须要满足国家规定的市场准入条件, 同时, 整个系统集成了计算机技术、数据、图像处理技术、光学技术等, 实现人工智能与图像处理一体化应用。尽管系统最终是实现与人工相同的功能, 但整个过程却并不相同, 压力仪表检测系统实现的主要功能包括:

(1) 仪表拍照。提取压力仪表的图像信息, 在任意时刻获得精确度较高的仪表图像。

(2) 自动读数。对仪表上的图像进行信息提取, 将图像刻度信息转换成对应的数值。

(3) 检测结果。分析所获得的数据, 判定压力检测仪表的质量, 并作出评定。

2.2 性能需求

仪表自动检测系统的一个基本功能就是对设备的压力信息进行监测, 因此, 在监测过程中, 需要满足以下性能要求:

(1) 响应速度。压力检测系统在每次压力测量过程中, 从开始测量到数据读取, 应该在1s内执行完成;

(2) 信息吞吐量。对于应用于大规模检测的系统, 所配置的数据库应该至少能够容纳近3个月的数据存储;同时, 基于系统的运行空间应该低于2 GB。

(3) 安全性。整个系统运行要安全、高效。

(4) 适应性。压力仪表自动监测系统应该能够在普通应用环境下运行, 不应对应用条件提出更高的限制条件。

2.3 用户需求

压力仪表自动检测系统不仅应该满足自身性能方面的需求, 同时, 为了满足实际生产应用与用户体验方面的要求, 需要同时具备以下几点:

2.3.1 先进性

压力仪表自动检测系统应用先进的图像模式识来作为核心技术来代替人工读表操作以及数据自动判读, 有效提供数据读取、分析的精确度和效率。

2.3.2 扩展性

系统应该具备很强的功能可扩展性, 能够对各种不同的功能模块进行自由组合, 并且系统在进行开发设计时要预留出各种不同类型的功能接口, 有效提高系统后期的可拓展性。

2.3.3 规范性

系统在采集了相关的数据、指标后, 应该能够提供内容精确详实的在线监测报告。

2.3.4 高度自动化

系统应该具备高标准的自动化特性, 实现对检测点数据、未知的测量, 并能够对错误信息进行预警和记录, 便于操作员进行操作。

2.4 数据需求

系统数据的输入为设备运行条件下的标准压力值, 而数据的输出主要包括了两种不同的格式数据: (1) 仪表原始图像信息的提取, 提取的图像信息通常按照一定的格式来进行命名, 方面后续数据的查阅与分析, 主要为“仪表型号+日期+压力值+顺序号”形式; (2) 通过对仪表指针上读取相关的实数数据, 并以压力仪表的精确度为参照对象, 确定测量的数据是否符合相关标准, 并进行存储。

3 压力仪表自动检测测量形式

压力仪表自动检测系统的一个主要部分就是通过传感器来对设备的压力进行检测、收集, 当前采用较多的压力检测方法主要有两种。

3.1 直接测量法

该种测量方法采用的器件主要为指针式压力表[3]。该类型的压力表采用的是具备高强度的弹性敏感元件, 因而在工业控制以及技术测量方面得到了非常广泛的应用, 但是, 指针式压力表只能够对机械设备的瞬时压力进行测量, 不能够及时进行数据记忆与过程分析, 因而, 对于一些需要需要监测瞬时压力的设备, 采用指针式压力表并不适合。

3.2 间接测量法

间接测量法将薄膜、悬臂梁类之类的高精度弹性贴布置在相应的受力点上, 构成完成的测量电路, 当设备压力发生变化时, 相应的弹性贴会随着发生变形、振动以及位移。基于弹性贴的机械变形使整个测量电桥电路形成一个不平衡电势, 通过与弹性贴连接的位移、变形传感器将所收集到的机械变形信号转化成与之对应的电量信号, 再通过信号A/D转换、放大、处理器将获得的信号显示在液晶显示面上, 从而完成数据的测量。

4 结语

压力仪表自动检测系统被广泛应用与工程建设中, 并取得了非常好的效果, 同时, 智能化、网络化、信息化技术的发展进一步促进了压力仪表自动检测系统的进步, 保证了系统在实际应用过程中的及时性、高精确度以及功能可拓展性。

摘要:传统压力仪表检测基于人工监测和控制, 容易受到人为因素的影响作用, 造成一些不良的后果。而采用压力仪表自动监测系统, 结合先进的压力传感技术、图像处理技术, 以及高精度光学设备模拟人的视觉方式, 能够及时迅速的接收设备的状态信息, 并且具有数据读取准确、方便的优势, 确保设备的安全运行。

关键词:压力传感,自动检测,系统集成

参考文献

[1]龚雄文.指针式仪表自动读数的研究及应用[D].广州:广东工业大学, 2007:1-39.

[2]戴亚文, 王三武, 李金龙.基于图像处理技术复杂仪表的自动识别[J].计量技术, 2003 (03) :33-35.

化工安全仪表系统设计探讨 篇9

就我国目前的化工行业以及其他高危行业的发展状况来看,我国的技术水平还不能够完全的保证这些行业的职业危险系数降至最低。但是,随之时代的发展以及技术的进步,这些行业领域的安全性却也在不断的提高。这主要是因为科学技术所研发出来的各项能够保证工作安全的设备的投入使用。而在这些应用中最不可避免的就是安全仪表系统的安装以及应用。一方面是为了保证施工操作人员的人身安全以及各种设备的安全,而另一方面也是为了能够提高设备的工作效率以及质量。

2 关于安全仪表相关内容的介绍

在设计以及使用这种安全系统之前首先应该明白的就是关于这种系统的相关概念以及其设计时应该遵循的原则。当然,关于这种系统的应用装置也是需要事前进行了解的。因此,接下来,我就简单的介绍一下关于这种系统的各项内容。

