检测控制系统

2024-05-25

检测控制系统（通用12篇）

检测控制系统篇1

1 微机控制燃油蒸发控制系统的结构与工作原理

燃油蒸发控制系统的作用是防止汽车油箱内蒸发的汽油蒸气排入大气。它由蒸气回收罐 (亦称活性炭罐) 、控制电磁阀、蒸气分离阀及相应的蒸气管道和真空软管等组成 (图1) 。蒸气分离阀安装在油箱顶部, 油箱内的汽油蒸气从该阀出口经管道进入蒸气回收罐。该阀的作用是防止汽车翻倾时油箱内的燃油从蒸气管道中漏出。蒸气回收罐内充满了活性炭颗粒, 故又称为活性炭罐。活性炭可以吸附汽油蒸气中的汽油分子。当油箱内的汽油蒸气经蒸气管道进入蒸气回收罐时, 蒸气中的汽油分子被活性炭吸附。

1.管路2.节气门体3.管路4.空气入口5.碳罐6.油箱管路7.油箱阻尼器8.TPCV阀9.油箱

蒸气回收罐上方的另一个出口经真空软管与发动机进气歧管相通。软管中部有一个电磁阀控制管路的通断。当发动机运转时, 如果电磁阀开启, 则在进气歧管真空吸力的作用下, 新鲜空气将从蒸气回收罐下方进入, 经过活性炭后再从蒸气回收罐的出口进入软管的发动机进气歧管, 把吸附在活性炭上的汽油分子 (重新蒸发的) 送入发动机燃烧, 使之得到充分利用;蒸气回收罐内的活性炭则随之恢复吸附能力, 不会因使用太久而失效。

进入进气歧管的回收燃油蒸气量必须加以控制, 以防破坏正常的混合气成分。这一控制过程由微机根据发动机的水温、转速及节气门开度等运行参数, 通过操纵控制电磁阀的开、闭来实现。在发动机停机或怠速运转时, 微机使电磁阀关闭, 从油箱中逸出的燃油蒸气被蒸气回收罐中的活性炭吸收。当发动机以中、高速运转时, 微机使电磁阀开启, 储存在蒸气回收罐内的汽油蒸气经过真空软管后被吸入发动机。此时, 因为发动机的进气量较大, 少量的燃油蒸气不会影响混合气的成分。

2 燃油蒸发控制系统的检测

对燃油蒸发控制系统的故障, 微机一般不能自行诊断, 只能采用就车检测和单件检测方法来查找。

2.1 就车检测

就车检测可按下述顺序进行。

(1) 将发动机预热至正常工作温度, 并使之怠速运转。

(2) 拔下蒸气回收罐上的真空软管, 检查软管内有无真空吸力。若燃油蒸发控制系统工作正常, 在发动机怠速运转中电磁阀应关闭, 真空软管内无真空吸力。如果此时真空软管内有真空吸力, 则用万用表V挡检查电磁阀线束连接器端子上是否有电压。若电磁阀线束连接器端子上有电压, 说明微机有故障;若无电压, 则说明电磁阀有故障 (卡死在开启位置) 。

(3) 踩下加速踏板, 当发动机转速>2 000 r/min时, 检查上述真空软管内有无真空吸力。若真空软管内有真空吸力, 则说明该系统工作正常;若真空软管内无真空吸力, 则用万用表V挡检查电磁阀线束连接器端子上是否有电压。若电压正常, 说明电磁阀有故障;若电压异常, 则说明微机或控制线路有故障。

2.2 电磁阀的单件检测

(1) 检查电磁阀电磁线圈的电阻值。拔下电磁阀线束连接器, 用万用表Ω挡测量电磁阀电磁线圈的电阻值。电阻值应符合规定, 否则应更换电磁阀。

(2) 检查电磁阀的工作。拆下电磁阀, 首先向电磁阀内吹气, 电磁阀应不通气;然后将蓄电池电压加到电磁阀连接器的两端子上, 并同时向电磁阀内吹气, 此时电磁圈子应通气。如电磁阀的状态与上述情况不符, 则电磁阀有故障, 应更换。

检测控制系统篇2

关键词：:公路检测;质量控制;检测设备

1公路检测技术使用过程中存在的问题

1．1公路检测操作流程缺乏规范性

当前，我国度公路试验检测技术的应用，始终处于初级阶段，和一些发达国家相比，我国公路检测技术的发展时间相对较短，这就在一定程度上导致部分公路施工企业在公路试验检测管理工作落实得不到位，在相应规章制度上也不是十分完善。这就对公路试验检测工作以及公路试验设备等的标准化操作带来影响。

1．2缺少先进的公路质量监检测设备和仪器

当前，我国存在大部分公路建设施工企业，在对公路进行试验检测过程中，对该工作的质量重视力度不够，这就影响了试验检测技术功能的充分发挥，促使具体检测过程中，资金不足或者检测质量不达标等。这种情况下，促使我国在实施公路检测过程中，使用的仪器不够先进。因为我国公路检测仪器以及相应设备相对落后，这就导致公路实验检测数据缺乏可靠性，从而促使公路检测工作实施过程中缺少相对准确的评估数据。

1．3忽视了公路检测工作

当前，我国公路工程具体施工过程中，对公路试验检测技术不是十分重视，这一内容主要体现在两个方面。第一方面是对公路进行具体施工过程中，部分公路施工企业没有获取相应检测数据和相应报告，设置还有公路企业对公路进行具体检测过程中，不按照相关规定进行检测，从而降低了公路试验检测工作的科学性。第二方面，相应施工单位还没有获得公路检测结果，就私自开工，对公路检测的重要性不够重视。

2公路检测技术类型

2．1超声波检测技术

超声波检测技术主要对公路基础设施进行检测，降低施工检测风险和危害性。对超声波检测技术进行应用，能够在一定程度上对施工管道以及金属空洞情况进行检测，同时还能够通过这样技术了解到空洞的深度和厚度，能够帮助工作人员在具体施工中充分把握灌浆流量和流速。

2．2射线检测技术

在对公路基础设施进行具体建设过程中，可以使用X射线以及红外线技术，对施工路面实际情况进行有消费分析。使用红外线检测原理，对路面断裂位置的断裂直径大小进行判断。使用断裂带以及一些相对完整带所生成的红外图像，类型众多，能够有效探测出路面断裂直径。同时还可以使用红外成像检测原理，对路面断裂位置的断裂直径大小进行检测。针对段裂带的完整性和完整带所生成的红外热图像进行使用，能够对断裂面的深度和广度进行有效探测，还可以对路基的厚度、深度等进行有效测量。