(1)关于这种系统概念的介绍。一般来讲,根据这种系统在设计以及使用时所涉及到的性能的不同,可以将这种系统的安全度简单的分为四级。和这种系统中的其他数据不同的是这个安全度的等级是测量整体系统在具体的操作运行过程中质量的一种标准,也就是说在各项其他的条件都能够得到保障的情形之下,如果对这种系统进行测量的话,这种等级的不同就会使得测量结果出现大大的不同,最为明显的第四等级和第三等级的差距。所以,根据这种等级不同的性能,也可以将其运用到不同的化学工业部门,比如说将第四等级的系统运用到核工业的生产。进行这种分配的主要原因是因为不同的等级在具体运用中的性能所造成的各项损失的程度是不一样的。而对于核工业来讲,工作时的危险系数是非常大,因此,这也就需要最能够保证其运行质量的系统。值得注意的是,在这些系统的等级划分中,除了第四等级的质量比较高之外,其他等级的划分却是逐渐递减的,也就是说安全性最高的系统等级却是第一等级。

在这个系统设计的时候除了需要对安全等级的划分之外,还应该注意的一个地方就是关于其内部零件的检查。通常情况之下,这种系统在设计应该是将其设置成为自动化的装置,因此,这种系统内部的每一个零件都是不可缺少的。不然的话,就很难能够使其发挥应有的功效,严重的话还会导致操作人员的伤亡以及应用企业的经济损失。

(2)在设计这种系统时应该遵循的各项原则介绍。在设计这种系统的时候除了需要对其安全性以及完整性能进行检测之外,还应该保证这种系统具备保密性以及独立性。当然,在设计的时候也需要考虑到日后的维修工作,所以,接下来我就具体的介绍一下关于这种系统的原则。1)设计系统时应该遵循的原则之一就是使其具备独立性。一般来讲,在这种系统具体应用的时候是和其他的设备系统相互分开的,这主要是为了保证这种系统能够在发生意外情况的时候可以自行处理。所以,如果在设计这种系统的时候不具备这一原则的话,就会使得化学工业的相关设备在应用过程中不能够对突发的事情采取停车以及安全联锁的处理,这样一来就会大大的增加这些工业的危险;2)设计系统时应该遵循的原则之二就是使其能够保障设备以及人员的安全。为了保证系统在设计的时候具备这一原则,应该使用励磁来对其进行供电。而且还需要保证这种系统的检测仪表能够正常运作,尤其是在断电的时候;3)设计系统时应该遵循的原则之三就是保证这种系统结构的复杂性以及完整性。遵循这一原则最主要的目的就是能够使这种系统在遇到紧急情形的时候可以维持相关设备的运转能力,以免出现事故,造成化学工业的损失。当然,在设计的时候也应该注意中间环节的质量。

3 关于这种安全系统设计时应该注意的地方

(1)在设计时应该注意的问题之一就是关于传感器的设置。在设计这种系统的时候,为了能够使其准确的接受到危险的信号以及及时做出相应的反应,在其设计初期就应该做好传感器的设置工作。一方面,在设计传感器的时候应该遵循一定的独立原则,以免其他部件的损失影响到其正常的工作。而另一方面也要注重这种机器和其他部件之间的联系性。这主要表现在传感器能够有效的传输危险数据。最重要的是在设计传感器的时候所采用的材料应该是能够防爆的。

(2)在设计时应该注意的问题之二就是关于最终的执行元件的设计工作。一方面,在设计最终的执行元件的时候应该设置独立自主的开关,以免出现程序错乱而影响到它的工作质量以及效率。当然,在设计这个元件的时候也应该将其与控制系统进行分离,这主要是为了保证它具有对设备进行意外事件的处理能力。除此之外,在设计的时候也需要保证它的电磁装置的完整性。

(3)在设计时应该注意的其他问题。除了上述两个地方需要格外注意之外,还需要保证设计这种系统时所遵循的逻辑。主要包括信号输入的逻辑以及PLC的逻辑等等。

4 结束语

综上所述,在现在的化学工业生产以及经营过程中如何保证相关技术人员以及设备的安全性是各个部门以及企业的领导人应该率先思考的问题。因此,在化学工业领域已经出现了各种各样能够保证这一安全性的系统,而安全仪表系统就是其中之一。一般来讲,这种系统虽然在设计的时候会比较复杂,但是,相对的,这种系统的应用却能够很大程度的保证技术操作人员的人身安全。所以,仅仅是从这一点来看,我国相关行业的人员就应该继续将这种系统加以完善,使其能够更好的为人们服务。

参考文献

[1]洪小红.安全仪表系统在石油炼化系统中的应用[J].中小企业管理与科技,2015(06):48-49

[2]刘卫海.安全仪表系统在输油气管道中的应用、问题及建议[J].安全,健康和环境,2014(03):91-92

[3]林融.石油化工安全仪表系统的设计及实例探讨[J].石油化工自动化,2013(14):82-83

[4]卢金芳.石油化工装置安全仪表系统的设计[J].石油化工自动化,2014(11):75-76

[5]张建国.安全仪表系统在过程工业中的应用[J].中国电力出版社,2012(09):120-121.

仪表及控制系统接地 篇10

仪表及控制系统的可靠性直接影响到生产装置安全、稳定的运行,系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。特别是采用分散控制系统,应充分考虑和处理好现场电磁干扰和兼容问题,一方面生产制造单位提高系统抗干扰能力;另一方面,工程设计、安装施工和使用维护单位引起高度重视。

2 干扰的产生

干扰又称为噪声,是窜入或叠加在系统电源、信号线上的与信号无关的电信号。干扰会造成测量的误差、严重的干扰(如雷击、大的串模干扰)可会造成设备损坏。干扰的形成是因为有干扰源的存在。干扰源有内部和外部的,仪表内部的干扰是由于电子线路的热效应和散粒效应所造成的,内部噪声的拟制是仪表电子线路设计者研究解决的问题。仪表使用者关心的是外部噪声,外部噪声有自然界和人为噪声,自然界噪声是闪电等放电现象所形成,认为噪声由无线电波、大功率输电线、产生电火花的设备、电感性负载等所产生。常见的干扰有以下几种:

2.1 电阻耦合引入的干扰

·当几种信号线在一起传输时,由于绝缘材料老化,漏电而影响到其它信号,即在其它信号中引入干扰。

·在一些用电能作为执行手段的控制系统中信号传感器漏电,接触到带电体,也会引入很大的干扰。

·在一些老式仪表和执行机构中,现场端采用220V供电,有时设备烧坏,造成电源与信号线间短路,也会造成较大的干扰。

·由于接地不合理,例如在信号线的两端接地,会因为地电位差而两端之间的信号线上产生一个很大的环流从而加入一较大的干扰。

2.2 电容电感耦合引入的干扰

因为在被控现场往往有很多信号同时接入计算机,而且这些信号线或者走电缆槽,或者走电缆管,但肯定是很多根信号在一起走线。这些信号之间均有分布电容存在,会通过这些分布电容将干扰加到别的信号线上,同时,在交变信号线的周围会产生个交变的磁通,而这些交变磁通会在并行的导体之间产生电动势,这也会造成线路上的干扰。

2.3 计算机供电线路上引入的干扰

在有些现场大型电气设备启动频繁,大的开关装置动作也较频繁,这些电动机的启动、开关的闭合产生的火花会在其周围产生很大的交变磁场。这些交变磁场既可以通过在信号线上耦合产生干扰,也可能通过电源线上产生高频干扰,这些干扰如果超过容许范围,也会影响计算机系统的工作。

2.4 雷击引入的干扰

雷击可能在系统周围产生很大的电磁干扰,也可能通过各种接地线引入干扰。

3 干扰抑制

以上列举了产生干扰的几种原因,这些干扰如果得不到很好的抑制和防止,轻则影响系统的测量技术精度,因而使正常的控制无法实现,重则会造成设备损坏,人们在长期的工程实践中总结出了很多干扰抑制的方法。

3.1 隔离

·使所有的信号线很好地绝缘,使其不可能漏电,这样,防止由于接触引入的干扰;

·将不同种类的信号线隔离铺设(在不同一电缆槽中,或用隔板隔开),我们可以根据信号不同类型将其按抗噪声干扰的能力分成几等。

模拟量信号(模人、摸出,特别是低电平的模人信号如热电偶信号,热电阻信号等)对高频的脉冲信号的抗干扰能力是很差的。建议用屏蔽双绞线连接,且这些信号线必须单独占用电线管或电缆槽,不可与其它信号在同一电缆管(或槽)中走线。

低电平的开关信号(一些状态干结点信号),数据通信线路,对低频的脉冲信号的抗干扰能力比上种信号要强,但建议最好采用屏蔽双绞线(至少用双绞线)连接。此类信号也要单独走线,不可和动力线和大负载信号线在一起平行走线。

高电平(或大电流)的开关量的输入输出、CATV、电话线,以及其它继电器输入输出信号,这类信号的抗干扰能力又强于以上两种,但这些信号会干扰别的信号,因此建议用双绞线连接,也单独走电缆管或电缆槽。

动力线AC220V、380V,以及大通断能力的断路器、开关信号线等,这些线的电缆选择主要不是依抗干扰能力,而是由电流负载和耐压等级决定。

以上说明,同一类信号可能放在一条电缆管或槽中,相近种类信号如果必须在同一电缆槽中走线,则一定要用金属隔板将它们隔开。

·还有一种隔离是将信号源同计算机在电气上进行隔离,这样,会大大地减小共模干扰对计算机造成的危害。

·第四种隔离是供电系统的隔离

为了防止供电线路上引入共模高频干扰信号,可以在供电线路上设隔离变压器进行干扰隔离。为了达到好的干扰抑制效果,有两点必须注意:变压器的屏蔽层要很好地接地;变压器的次级线圈一定要用双绞线。

3.2 屏蔽

屏蔽就是用金属导体,把被屏蔽的元件、组合件、电话线、信号线包围起来,然后将屏蔽层很好地接地。这种方法对电容性耦合噪声抑制效果很好。最常见的就是用屏蔽双绞线连接模拟信号。

以上说的电气屏蔽,但在很多场合下,信号除了受电噪声干扰以外,主要还受到强交变磁场的影响,如电站,冶炼厂重型机械厂等,那么,我们除了要考虑电气屏蔽以外,还要考虑磁屏蔽,即考虑用铁、镍等导磁性能好的导体进行屏蔽。

3.3 绞线

用双绞线代替两根平行导线是抑制磁场干扰的有效办法。每个双绞线小绞纽环中会通过交变的磁通,而这些变化磁通会在周围的导体中产生电动势。相邻绞纽环中在同一导体上产生的电动势方向相反,相互抵消,这对电磁干扰起到较好的抑制作用。

3.4 雷击保护

系统受雷击干扰有两种方式:架空电源线,信号线可能会遭受雷击,另一种是信号电缆附近受到雷击,通过分布电容和电感耦合到信号线,在信号线上产生一个很大的脉冲干扰,有时甚至会烧坏设备,影响人员安全。针对不同的干扰原因,可以采用下面两种措施防雷击:

·对于耦合干扰,我们可用金属电缆管或槽铺设信号线,电缆管或金属槽有很好的接地。

·对于架空信号线,则必须在计算机输入端子处采取防雷措施,如装避雷器,加压敏电阻、较强的滤波电路等来抑制其干扰。

4 接地的作用和分类

仪表控制系统接地系统的作用:一是保护设备和人身安全,二是为信号传输和抑制干扰。接地主要可分为保护接地、工作接地、防静电接地和防雷接地。

4.1 保护接地

保护接地(也称为安全接地)是为人身安全和电气设备安全而设置的接地。凡控制系统的机柜、操作台、仪表柜、配电柜、继电器柜等用电设备的金属外壳及控制设备正常不带电的金属部分,由于各种原因(如绝缘破坏等)而有可能带危险电压者,均应作保护接地。