2．3探地雷达检测技术

探地雷达检测技术也被人们称作是地透地雷达技术和地质雷达技术。这项技术使用频率在106～109Hz无线电波，第地质介质中的分布情况进行分析，其属于一种无损检测方式。如果将雷达的脉冲信号传递到路面的底层，则有可能会和不同电性介质之间相互触碰，这种情况下，则有可能会产生不同形式的雷达波。对不同雷达波之间的差异进行计算，会在计算终端上产生不同发展走向的雷达波，最终对底层路面结构情况以及相应断裂情况等进行有效判断。对探地雷达进行使用，可以监测出路面所铺设的材料组成。

2．4光纤传感技术

人们利用光纤传感技术，可以对钢筋混凝土结构的硬度进行检测。主要应用方式是使用一定的光纤传感装置，将其埋入到混凝土内，或者将其黏贴在钢筋混凝土的表面，然后对该材料的应力、固化、挠度以及弯曲情况进行检测，通过这种方式，检测出混凝土温度变化情况以及裂缝变化情况等。

3检测质量控制

3．1管理层面质量控制

(1)技术检测制度规范化对制度进行进一步规范，能够促使实际操作足够规范化和高效化。对此，对公路检测质量进行有效控制，一定要充分把握检测制度规范性和标准化。要求和不同公路设施的施工规模，构建不同形式的技术规范标准。对于一些工程量相对较大的公设施而言，技术应用类型相对较多，检测技术也十分复杂，技术使用过程中一定要遵循标准，提高其规范化，具备合理的边界范围以及调和尺度。(2)检测数据管理的标准化技术人员在对公路检测数据进行管理过程中，必须遵循相应标准，将这些数据存储在固定的位置。确保在检测过后，对数据进行分类和规范，要求存储规范和查询足够方便。通过这种方式确保工程具体建设过程中，自检工作和检查、查询等得到进一步推进，为工程建设中的自检、查询以及巡检等工作的进一步推进提供保障。(3)检测设备管理精细化人们对检测设备进行管理，采用精细化管理方式。人们对检测设备进行具体管理过程中，涉及到的内容有公里技术检测和数据科学性、准确性等，因此相应管理人员对检测设备进行管理过程中，必须要树立精细化管理原则。针对相应检测设备的具体存放等，均需要进行严格管理，对设备使用时长，同样需要按照规范标准进行。

3．2技术操作层面的质量控制

对技术操作层面进行质量控制，主要是提升技术参差和操作的规范化。也就是在开展公路施工过程中，需充分加强对技术检测人员的技术培训，通过这种方式来保障科学性以及合理性。与此同时，对相应技术进行具体检测过程中，一定要结合技术操作的规范需求。具体实施过程中，避免检测设备对自身带来的伤害，并且要时刻提高检测数据的真实性和可靠性。

4结束语

我国公路工程质量检测技术得到不断发展，为公路质量提供保障。但是在对这项技术进行使用过程中，存在一定问题，部分人员对公路检测技术的应用重视力度不够，导致公路检测技术功能难以发挥。

参考文献:

［1］俞敏．公路桥梁检测质量控制与检测技术应用分析［J］．低碳世界，2017，(19):228－229．

［2］金鑫，胡承宁．公路检测技术应用与检测质量控制分析［J］．黑龙江交通科技，2015，38(7):65．

检测控制系统篇3

关键词：棉花加工；工艺参数；乌斯特；智能在线检测系统；检测；分析；智能化控制

中图分类号： TP273文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）09-0287-02

收稿日期：2013-12-03

基金项目：新疆生产建设兵团工业科技计划（编号：2010GG10）；国家星火计划（编号：2012GA8910031）；师市中小企业专项（编号：2012QY05）。

作者简介：杨怀君（1983—），男，吉林德惠人，硕士，助理研究员，主要从事农业机械化研究。E-mail：nkyyhj@163.com。

通信作者：阎洪山，研究员，主要从事农业机械化研究。E-mail：xjnkkxyyhs@163.com。乌斯特智能在线检测控制技术是美国近年来研究应用的一项新技术，可实现棉花加工过程的实时监测、信息采集、数据处理和智能化控制。该技术可对籽棉品质和皮棉加工质量的各项指标信息进行即时采集，并对所有反馈信息进行综合判别处理，为棉花加工工艺参数的智能化控制提供技术依据。

1系统组成及功能

乌斯特智能在线检测控制系统是涉及到机械设备、工艺配置、电器设计、棉花检验多领域、多学科的综合工程，检测控制过程是一个“因花配车”的过程，主要包括籽棉取样站、皮棉取样站、触摸式PLC智能控制主控屏、乌斯特轧花机智能主控台、皮清机LOUVER及控制站以及系统控制软件。

乌斯特智能在线检测控制系统的检测站能够在棉花加工生产线实时对籽（皮）棉含杂、含水率和棉纤维色特征值进行实时监测，实现对棉花轧花过程的检测。检测数据通过系统控制软件进行整理和分析，通过Intelligin-M信号的输出、PLC科学试验控制系统的自动控制，实现自动调整棉花加工生产设备，对皮清机LOUVER及控制站、控制烘干机温度、皮棉清洁器旁通阀控制、籽棉喂入量进行控制，从而保证棉花加工质量的稳定性。2指标测试原理

乌斯特智能在线检测控制系统可测量轧棉工序控制所需的所有原棉参数。该仪器采用HVI传感器技术，能实时地给出杂质等级、色泽等级和含水率等信息。

2.1杂质测量[1-2]

乌斯特系统杂质测量采用CCD摄像获取棉纤维表面杂质分布，通过图像处理和软件分析方法，计算出棉花表面杂质粒数、杂质面积百分率。杂质粒数、杂质面积百分率不能真实反映棉纤维的实际质量含杂率，只能计算出混合较均匀的棉纤维表面的叶屑含杂率。

2.2色泽检测[3-4]

色泽测量采用45°照明方式，光线以与棉样表面法线成45°角的方向入射于棉样表面上。在法线方向上测量棉样表面反射光。分析得到的光谱成分后，根据尼克森·亨特公式把棉纤维的反射光分析成CIE标准色度观察值的光谱三刺激值x、y、z，再根據方程计算出棉纤维色泽的反射率和黄度。