·低于36V供电的现场仪表,可不做保护接地,但可能与高于36V电压设备接触的除外。

·当安装在金属仪表盘、箱、柜、框架上的仪表,与已接地的金属仪表盘、箱、柜、框架电气接触良好时,可不做保护接地。

4.2 工作接地

仪表及控制系统工作接地包括:仪表信号回路接地、屏蔽接地和本质安全仪表接地。

·仪表信号回路接地

仪表信号接地分隔离信号与非隔离信号。隔离信号一般可以不接地。这里的隔离应当是每一输入信号(或输出信号)的电路与其他输入信号(或输出信号)的电路是绝缘的,对地是绝缘的,其电源是独立的相互隔离的。

非隔离信号通常以24V DC电源负极为参考点并接地。信号分配均以此为参考点。这种电路的共模抑制电压通常都很小,接地是消除此类干扰的主要措施。接地工程设计时应当注意避免设备工作时在地线上产生电压降,而对信号产生干扰。

仪表及控制系统信号绝大多数是低频信号,低频信号接地的原则是单点接地,对接地电阻没有特殊要求。信号回路中应避免形成接地回路,如果一条线路上的信号源和接收仪表都不可避免接地,则应采用隔离器将两点接地隔离开。

·屏蔽接地

仪表屏蔽接地分两种。一种是电缆保护管、电缆槽等接地。这类接地应与装置电气接地网相连,属于等电位连接。另一种为信号屏蔽电缆接地,应根据信号源和接收仪表的不同情况采用不同接法。例如:常用的变送器内部电路多数是不接地的,因此信号屏蔽电缆一般在控制室一侧接地。信号屏蔽电缆接地应为单点接地。

·本安系统接地

安全栅分为隔离式和齐纳式两种。隔离式安全栅采用隔离保护技术,不需要专门接地,而齐纳式安全栅则根据其保护工作原理需要良好的接地系统。本安系统接地通常讨论的是齐纳式安全栅接地问题。

非本安区域的电源故障有两种,一种是直流短路,通常两线制或三线制变送器就是由24~30V直流电源供电的,因此安全栅接地必须应与直流电源的共公端相连接;另一种是交流短路,为实现保护功能,安全栅接地又必须与交流供电的中线相连。这就决定了安全栅接地最终应是电气系统接地。

安全栅接地汇流条与交流供电的中线始点相连的最简单可靠的方法是用导线连接。

现场本安仪表的信号端一般是不接地的,仪表外壳接地的目的并非为了本质安全。另外,地电位只作用在外壳接地的变送器的绝缘上,不会达到击穿现场仪表绝缘的程度。

4.3 防静电接地

静电放电的特点是电压高、电流小、时间短、功率高。对仪表系统而言,人体静电在电子装置的金属外壳上放电是最常见的静电放电现象。抑制或消除静电放电应采取多种措施,除尽量避免产生静电外,及时泄放静电是有效手段之一。仪表及控制系统的防静电接地比较简单,静电导体对地的泄放电阻通常是104~106Ω数量级的,因此很多相应的资料规定用于静电接地的电阻为100Ω。并且,防静电接地可与其他接地系统共用。

4.4 防雷接地

·当仪表及控制系统的信号线路从室外进入室内后,需要设置防雷接地连接的场合,应实施防雷接地连接。

·仪表及控制系统防雷接地应与电气专业防雷接地系统共用,但不得与独立避雷装置共用接地装置。

仪表及控制系统防雷接地是仪表及控制系统防雷工程的一个组成部分。文献[1]对这个问题有比较详细的论述。

5 接地系统和接地原则

接地系统有接地联接和接地装置两部分组成。接地联接包括:接地连线、接地汇流排、接地分干线、接地汇总板、接地干线。接地装置包括:总接地板、接地总干线,接地极。

·仪表及控制系统的接地联接采用分类汇总,最终与总接地板连接的方式。交流电源的中线起始端应与接地极或汇流总接地板连接。

·当电气专业已经把建筑物(或装置)的金属结构、基础钢筋、金属设备、管道、进线配电箱的PE(保护接地线)母排、接闪器引下线形成等电位联结,控制系统保护接地和工作接地应分类汇总到该总接地板,实现等电位联结,与电气装置合用接地装置并与大地连接。[2]如图1所示。等电位连接的接地连接电阻即接地连接通路的电阻不大于1Ω,接地极对地电阻小于4Ω。在无法满足等电位接地的情况下,允许系统工作接地进行单独接地,同时将系统保护接地接到电气地。当采用单独接地时,此时应保证接地电阻小于4Ω,且单独接地体与其他电气专业接地体应相距5m以上,和独立和防直击雷接地体须相距20米以上。

·在各类接地连接中严禁接入开关或熔断器。

6 接地连接方法

6.1 现场仪表的连接方法

·对于现场仪表电缆槽、仪表电缆保护管以及36V以上的仪表外壳的保护接地,每隔30m用接地连接线与就近已接地的金属构件项链,并应保证其接地的可靠性及电气的连续性。

严禁利用储存、输送可燃性介质的金属设备、管道以及与之相关的金属构件进行接地。

·现场仪表的工作接地一般应在控制室侧接地。如图2所示。

·对于被要求或必须在现场接地的仪表(如:接地型热电偶、p H计及电磁流量计等),应在现场侧接地。如图3所示。

·对于被要求或必须在现场接地的仪表,同时又要将控制室接收仪表在控制室侧接地的,应将两个接地点做电气隔离。如图4所示。

·现场仪表接线箱两侧的电缆的屏蔽层应在箱内跨接。另外现场仪表接线箱内的多芯电缆备用芯线宜在箱内做跨接。

6.2 控制室仪表接地的连接方法

·控制室(集中)安装仪表的的控制设备(仪表柜、台、盘、箱)内应分类设置保护接地汇流排、信号及屏蔽汇流排和本安接地汇流排条。

·各仪表设备的保护接地端子和信号及屏蔽接地端子通过各自的接地连线分别接至保护接地汇流排和工作接地汇流排。

·各类接地汇流排经各自的接地分支干线分别接至保护接地汇总板和工作接地汇总板。

·齐纳式安全栅的每个汇流条(安装轨道)可分别用两根接地分干线接到工作汇流总板。

·齐纳式安全栅的每个汇流条也可由接地分干线于两端分别串接,再分别接至工作接地汇总板。

保护接地汇总板和工作接地汇总板经过各自的接地干线接到总接地板。

7 系统接地注意事项

·仪表系统接地的施工应严格按照设计要求进行,不能为了方便随便予以更改。对隐蔽工程施工后应及时做好详细记录,并设置标识。

·在接地的各个联接点,应保证接触牢固可靠,并采取措施确保接触面不致受到污染和机械损伤。

·在控制系统投运前,应确保接地工作已完成,符合要求。

·在生产过程中对个别仪表进行维修会造成接地联接断路时,应事先做好临时性跨接。

摘要:接地是抑制系统干扰的重要方法。良好的接地系统则是使控制系统稳定运行、消除干扰的重要措施之一。文章从仪表及控制系统干扰来源及干扰抑制方法的原理入手,阐述了仪表及控制系统接地作用和注意事项,以便于仪表控制工程技术人员在实施仪表控制系统接地问题时有一个明确、清晰的思路。

关键词:接地,控制系统接地,接地装置

参考文献

[1]李建国.仪表防雷接地设计初探[J].炼油化工自动化.1997,(1):19-23.

汽车电子仪表显示系统的故障检修 篇11

1.电子仪表显示系统检修注意事项

汽车电子仪表显示系统在检修中,需注意以下事项:

(1)汽车电子化仪表比较精密,对检修技术要求较高,检修时应遵照各汽车实用维修手册中的有关规定,必要时,电子化仪表装置应送专业维修单位检修。

(2)汽车电子化仪表显示板与母板(逻辑电路板)不仅较容易损坏,而且价格也较贵,因此,在使用与检修时应多加小心。除非有特殊说明,否则不能将蓄电池的全部电压加在仪表板的任何输入端。在检查电压、电阻时,应使用高阻抗仪器(不能使用简易仪表),若检修汽车仪表时使用不当,常常会造成微机电路的严重损坏,因此,进行仪表检修时应特别注意这一点。

(3)对需要检修的电子仪表板,拆卸时首先应切断电源,而后按拆卸顺序进行拆卸。应特别注意拆卸时不能敲打、振动,以防损坏电子元器件。

(4)在拆装仪表板总成之前,脱开连接器或端子时,应先脱开蓄电池端子。更换电子仪表元器件时,应小心静电造成元器件的损坏。

(5)发动机运行时不能将蓄电池断开,因为这会引起瞬间的反电势,导致仪表损坏。

(6)在处理电子式车速/里程表的电路板时,必须使用原来的塑料盒,以免因静电感应而损坏。若不慎碰触电路板的接头时,将会使仪表的读数消除,此时就必须送专业维修后才能使用。

2.电子仪表板常用的检测方法

汽车的很多电子仪表板都是由微机进行控制,同时具有自检功能。只要给出指令,电子仪表板的电子控制器便对其主显示装置进行系统的检查,若出现故障,便以不同的方式警告驾驶员,显示系统出现故障,同时将出现故障部位故障码储存,以便维修时将故障码调出,指出故障部位。当确认仪表板有故障时,应进行检测。

(1)用快速检测器进行检查

快速检测器能发出模拟各种传感器信号,用它能够迅速测出故障的部位。如在使用测试器向仪表板输入信号时,仪表板能够正常显示,说明传感器或其电路有故障。若显示器仍不能显示,再将测试器直接接在仪表板的有关输入插座上,此时若显示器能正常显示,说明线束和连接器有故障,否则表明仪表板有故障。

(2)用电脑快速测试器

这种测试器能够模拟燃油的流量和车速传感器的信号,同样把测试器所发出的信号从不同部位输入,即可检验传感器、线束对号电脑和显示装置工作是否正常。

(3)用液晶显示仪表测试器检查

该测试器在测试时接在仪表板上,能为仪表板和信息中心提供参照输入信号,这就可检测出信息中心的工作状态。这种测试的目的是,对仪表板有无故障做进一步的验证。

3.电子仪表板常见故障的检测

汽车电子仪表显示系统的故障,一般都出在传感器、连接器、导线、个别仪表及显示器上。检修时应先将传感器电路断开或拆下,用检测设备对它们进行逐个检查。

(1)传感器的检测

首先将传感器的电路断开或拆下传感器,用仪器进行逐个检查。对各种电阻式传感器的检查,通常是采用测量其电阻值的方法来判断它的好坏,即把所测得的电阻值与其规定的标准电阻值相比较,判断传感器有无故障,若所测的值小于规定的数值,表明传感器内部短路。传感器一般是不可拆、不可维修的元件,若有故障只能更换新件。

(2)连接器的检查

采用电子仪表的汽车,往往需要很多连接器把电线束连到仪表板上去。这些连接器一般都采用不同颜色,以便辨认它属于哪一部分的连接。为保证其连接可靠、牢固,连接器上都设有闭锁装置。检查时可用眼看或手摸的方法进行,连接器装置要齐全、完好,插头、插座应接触可靠、无锈蚀。仪表电路工作中用手触摸连接器,应没有明显的温度感觉,若温度过高,说明该连接器接触不良,应查明原因予以排除。

(3)个别仪表故障诊断

若电子仪表板上个别仪表发生故障,应检查与此仪表相关的各个部分。首先应检查各导线的连接状况,包括各连接器的接触状况,线路是否破损、搭铁、短路或断路等。然后再用检测设备分别对该仪表及传感器进行检测,查明故障原因,予以修复,必要时更换新的元件。