2.3含水率检测[5-6]

含水率电测器法是利用棉纤维在不同回潮率下具有不同电阻值的特性，在试样的质量、密度和极板电压等条件一定的情况下，测量通过棉纤维的电流，从而间接地得出棉纤维的含水率。

3试验应用

2012年在新疆生产建设兵团农八师149团棉花加工二厂机采棉生产线对乌斯特系统采集值进行取样，从检测数据随机抽取9个棉包信息，与国家公证检验数据作对比，取样结果如表1所示。

3.1结果分析

将表1结果在Excel中进行分析，如图1、图2、图3所示，乌斯特检测系统检测的反射率、黄度和回潮率曲线与国家公证检验的反射率、黄度和回潮率曲线的线型走势基本相似。

3.2曲线相似性比较[7]

.3试验结论

乌斯特智能控制在线检测系统，通过实时在线检测，取得了棉花加工的实时信息，但由于检测是在线检测以及棉纤维取样与国家公检取样之间不同、棉纤维样品检测状态不同，因此检测数据和国家公检数据略有差异。但是通过曲线的对比分析可知，对比组数据曲线存在一定的关联性，可通过对检测数据库进一步的优化，建立适用于我过棉花加工生产线的应用软硬件系统。试验采集数据有限，没有进行相关曲线的差异函数分析，后期可通过采集更多数据，分析对比函数差异性，建立差异函数曲线。

4总结

乌斯特智能控制在线检测系统数据库采用国外技术标准，软件算法与我国现行检测体系存在一定差异，通过更多样本的调研，可建立其与我国现行检验标准相对应的检测数值计算曲线。

乌斯特智能在线检测控制系统还没有完全应用于生产实践，相关的控制系统需要进一步的试验应用研究，以建立运行参数对籽棉轧花质量的影响程度。

参考文献：

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[6]黄昀. 回潮率在线监控系统[D]. 杭州：浙江大学，2010.

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网络控制系统的故障检测篇4

网络控制系统(Networked control systems)由于网络的介入,不可避免的存在数据碰撞、网络拥塞、多路径传输和节点竞争失败等现象[1,2],从而导致数据传输时延、数据丢包及时序错乱等问题,使得系统性能受到严重的影响,并使得网络环境下系统故障比一般控制系统更为复杂。

针对NCS的这些特点国内外学者已进行了相应的研究,但主要集中在系统建模、稳定性分析及控制方面[3,4],对于NCS故障检测方面研究成果却相对较少,因此,研究NCS的故障检测具有重要意义[5,6,7,8,9]。文献[9]利用一阶泰勒展开式,将时滞诱导项近似为未知输入,再利用未知输入观测器方法检测故障,但并未考虑网络间存在丢包的情况。考虑网络间同时存在输出时延与丢包的情况,文献[10]利用等分采样周期的方法,将时延近似看成控制器端采样周期的整数倍,并分析了该系统的故障检测问题,但上述文献只将时延与丢包的发生假设在传感器与控制器之间,并未考虑控制器与执行器间时延与丢包的现象。

本文在系统存在未知干扰输入时,考虑传感器与控制器之间、控制器与执行器之间同时存在时变时延与随机丢包的现象,首先将时变时延对系统的影响转化为未知有界条件下的不确定项,再将随机丢包描述成满足Bernoulli分布的二进制序列,研究了一类更为广泛的被控对象的故障检测问题,所用的方法不同于现有的文献。

1 问题描述

假设传感器为时钟驱动,采样周期为h,控制器与执行器皆为事件驱动;总时延τk是时变的,且满足τk=τ $_{k}^{s c}$ +τ $_{k}^{c a}$ ≤h,其中,τ $_{k}^{s c}$ 表示传感器到控制器的网络传输时延,τ $_{k}^{c a}$ 表示控制器到执行器的网络传输时延。

在上述假设下,考虑受控对象

式(1)中,x(t)∈Rn、u(t)∈Rm、y(t)∈Rl分别表示状态、输入和输出,d(t)∈Rq表示外部干扰,f(t)∈Rp表示故障向量。A、B、C、Bd、Bf为适维常系数矩阵。

对式(1)离散化可得

式(2)中, $\bar{A} = e^{A h}, B_{0} (τ_{k}) = \int_{0}^{h - τ_{k}} e^{A s} d s B$ ,

当时延为不确定时延时,利用矩阵理论,离散化模型(2)可以变化为

式(3)中,B0,B1,D,E为由A的特征值及其特征向量和B决定的常数矩阵;F(τk)为包含有时变时延的不确定性矩阵,且满足FT(τk)F(τk)≤I。

对于网络控制系统中,考虑控制器得到的测量输出 $\bar{y}$ (k)和受控系统测量输出y(k)之间存在随机丢包现象,以及系统获得的控制输入u(k)与控制器输出 $\bar{u}$ (k)之间也存在随机丢包的现象,并且关系为

其中,α(k)与β(k)是两个满足Bemoulli分布序列的随机变量,其概率分别为

当α(k)=1时,传感器与控制器之间数据包成功传输;当α(k)=0时,传感器与控制器之间数据包发生丢失。当β(k)=1时,控制器与执行器之间数据包成功传输;当β(k)=0时,控制器与执行器之间数据包发生丢失。

假设α(k)与β(k)是相互独立的随机变量,则有下列式子成立

控制器采用输出反馈控制器时,其离散模型为

式(6)中,K为控制器增益。结合式(3)～式(6),可得

对系统(7)设计如下故障检测滤波器

式(8)中, $\hat{x}$ (k)∈Rn为系统的状态估计向量, $\hat{y}$ (k)∈Rl为系统的输出估计向量,L为待求的观测器增益矩阵。定义状态估计偏差 $e (k) = x (k) - \hat{x} (k) ‚ w (t) = [f^{Τ} (t) d^{Τ} (t)]^{Τ} ‚ W = [\bar{B}_{f} \bar{B}_{d}]$ ,可得残差系统的方程为

式(9)中,ε(k)为故障检测残差,H为输出权矩阵。

2 稳定性分析

定理对于如式(9)所示的观测器误差系统,若存在公共的对称正定矩阵P及矩阵Q,标量ε1,ε2>0满足条件

则该观测器为具有性能γ的鲁棒H∞故障观测器。其中,*表示矩阵的对称部分。

证明选择共同的Lyapunov函数V(k)=eT(k)Pe(k)+eT(k-1)Qe(k-1),其中,P,Q为对称正定矩阵。则:

引入J(k)=‖ε(k)‖2-γ2‖w(k)‖2+ΔV(k),化为矩阵形式如下:

其中

则 $\sum_{k = 0}^{\infty} J (k) < 0$ 等价于

再根据

由初始条件,V∞-V0≥0。因此当 $\sum_{k = 0}^{\infty} J (k) < 0$ ,即式(10)成立时,有‖ε(k)‖ $_{2}^{2}$ ≤γ2‖w(k‖ $_{2}^{2}$ 。故定理1得证。

在观测器误差系统的稳定性得到保证之后,则通过选择适当的故障检测阈值 $\bar{ε}$ ,可以判断系统是否发生故障。

3 仿真示例

设网络控制系统的被控对象离散状态方程如式(2),各系数矩阵为

假设时延τk满足τk∈[0,0.5],控制器增益 $Κ = [\begin{matrix} - 0.8 & - 1.25 \end{matrix}]$ ,根据定理,通过LMI工具箱可以得到故障观测器增益为

为了验证本方法的有效性,假设在t=150 s时发生故障,故障信号为幅值为1的阶跃信号,外部扰动为能量为1的白噪声,其仿真结果分别如图1,图2所示。

从图中可以看出,当故障发生时,残差迅速发生跳变,从而快速有效地检测出故障的发生,由此可以得到,本文所设计的故障检测滤波器不仅能快速检测到故障,而且对外界扰动信号具有较强的鲁棒性。

4 结束语

本文针对一类传感器与控制器之间、控制器和执行器之间同时存在时变时延与随机丢包的网络环境中,研究了其故障检测问题。设计故障观测器,并将观测器系统的稳定条件归结为一个线性矩阵不等式。当系统发生故障时,该观测器残差能够迅速发生跳变,从而较准确的检测出故障的发生。

摘要：针对一类同时存在时变时延与随机丢包的网络控制系统,研究了系统的鲁棒故障检测问题。考虑传感器与控制器之间、控制器与执行器之间的随机丢包与时变时延的现象,首先将时变时延对系统的影响转化为未知有界条件下的不确定项,再将随机丢包用满足Bernoulli分布的二进制序列来描述。并设计了系统的鲁棒H∞故障观测器,给出了基于观测器闭环系统渐近稳定的充分条件。最后,通过仿真验证了该方法的有效性。

关键词：网络控制系统,鲁棒故障检测,时变时延,随机丢包

参考文献

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[4]刘春生,艾强玉.基于T-S模模型的网络控制系统故障诊断.控制工程,2009;16(6):775—779

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商场客流检测统计系统篇5

商场客流检测统计系统一、行业背景

依据实际用途划分，客流统计系统的应用主要有两个方面：

一方面，客流统计是解决人员密集场所安全问题的重要手段。这类需要主要存在于车站、机场、比赛场馆等客流量特别集中的区域。当人数超过某一设定的预警值时或者有异常发生（例如大规模人群流动或某个体出现异常行为）能够及时报警引起注意。对这些场所的客流进行实时的有效监控，加之预警功能的辅助，能够更好地保障车站、场馆的正常运营。为解决人员密集场所安全监控问题，在08年北京市安监局已经将“人员密集场所生产安全客流监控与分析平台”开发纳入科技发展计划。

另一方面，客流统计是商家提高管理效率和经营业绩的重要途径。这方面的应用主要体现在商场、超市、购物中心、连锁店等场合。通过对进出客流的统计分析，可以合理的为店铺选址或者为商品选择适当货柜；可以客观的决定档铺的租金及价格水平；可以更合理的布置广告，检验促销活动、广告宣传等的实际效果。还可以更科学的分配营业员的数量和调整营业时间等等。可以说，以客流数据为基础，通过对历史数据的深入挖掘与分析，客流统计系统为商家提供了一系列重要的市场研究手段。

客流量的统计和分析是一项重要的市场研究手段，国外几乎所有大型商场和连锁商业网点在进行市场和管理决策前都必须进行的环节。随着商业竞争加剧，商业模式逐步由传统坐商向极具主动性的行商转变，对日常客流特征进行分析显得尤为重要。通过对商场、连锁店客流量进行连续精确检测，获取其随时间的变化趋势和不同网点间的对比统计，并在此基础上结合内部信息系统，深层分析过往客流特征，揭示其与商场营运策略、营销技术和内部管理间的内在关系，客观评价已有推广效益，规划未来的市场策略，为管理决策者提供极有价值的信息。

二、客流统计系统简介

3D客流统计系统是由我公司核心研发团队总结多年国外相关项目经验，自行研发的新型智能客流分析系统，拥有全部知识产权。客流分析不仅能够提供准确的客流信息，而且可以提供一整套先进的数据分析方法，像日客流报表、最繁忙时间统计、进出客流分项对比分析

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等等。它以直观图表的形式反应给管理者，提供导出Excel或pdf文件作为档案保存或决策的原始数据资料，为经营者提高管理效率提供有价值的信息。

客流统计服务器是实时监控人群流动情况的先进智能系统。该系统基于“视频识别的视频客流检测系统”，主要通过采集视频图像，在线提取视频场景指定范围（包括时间和空间范围）内密集人群中的头部特征参数，动态跟踪移动的对象，分析对象特征并识别，实现密集人群的计数输出，并通过网络将数据传输至上位机，由上位机软件进行数据的存储、统计、分析、内网共享数据、对外数据发布。

该系统开发了一种帧间总体运动信息和帧间边缘运动信息相结合的运动目标检测技术，可准确地提取运动目标的特征，并剔除掉光影、光线变化等因素的影响，有效识别出运动目标（人），快速、稳定地统计出客流量，检测精度高达90%以上。

客流量的统计对于商业结构企业来说是非常重要的，有效精准的管理已成为商业营销成败的重要因素。本系统可为大型商业系统综合管理的和运营决策提供及时准确的数据参考，科学、有效地对客流量进行时间、空间上的分析，并快速及时的做出经营决策，为商业、零售业营销模式的成功奠定基础。