(4)显示器故障检修

一旦电子仪表板上的显示装置部分笔划、线路出现故障,应将仪表板上显示器件调整到静态显示状态,仔细观察是否还有别的故障,就此时出现的故障,使用检测设备对与此相关的电路或装置进行认真检查。若仅有一二笔划或线段不发亮或不显示,则说明逻辑电路板通过多路传输的脉冲信号正确,可能是显示装置的部分线段工作不正常,遇此情况应作进一步检查,属于接触不良的应加以紧固,确保其电路畅通;若是电子器件本身的问题,通常应更换显示器件或电路板。

4.电器仪表故障的诊断方法

一般来说,使用电子化仪表的汽车都采用电子控制,其中包括对电子化仪表系统的控制,即来自各种传感器信号处理和仪表的显示都是由微机控制的。使用微机控制的汽车一般都具有故障自诊断系统,包括对电子化仪表系统进行自检,检查电子仪表系统功能是否正常,并对其故障进行诊断,对于多数车辆来说,只要按下计算机上的相应按扭,即开始对汽车进行自检,若有故障,就可以读出故障码,然后,通过查阅有关手册,就可以了解故障码代表的故障原因,找出相应的处理方法。

对于汽车仪表装置的故障诊断,除了依靠车载计算机自诊断系统进行自诊断以外,还可以使用专门的检测设备,对其进行检测和诊断。这些检测设备属于外接设备,可以直接插入汽车微机的相应插槽内使用。

现在汽车上的电器仪表的作用越来越大,随之产生的故障也相应增多,现介绍几种诊断故障的简易方法:

(1)拆线法

当汽车电器仪表读数异常,通过分析,推断可能是传感器内部或传感器与指示仪表间的导线存在搭铁故障时,常采用拆线法进行检查。即通过拆除有关接线上的导线,来判断故障的原因及部位。以电磁式燃油表为例,当传感器内部搭铁或浮子损坏,以及传感器与燃油表间的导线搭铁时,无论油箱内油量多少,接通点火开关后,燃油表指针总指向"0"。此时可采用拆线法进行检查。首先,拆下传感器上的导线,若此时燃油表指针向"I"处移动,为之传感器内部搭铁,或浮子损坏;若指针仍指向"0",则应拆下燃油表上的传感器接线柱导线,若仪表指针向"I"移动;为燃油表至传感器间的导线搭铁;若指针仍不动,则可能是燃油表内部损坏或其电源线断路。

(2)搭铁法

当汽车电器仪表读数异常,通过分析、推断可能是传感器搭铁不良或损坏,以及传感器与指示仪表间的导线存在断路故障时,常采用搭铁法进行检查。通过用导线将有关接线柱搭铁,可判断故障的原因及部位。

接通点火开关后,对于电磁式燃油表无论油箱存油多少,燃油表指针均指向"I",对于双金属片式燃油表,燃油表指针则均指向"0",以上情况均说明相应仪表传感器可能搭铁不良、损坏,或者是传感器与指示仪表间的导线存在断路故障。可利用搭铁法进行检查。首先,将传感器与导线相连的接线柱搭铁,若指针转动,说明传感器损坏或搭铁不良;若指针不转动,可用导线将指示仪表上接传感器的线柱搭铁,若指针转动,为之传感器与指示仪表间的导线存在断路故障;若指针仍不转动,则说明指示仪表内部损坏或其电源线断路。

(3)短接法

在其它电器仪表工作均正常,只有与稳压器相连的仪表(燃油表、电磁式水温表)不工作时,可利用短接法进行检查。用短接导线将稳压器的输入、输出端短接,这时与稳压器相连的仪表指针若立即偏转,为之稳压器内部存在故障。

(4)对比法

仪表检测系统 篇12

汽车仪表关系着驾驶状态的正确指示,对保障行驶的安全性至关重要。因此,仪表出厂前需要对其各项功能进行严格的检测及校正。目前仪表的检测,国内绝大多数仍采用人工的方法,国外研究发展相对起步较早,普遍采用电子设计自动化、计算机辅助测试等新技术,已有不少先进的检测仪器。机器视觉技术旨在通过计算机模拟人眼的视觉功能,获取客观三维世界的信息,并对其进行测量、跟踪、处理和识别[1]。将视觉技术应用在汽车仪表的检测中,不仅可以减少传统人眼检测因视野距离或疲劳疏忽等因素导致的缺陷和不足,而且可以大大地加快检测速率,节省时间成本,真正实现系统化、规范化和自动化的检测。

图像处理技术开发的工具众多,对仪表图像的研究一般多采用LabView、MATLAB或者单纯的VC++等工具[2,3]。使用这些方法虽然可以进行相关图像处理的研究,但是它们或者提供的是非语言性编程,只能做仿真,或者就是编程工作量巨大,不能实现简单、便捷以及即时性的综合需求。OpenCV(Open Source Computer Vision Library)是基于Visual Studio集成开发环境的开源计算机视觉库,为图像处理技术的研究提供了方便快捷且完全免费的平台[4],采用其进行图像处理识别的研究可以提高执行速率,减少代码数量,符合即时、便捷的需要。

1 汽车仪表视觉检测系统设计

系统的总体设计结构框图如图1所示,系统主要由以下几部分组成:视频图像处理的控制计算机及其处理软件,USB接口的CMOS摄像头获取实时的无压缩的视频数据,摄像头横纵竖三方向的移动支架,LED灯群为图像采集提供外部光源,促使仪表转动的驱动模块,被测仪表以及其固定支撑台。

本设计中控制计算机采用Intel公司生产的Pentium处理器,处理速度为2.20 GHz,内存2.00 Gbyte,可以满足实时采集需求。图像处理软件采用基于Visual Studio 2008集成开发环境下的OpenCV库,实现相关函数可对采取图像进行预处理和识别判定。

图像采集部分采用Microview公司的MVC-II-3M摄 像头,这是一款遵循USB 2.0标准的高分辨力、高清晰度、高帧率一体化的摄像头,具有高速、带帧存、外触发采集和闪光灯输出功能,最高分辨力可达到2 048×1 536,符合仪表检测对高分辨力的特殊要求。