商场客流是一个很容易受到各种因素影咱的范畴。不同的商场，由于受交通、地理位置、特色等因素制约，客流在数量、层次等方面均大相径庭。同一商业街区的商场由于气候、时间、营销因素以及宏观经济因素、政治法律因素等影响，客流也会呈现出很大的差别，这是客流的不确定性特征。

3D商场客流统计系统，能记录商场在每个出入口的进出人数，并记录时间和出入口位置，在统计中心，通过测量的客流基础数据，可以方便的建立客流模型，进行各种统计分析，例如在某一时间段内对某个出入口的客流量进行统计，某段时段在商场的客流人数等。

三、系统功能特点

“简洁、高效”是客流统计系统™的设计理念。我们把最为繁琐、复杂的智能视频分析计算放置于后台，时刻保障计数的准确性与稳定性，把简单、易用的界面留给用户。

3.1数据获取方式

客流量统计分析系统主要采用视频采集方式获取原始数据。

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3.2运行平台

该系统的视频数据处理模块采用专为视频应用设计的嵌入式DSP处理器；后台管理软件能在Windows Server（2003/2008）/xp系列平台正常运行。硬件以及软件要求很低。可以为用户节省很大一部分不必要的成本。

3.3处理能力

每台客流量分析主机应保证处理4路视频数据，数据上传更新时间为2分钟。快速的数据上传速度，为用户提供更可靠、更新、更及时的数据。

3.4强大的查询功能

提供任意时段客流分布、对比、汇总；查询每日最繁忙时刻、滞留人数最多时刻、人均滞留时间等；每周进出客流统计、同期对比；各通道、门口进出人数对比，对比等等。可以节省很多需要人工汇总的繁琐工作，并且为商场客流统计智能化做出很大贡献，用户可以轻松的根据统计好的报表对商场的管理做出更好的规划。提高商场的智能化管理，为商场的销售额做出贡献。

3.5对客流信息进行深度数据分析

可按年、月、周、日生成分析报告，提供丰富图形及报表数据，给决策者作为重要数据参考；

3.6统计报告

客流量统计分析系统提供在线统计报告。统计报告可分类展现统计图表，并采用各种图形（如折线图、棒图、饼图、面积图）来展现数据，增加了报告的可读性。

3.7产品特点

高准确率，综合准确率≥90% ；嵌入式系统具有高可靠性；支持远程服务；高可服务性；适应各种复杂的现场环境（能正确区分光影与实物）；最好的性价比；用户使用权限分级控制，对低级用户系统管理配置信息隐藏保密；主要用于商业分析。

四、客流统计系统方案描述 4.1系统结构设计

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TES是一个分布式的信息采集系统．主要由三部分组成。传感器：安装在商场的自动扶梯口以及升降电梯门口。

监控设备：安装在传感器旁边，传感器将测得得信号发送到旁边的监控设备中，监控设备记录时间、出入口位置、进出人数等要素存储在监控设备中，待下班后通过IC卡将数据交给公司统计中心。

软件：安装在中心计算机上。公司统计中心有一IC卡读写器，读写器将IC卡内的数据传给计算机，在计算机中，装有专门的统计分析软件----客流模型分析软件，该软件结合客流统计测到的客流数据，可以建立多种形式的客流模型，如时间断面的客流模型，不同空间的客流分布模型等。统计结果可以用多种图形图表方式表现出来。

4.2系统设计目标

 通过对每层楼上下客流的检测分析，最后建立的客流模型分析应包含以下结果：  能检测进入购物中心的总人数  能检测平均顾客流量  能检测购物中心内部的人流量  能检测购物中心人员占有率  能检测总销售时间  能检测平均驻留时间  能检测单位面积购物者人数

五、系统构成及原理

客流检测系统是一种采用了多通道数据采集方法，包括压力和红外探测，从多种角度和多种感知形式去采集了最全面的人流信息。从而实现了多种数据的处理高性能融合，克服了单通道数据处理所无法克服的技术瓶颈，从而使系统达到了更高的准确率和鲁棒性。基于压力分析、红外探测的客流检测系统可以以分钟为单位记录商场在每个出入口的进出人数，并记录时间和出入口位置，在统计中心，通过测量的客流基础数据，可以方便的建立客流模型，深圳市华天成科技有限公司

进行各种统计分析，例如在某一时间段内对某个出入口的客流量进行统计，某段时段在商场的客流人数等。

客流检测方面有多年的经验，并拥有相关的专利，开发的客流检测设备已应用在多个领域,如交通领域,并且通过国家智能交通中心的鉴定,成为国家智能交通中心的推荐产品。

系统主要由智能化的视频客流检测仪、上位机软件以及网络通讯组成。视频客流检测仪用于在线采集、处理视频图像，实时统计客流数据并存储，可主动或根据远程控制指令上传数据。该设备主要包括电源模块、CCD摄像机、AD转换模块、中央处理器、存储模块、显示模块、键盘、232通信接口。上位机软件主要用来录入和采集各种基础数据，通过对商场、各门信息、客流量和顾客通过门口时间的采集，可方便地建立客流模型，进行各种统计分析，例如在某一时间段内对所有门口客流量进行统计，对某一个大门总的客流量统计。对于统计结果，系统可以用表格、直方图、折线图等图表方式显示，有助于优化设计新增或变动的商场大门开放，帮助制定商场客流统计分析的近期和中长期规划。

视频客流检测设备上传数据时，可适应GPRS、3G等多种网络通讯方式进行传输，将数据传输到互联网上固定IP地址的上位机，通过安装在前端服务器的服务端程序将这些数据保存至数据库服务器。

客流统计系统广义上也可分为前端和后台两部分。前端由若干摄像机构成，具体数量根据现场通道和门的数量而定。前端负责采集视频信号，并将信号通过视频线缆传输到后台。后台负责对信号进行采样、分析、处理和记录。后台从逻辑上可以分为视频分析服务器、录像存储服务器、SQL Server数据库以及IIS Web 服务器，他们在具体实施上可以共用一台机器。

视频分析服务器负责处理多路输入视频信号，在经过去噪、前景提取、色彩纹理特征匹配、跟踪、识别等计算机视觉算法后将得到的计数信息存放在SQL Server数据库服务器。输入视频信号同时经过录像存储服务器保存在本地硬盘供将来查询。IIS web服务器主要提供数据的分析与查询功能，它负责响应用户浏览器（支持IE、FireFox等等）的查询请求，应用先进的数据挖掘与分析技术对SQL Server数据库中的流量记录进行分析处理，最终将结果以统计图表和报表反馈给用户。

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六、国内外同行业分析

客流检测产品在目前行业内可以说是百花齐放、百家争鸣，存在众多厂商，不同的产品采用不同的技术，每种技术都有它的特点和独特性，目前包括激光、视频，红外，压力踏板等多种技术；由于客流检测产品应用范围较广，分布不同的行业，目前还未有统一的技术规范，导致各种产品性能差异较大，虽然有部分厂家宣传产品精度大于98%，但实际使用效果远远达不到这个精度。

客流检测产品有几个关键的特征，在人群密集环境下的检测精度是否保持正常高精度，产品保持正常精度的持续时间(至少应大于3年)。如果客流检测系统的精度不高，几乎会失去使用客流检测的本质意义，例如检测精度在70%，在这样的精度下，还不如不采用客流检测设备，有经验的管理人员肉眼估计都有可能达到这个精度。

高精度客流检测是指在人群密集情况下保持高精度检测。客流检测产品采用的技术差异较大，不少产品在人群稀疏情况下，检测精度可以达到要求，在人群一旦密集的情况下，检测精度大大降低，使客流检测发挥的作用大打折扣，甚至产生误导副作用。

我公司研发的客流监测统计系统提出一种高精度客流检测技术，它基于激光扫描技术，实现宽通道高密集人群的客流精确检测。客流检测产品应用范围较广，包括商场、公园、展览馆、娱乐场所、剧场、银行等场所，本文着重讨论高精度客流检测技术在商场行业的应用。

七、客流统计系统收益分析

谁掌握信息，谁就掌握财富。在新世纪的信息社会里，处处都有可利用的信息，只要我们用高科技的手段采集和分析信息，就可以把握住商机。利用商场客流检测系统后，商场可以有以下收益：

 可以利用报表中的各种综合统计数据更好地管理购物中心；  提高宣传和广告的效益、监测促销活动的实际效果；  掌握顾客平均驻留时间，研究增加驻留时间的新手段；

 评价店内各专卖店的顾客吸引力，确定其对增加中心客流量的贡献；  根据各时间段客流数量，更好的规划当班员工数量；

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 根据人均消费，研究增加消费的办法和途径；

 系统给出指定区域内的人流分布状况，给出黄金位置的分布状况，商家可以据此对货物场所进行重新分配，以获取最大利润；

 商家可通过对历史人流数据进行建模，依次对短期内未来人流进行预计；

 商家可以通过观察人流曲线中发生异常的部分，和当时商场发生的时间取得联系，找出各种时间对人流的影响，从而改善销售状况；

 系统可给出不同时间段（不同季节、每周的不同时间或每天的不同时间）的人流变化，商家可以通过分析这些数据，合理分配服务人员的作息时间，以及店铺的从而达到资源的最佳配置；

 给出不同区间、时间的人流、销售比较情况，从而可以帮助管理者从一定侧面衡量工作人员的工作能力。

从缺陷检测到质量控制篇6

印前质量控制

在印前环节，由于烟包印刷企业的产品种类一般较少，因此PDF制版文件和经RIP处理后的文件校对工作量小，CIP3/CIP4等最新的制程也很少普及。但随着产品种类的不断增加，可以通过引入“电子文稿对版系统”来解决文件格式转化错误、拼版错误、RIP错误等印前质量问题产生的风险。

印刷质量缺陷在线检测

最新的高精度在线检测是目前备受业界推崇的一种烟包印刷质量缺陷检测方式，其可以对低于0.1mm的刀丝、套印不准、漏印等凹印缺陷进行高精度检测。此外，国内外已经开发出可以对光柱镭射纸、素面镭射纸、金银卡纸印刷效果进行颜色测量的高光谱颜色测量系统，可在白卡纸上获得与采用X-Rite分光光度计相同的色差测量结果；而对于其他反射性纸张，在X-Rite分光光度计无法正常工作的情况下，通过高光谱颜色测量系统可以获得稳定、一致的颜色测量结果，测量精度可达0.05ΔEab。

在烟包胶印中存在的主要质量问题为因水墨平衡控制不当所导致的色差、干水、墨迹等瑕疵，质量检测的重点是对色差及部分印刷缺陷进行控制。视觉检测方案是利用加装在胶印机上的“在线检测+颜色测量”系统，进行100%印刷质量缺陷检测以及关键墨键区域的颜色实时测量。由于胶印机的“在线检测+颜色测量”系统需要在现有胶印机上进行结构改造，因此如果想要实现胶印在线废品剔除功能，就需要进行较大动作的设备改造。对此，烟包印刷企业普遍存在疑虑，后来又衍生出了独立于胶印机的离线测量系统，其可以放置在胶印机的旁边，配置看样台，工人可以在抽样的过程中，直接完成抽样产品的离线扫描，然后视觉检测系统同样可以给出100%的印刷质量缺陷检测结果，以及关键墨键区域的颜色测量结果。

随着品质要求的不断提高，胶印机制造厂商也逐渐意识到在线印刷质量缺陷检测的价值所在，于是在新设备出厂之前，就对胶印机结构进行改造，包括预留图像系统安装空间、设置独立的废品仓及控制系统等，这也在一定程度上推动了胶印在线质量缺陷检测系统的推广和应用。

过程质量控制

典型的烟包印刷全流程解决方案如图1所示，主体分为单张烟包交付方式和卷盘烟包交付方式，不仅包括单张烫印、单张网印、单张模切、卷对卷烫印、卷对卷模切等工艺，还包括部分C平方工艺，在这些工艺中会产生大量废品，如烫印废品、上光废品、模切废品等，因此，烟包印刷过程同样需要进行自动化品质控制。过程质量缺陷视觉检测系统主要分为以下3类。

1.烫印质量缺陷在线检测系统

无论是圆压圆烫金机还是平压平烫金机，烫金版的压力、温度以及电化铝的质量都会造成烫印图案转移不良或缺失等质量瑕疵，且电化铝本身成本较高，因此在烫金机上进行在线质量缺陷检测，可以极大程度地提高成品率、降低成本。

目前，由于国产平压平烫金机链道空间狭窄，尚无法安装全幅面检测系统，而卷筒纸烫金机上存在较多的安装空间，完全可以实施在线检测系统的改造。据了解，云南九九彩印有限公司、云南侨通包装印刷有限公司、东莞智源彩印有限公司等烟包印刷企业都已经率先引进了烫印质量缺陷在线检测系统。