本系统还设计了摄像头横纵竖(X轴,Y轴,Z轴)3个方向的自由移动功能。当需要在表盘上获取某指定部分信息时可以在X轴和Y轴移动支架调整摄像头位置,而当需要拉伸缩进摄像头与表盘相对位置时就可在Z轴调整。这样可以随意调整支架,从而调整摄像头位置以获取想要的图像信息。

由于检测系统的封闭性,内部只靠驱动后的仪表自带发光,不足以给检测环境提供充足且均匀的光源,所以需要在系统内部周边安装光源。选取的LED灯耗电量少、发光效率高、发热量低,能在不影响系统性能的情况下提供均匀稳定的光源。

要获取指定刻度的仪表指针指示情况,被测仪表需要一定的驱动信号使其指针旋转到预期指定的位置,这里采取给仪表接入信号发生器和电位调节器的方法,可以对仪表盘上不同功能的表头进行驱动控制。

最后系统设计了固定的支撑台,通过夹具将被测仪表扣锁在支撑台上,这样才可以保证检测时图像采集的稳定性。

2 仪表图像采集处理及识别

对图像进行处理的前提是图像本身能够最大程度地反映有用信息,如果图像本身由于非客观因素导致的图像质量低下,那么这幅图像可以视为不合格的研究对象,后续的处理与识别也不再有意义。因此采集最佳的仪表图像成为本设计的关键之一。

2.1 图像的采集

MVC-II-3M摄像头提供了SDK软件开发工具包,可以利用其API接口进行二次开发。结合MVC摄像头开发包编程可以采集视频图像,该采集过程中不但可以对视频窗口的横纵偏移量和窗口大小进行设置而且可以通过调节曝光时间和红绿蓝三色增益来得到满意的图像色彩。对摄像头采集的视频信息进行抓帧处理即可获取想要的各幅图像,这些图像将存入计算机缓存中以供后面处理需要。摄像头获取并显示图像的代码如下:

IplImage *pFrame=camera.QueryFrame();

cvNamedWindow("Original",0);

cvShowImage("Original ", pFrame);

其中,pFrame是OpenCV中创建的一个IplImage结构体变量,camera.QueryFrame是类camera中的的帧获取函数,cvNamedWindow和cvShowImage分别为窗口命名和图像显示函数。

2.2 图像的预处理

系统采集到的仪表图像是RGB格式的彩色图像,虽然里面包含了所需要的信息,但也包含了很多对于表盘和指针检测无用的信息。同时,由于外界因素的影响图像难免存在一定的噪声,如果不进行处理,就会加大工作量和影响对有用信息的获取。本实验只对图像的表盘、指针等轮廓突出信息进行检测,对图像的颜色亮度等不做研究,所以只须将原图像进行去噪、灰度化、边缘检测便可给后续识别环节提供充足的信息。

OpenCV可以提供5种不同的图像平滑去噪方法,所有的操作都由cvSmooth函数实现。高斯滤波是最常用的去噪方法,它利用卷积核与输入图像的每个像素点进行卷积,将最终的计算结果之和作为输出图像的像素值。OpenCV的高斯滤波提供的几个标准核大小3×3,5×5,7×7具有比其他核更优的性能。OpenCV高斯去噪代码如下:

cvSmooth( in, out, CV_GAUSSIAN, 3, 3 );

其中,in和out分别为高斯去噪的输入图像和输出结果,CV_GAUSSIAN代表去噪类型,最后的2个参数代表对图像进行核大小为3×3的高斯卷积。OpenCV高斯去噪的仪表图像对比如图2所示,左边为原图Original,右边为高斯去噪后的图Denoising。

当数据类型一致时,OpenCV的cvCvtColor函数可将图像从一个颜色空间转换到另一个空间。OpenCV可实现RGB色彩空间到灰度空间、HSV色彩空间、HLS色彩空间、CIE色彩空间的转换以及反变换。图像的灰度化即是将图像从RGB色彩空间转换到灰度空间,OpenCV图像灰度化代码如下:

cvCvtColor(out, out1, CV_BGR2GRAY);

其中,out和out1分别为灰度变换的输入图像(即去噪后的图像)和输出结果,CV_BGR2GRAY代表转换代码。OpenCV灰度化的仪表图像对比如图3所示,左边为去噪后的图Denoising,右边为灰度化后的图Gray。

边缘检测最常用的是Canny算法,它与拉普拉斯算法不同之一是首先在xy方向求一阶导数,然后组合为4个方向xx,xy,yx,yy的导数,这些方向导数达到局部最大值的点就是组成边缘的候选点。Canny算法最重要的一个特点是其试图将独立边的候选像素拼装成轮廓,轮廓的形成是对这些像素运用滞后性阈值,所以需要2个阈值,即上限和下限。如果一个像素的梯度高于上限阈值则被认为是边缘像素,如果低于下限阈值则被抛弃,如果介于二者之间,只有当其与高于上限阈值的像素相连时才会被接受[4]。OpenCV的Canny边缘检测代码如下:

cvCanny ( out1,out2, 50,140,3);

其中,out1和out2分别为边缘检测的输入图像和输出结果,cvCanny函数要求输入一幅灰度图,所以前面灰度化的图像便作为该处的输入,而函数输出的图也一定是灰度的(实际是二值图像)。后面的3个参数分别为下限阈值lowThresh、上限阈值highThresh和中孔值apertureSize。经实验验证,上下限比值在2∶1~3∶1之间边缘检测效果清晰明显,而中孔是用于函数内部的使用。OpenCV边缘检测的仪表图像对比如图4所示,左边为灰度化后的图Gray,右边为边缘检测的图Canny。

2.3 仪表指针指示刻度的读取

指针式仪表检测是一个复杂精细的过程,系统最关键的部分就是指针示数的判读。由于检测系统对指针的测量是多次重复的操作,所以针对同一类型仪表可以确定该表盘的中心位置,后面的检测可以通过表盘各点向该中心点投影的方法确定指针的位置,从而判定仪表指针指示准确性是否合格。