2.模切压凸质量缺陷在线检测系统

在模切机上加装质量缺陷检测系统（如果压凸和烫印利用同一道工序完成，可在烫金机上实现压凸在线检测），可以实现压痕、压凸以及模切等质量缺陷的在线检测。通常情况下，压凸质量较难控制，因此是过程质量检测的重点。

3.独立大单张离线质量检测系统

为了缩短整体工艺链条，目前国内外很多企业都是采用独立的大单张离线质量检测系统对未模切的大单张样品进行质量检测。通过检测的正品，经过模切后可直接出厂，无需再进行出厂终检；而未通过检测的废品，可经过最后一道小张检品机检测或人工检测后再出厂。

对于这种过程质量控制方式，如果大单张废品率高于20%或大单张的拼版联数较少，整体生产效率就会较低。此外，为了保证100%正品率，对幅面为1020mm大单张检测所用的图像系统的精度配置要求较高，一次性成本投入较高。

出厂终检视觉系统

国内大部分企业在配置质量缺陷视觉检测系统时，都是从最后一道环节——出厂终检开始引入设备，基本处于“头痛医头、脚痛医脚”的状态。出厂终检是质量检测的必要环节，是保证客户获得无瑕疵产品的关键步骤。近年来，出厂终检视觉系统在国内发展较快，技术成熟度也较高。针对烟包印刷质量的出厂终检视觉系统，可分为复卷检品机和单张检品机2种。

1.复卷检品机

复卷检品机是烟包印刷最终以整卷方式交付给烟厂的终检质量检测系统，主要针对软包产品，如红云红河集团的“红云软珍”烟包和红塔集团的“珍品玉溪”烟包。对于卷盘软包交付方式，无法通过人工方式进行抽检，因此只能依靠复卷检品机来完成，其可对卷盘软包产品进行高速检测，然后对检测后的缺陷进行筛选，最终按照烟厂要求（一大盘内不多于3个接头）进行拼盘，然后出货交付。目前，云南九九彩印有限公司、云南侨通包装印刷有限公司、云南通印股份有限公司等烟包印刷企业已经成功应用了该检测技术，检测效率大大提高。

2.单张检品机

热量表检测装置的检测控制研究篇7

信号数据的检测和控制, 并结合工控机等硬件和专业检测电脑软件。2热量表检测装置的工作原理2.1热水流量检测系统工作原理热水流量检测系统其工作主要是依靠热量表对于水流量的传动感应装置以及主标准器装置来运行, 其原理主要是在保证水流量和水温恒定的情况下, 水流在系统内铺设的通路中满负荷流动, 期间分别前后经过传动感应装置以及主标准器, 并获得它们各自显示的流量数值, 由此获得热量表的热水流量检测误差情况。2.2温差检测系统一般来说, 温差检测系统通常是恒温条件下, 依靠标准铂电阻温度计以及被检热能表配对温度传感装置来进行不同位置的检测, 从而获得不同温度检定位置上, 二者的度数是否一致, 并由此来判定热能表中装配的温度传感装置误差情况。具体来说, 温差检测系统设置在热水管路模拟环境屮, 供水和回水系统下设置若干个恒温水槽监测点.放置标准铂电阻温度计以及被检热能表配对温度传感装置, 流水情况下, 检测不同点的标准铂电阻温度计以及被检热能表配对温度传感装置的温度值, 由此可以判断热能表中装配的温度传感装置误差情况。此外, 还可以运用计算方式, 多点布置配对温度传感器获得不同点温度读数, 确定温差, 3点数据进行曲线拟合, 从而计算出监测点的温度传感器读数误差情况。2.3计算器检测系统计算器检测系统依靠的是标准的标准电阻模块、两部标准调定脉冲信号发射装置组成, 有这些来模拟出定量的流量、温度以及温差的数据进行传输, 输入到被检测的热量表计算器配件中, 然后在一定的时间之后, 对于定量的流量、温度以及温差的数据进行热量公式的代入汁算, 算出相应的热量结果数值, 然后对比热量表计算器配件计算和显示的结果, 确定出被检测热量表计算器系统是否存在误差以及误差的大小。3热量表检测装置的检测技术指标3.1热量表检测装置扩展测量不确定度指标在热量表检测装置的扩展测量不确定指标中, k=2的条件下, 国家规定热量表应当进行分级划定不同级别热量表检测装置的扩展测量的不确定性。目前热量表检测装置扩展测量不确定度主要是四个方面, 分别为热量测量的扩展测量不确定度 (1、2、3级热量表分别要求为各0.7%、^1.0%, 彡1.3%) 、温度测量的扩展测量不确定度 (1、2、3级热量表分别要求为系0.4%、各0.6%、^0.7%) 、流量测量的扩展测量不确定度 (1、2、3级热量表均要求^0.05 t) 、以及热量计算的扩展测量不确定度 (1、2、3级热量表均要求忘0.3%) , l, o3.2热量表水流量检测装置稳定性指标热量表水流量检测装置稳定性指标同样分级划定不同级别热量表水流量检测装置稳定性, 规定稳定性1级热量表为各U.8%�2级热量表要求为忘1.0%, 3级热量表要求为<丨.5%。3.3恒温槽技术指标国家质检总局规定热量表检测装置其恒温水槽应当符合如下内容, 其工作环境温度调节范围4-95 t, 温差不得高于0.02 t�水平温差不得高于0.01 t�温度波动不得高于0.04 t:/�Ominc3.4水温检测系统技术指标热量表检测装置模拟管路环境过程中, 该检测系统应当能够提供从室温到最高55t�的温度幅度范在该范_内的温度环境波动不应当髙于+0.5 t�, 管路环境中, 供水和回水管路应当温度一致, 最大温差应当限定在+2 t�范围内|21。3.5压损检测设备技术指标对于热量表能承受的压损范围, 检测装置需要能够提供从0到100 k Pa的压力范围, 这一范围内, 其误差值应当限定在0.05 k Pa�3.6瞬时流量测量设备技术指标对于热量表的瞬时流量的检测, 该设备需要满足流量范围检测能力, 且误差准确度分级来说, 1级热量表不得商于0.5级, 2级不得高丁-1.0级, 3级不得高于1.5级。4热量表检测装置的检定控制方法4.1热水流量检测系统的检定控制方法首先, 应当区分开热量表检测过程中介质是冷水还是热水, 二者的检定结果区别较大, 应分别采用不同的检定装置。检测过程中, 需要的热水水体一般为纯蒸馏水, 其温度一般为30亡左右, 恒温条件应当进行电加热来保证其实现。此外, 就是要保i正水体的流速, 往往采用加压方式来实现, 加压手段则是借助调频调速加压, 要保证检测装置具有稳压器, 这也是国内检测机构普遍使用的方法。