初步观察仪表盘构造特征,可以知道表盘的中心点应在指针旋转的固定轴线位置。为了精确地确定表盘的中心,这里采用多组两线交点求均值的方法来找出中心点O。一般的研究求中心点只选取零刻度和满刻度所在直线这两线求交点[5],如下方程组所示

{y=k1x+b1y=k2x+b2(1)

式中:xy是二值图像中直线上点的坐标;k1,b1,k2,b2代表两条相交直线各自的斜率和y轴截距。这样由单一的两条特殊直线所确定的交点(x,y)作为表盘中心点难免不精准。系统采用的多组两线交点求均值的方法可以改善上述方法的误差性。多组两线交点均值法是以表盘上包括满刻线在内的几个大刻度线所在直线均与零刻线所在直线做交集,分别求得交点(x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn),然后求这些交点的算术平均值,即横纵坐标的算术平均值,公式为

(x¯,y¯)=(1nxn,1nyn)(2)

这样通过多组直线交点求出的均值(x¯,y¯)作为表盘的中心点更具有真实性和准确性。

中心投影法是将图像上的各特征点向该中心点做投影,相当于在极坐标系中对平面图像上的点进行分析处理。极坐标系中,直线用以下方程式表示

ρ=xcosθ+ysinθ (3)

式中:xy代表直线上点的坐标,ρθ分别代表点(x,y)到原点的距离和点(x,y)所在过原点直线与x轴的夹角,如图5所示。极坐标系中每一个点对应一个角度θ,每个角度θ的直线上会有不同数目的特征点组成一个集合A(θ),当有一个点投向这个角度时,集合A(θ)元素增加1。这样通过对集合A(θ)中元素个数的比较,找出局部最大值,含有最多元素个数的集合Amax(θ)所对应的角度θ即为指针所在直线的角度,从而便可找出指针所在位置[6]。如图6中心投影示意图所示,每一个θ角度上都有一定的点投影,这里示例当θ=45°时,投影的特征点数目最多,那么其对应的集合A(θ)元素个数最多。

由于表盘的均匀分布性,只有指针所在位置的θ角度所在直线才会出现投影点明显多于其他角度,A(θ)元素个数远远多于其他集合。前面求出了仪表的中心点所以只要找到了这个角度θ,便可以通过该θ值与表盘刻度的对应关系求出指针示数值。仪表盘刻度的所在角度需要以所确定的中心点O为原点建立极坐标系获取。各款仪表表盘刻度与θ角度的对应关系不同,本实验所测仪表盘的转速表刻度与θ角度的对应关系如表1所示,这里只列举了整十的大刻度。

2.4 指针指示准确性的判定

为了检测仪表指针指示的准确性,如果每一个刻度都检查会浪费很多的时间,一般方法是选取表盘上几个特殊刻度(如零刻度、满刻度以及其他适当的大刻度)做检测,这些刻度指示准确与否决定着仪表检测的结果。

将各经过处理识别后读取的表盘指针指示值与输入驱动标准信号一一做对比,根据两者之间相差的数值便可判定该仪表指针指示的准确性。

3 实验结果及分析

经实验测试,系统采集仪表图像并进行去噪、灰度化以及边缘检测等预处理,运行速率快,执行时间可达40 ms,即时性能好。

对边缘检测后的二值图像使用中心投影法找寻指针位置,图7是仪表指针指示一定刻度时,系统分析的表盘图像基于中心点投影分布的角度θ和集合A(θ)的关系。图7a中可以看出,θ=200°时,A(θ)集合元素数目最多,查询本款仪表刻度与θ角度的对应关系可知,该示数读取值为0 km/h。图7b中可以看出,θ=120°时,A(θ)集合元素数目最多,查询对应关系可知,该示数读取值为80 km/h。

相同方法对该款仪表的0 km/h,40 km/h,80 km/h,120 km/h,160 km/h,200 km/h以及220 km/h这些大刻度进行检测,并与相对应的驱动信号进行对比,即可判断该仪表盘指针指示是否准确。根据标准QC/T727—2007《中华人民共和国汽车行业标准:汽车摩托车用仪表》所示,汽车转速表的基本误差范围应在±2%以内,误差在此范围内的仪表视为合格[7]。检测对比结果如表2所示,各检测刻度检测值与标准值偏差都不大于0.02,所以该转速表指示准确性判断结果为符合标准。另外用户或厂商也可根据需要设定自己的标准,那么按照这些特定的标准也可对指示准确性进行相应的判断。

4 结束语

本文设计的基于机器视觉的汽车指针仪表检测系统能够实时采集并处理识别待检测仪表图像。而使用OpenCV开源计算机视觉库可以根据实验需要随时调用图像处理的函数库,方便自定义算法的实现与验证。

该系统能够从机器视觉的角度实现汽车仪表指针示数值的自动读取,并与标准信号作比较,从而判断指针示数是否准确。系统实时性强、识别效率良好,便于后续识别算法的改进以及检测功能的扩充。

参考文献

[1]GUO Lei,XU Youchun.Study on real-time distance detection based onmonocular vision technique[J].Journal of Image and Graphics,2006,11(1):75-81.

[2]岳国义,李宝树,赵书涛.智能型指针式仪表识别系统的研究[J].仪器仪表学报,2003(S2):430-431.

[3]宁志刚,汪仁煌,唐冬.基于图像处理的高精度仪表判读方法[J].传感器与微系统,2006,25(3):32-35.

[4]BRADSKI G,KAEHLER A.学习OpenCV[M].于仕琪,刘瑞祯,译.北京:清华大学出版社,2009.

[5]何智杰,张彬,金连文.高精度指针仪表自动读数识别方法[J].计算机辅助工程,2006,15(3):9-12.

[6]陈彬,金连文.一种仪表指针位置检测的中心投影法[J].计算机应用研究,2005.

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