4.2标准器的检定控制国内标准器一般都是配有瞬时流量il l�仪器, 因此采用标准表法进行检定, 鉴定手段一般用较稳定的电磁流量计进行检定, 同时该装置可视为标准器, 用在标准表中|31。4.3供回水管路检定控制供回水管理检定应当注意两个方面, 第一个方面是, 管路系统应当具有良好的隔热性能, 覆盖有保温层, 要防止散热造成的度数不准确。第二个方面是, 在供回水管路上, 应当多个地方安装布点温度测量装置、稳压和气体消除装置, 并在回路末端建立赞路可视窗口, 观察水流情况。4.4辅助仪表显示装置检定控制这些仪表检定需要按照国家标准安装高楮度和高分辨率的仪表, 使得压力和温度的微小波动能够及时的显示, 且仪表应。保证其良好绝缘性能., 4.5温差测量系统检定该系统由于与温度变化关系密切, 因此需要较高的温度敏感性, 其屮往往采用标准铂电阻温度汁进行检定。要求该温度汁具有合格i正书, 不确定性一般为国家2级及以上等级, 敏感度变化感知范围不得人于2m K, 电阻感知敏感度不得大于0.0 001 n�4.6计算器系统检定汁算器系统主要依靠信号发生器和输入输出模块按照公式汁算热量, W此该系统主要在汁算上需严格采用标准热量进行积分计算, 公式模型选择应当选取高准确度模型, 全温度通用的情况下要利用拟合法进行数值汁算的纠偏处理, 取得水体的能量绝对值、密度值以及系数等, 误差应当对比标准表, 控制在0.05%以内。

参考文献

[1]中国计量科学研究院.JJG225-2001热能表国家检定规程[S].国家质量技术监督局发布, 2001:2-6.

[2]宋晓红.热量表检定/校准装置的研究及应用[D].哈尔滨工程大学, 2007:2.

电子膨胀阀检测控制系统篇8

关键词：电子膨胀阀,PLC,电子膨胀阀,组态软件

引言

电子膨胀阀是按照预设程序调节蒸发器供液量, 因属于电子式调节模式, 故称为电子膨胀阀。它适应了制冷机电一体化的发展要求, 具有热力膨胀阀无法比拟的优良特性, 为制冷系统的智能化控制提供了条件, 是一种很有发展前途的自控节能元件。电子膨胀阀作为节流元件, 可满足制冷剂流量变化的要求, 从而最大程度地发挥变频空调的优势, 提高系统制冷量。同时, 电子膨胀阀具有流量调节范围大、调节精确高、省电、制冷剂可以正反两个方向流动等优点, 现已用于高档的变频空调中, 广泛应用于商用空调。由于生产质量过程控制需求, 需要对其进行性能检测。本文介绍的电子膨胀阀检测控制系统, 具有如下的功能及特点:

(1) 系统采用PLC、触摸屏、微机组合并配以适用广泛的FIX工控组态软件加以二次开发, 使系统具有较高的可靠性和性价比。

(2) 电子膨胀阀的步进电机的控制采用软件环分器, 实现对其控制频率、步数、开关阀的自由控制。

(3) 实时监测开关阀步数、泄露流量、高压流量、低压流量, 并记录作为监测数据保存。

(4) 具有良好的人机界面和较高的自动化程度, 操作方便、使用可靠。

(5系统具有自诊断功能, 出现故障后自动报警。

1 系统分析

被控对象为用于空调的电子膨胀阀, 为避免压缩空气由于流量增大压力降低造成流量数据不准确, 采用SMC高精度减压阀。根据检测要求, 电子膨胀阀的开关步数、高压开关、低压开关应为可控。高压流量、低压流量应为可测。为保存检测结果, 要求记录检测过程结果。

由于电子膨胀阀为四相八拍步进电动机, 所以采用软件环分器可以得到良好的运行效果。四相八拍脉冲时序对照表见表1。

气体流量是影响电子膨胀阀的一个重要指标, 为排除其他干扰因素而影响测量精度, 本文采用质量流量计进行检测。由于测量流量范围大, 本文采用分段测量即小流量流量计与大流量力量计。

2 系统组成

(1) 为满足0-400SLM精确测量, 采用七星华创公司D07-9M量程为0-30SLM和AFC202量程为30-400SLM的质量流量计, 精度为2。测量输出为4-20m A。

(2) 为满足大流量下, 压缩空气压力恒定, 采用SMC公司IR400-03B的精密减压。0.4级指针式精密压力表满足恒压的显示要求。

(3) 实时控制选用西门子公司S7—200PLC系列的CPU—226, 并配EM231模拟扩展单元1个。PLC具有2点模入, 40点开关量可满足系统检测及控制要求。

(4) PLC开关量输出驱动电磁阀开关, 达到控制压缩空气通断的目的。

(5) 手动操作采用台达DOP57触摸品屏, 可实现手动操作与实时监控的操作。触摸屏使用双绞线屏蔽线缆连接485通讯端口, 另一端连接到PLC的PORT1端口, 通过触摸屏完成手动检测过程。

(6) 监控计算机采用研华公司IPC610工控机使用PC/PPI电缆连接微机COM2端口;PPI端连接到PLC的PORT0端口。实现串行通讯方式下的数据交换, 通过上位机完成自动检测的全过程。

3 通讯协议

上位机与PLC的通讯协议根据系统应用及简化设计的目的采用三层协议:

(1) 物理层。上位机使用COM端口的RS-232并经PC/PPI电缆转换为RS-485与PLC连接, 完成原始数据流的异步传输。

(2) 链路层采用类似二进制同步传输 (BSC) 协议的数据帧格式, 包含帧头、帧尾、站号、检验、确认等, 实现以上位机为主控站, 多PLC从站轮询/选择通讯方式下的高可靠性的数据链路。

(3) 应用层。应用层的当前数据有:

(a) 当前数据, 即大流量、小流量、当前步数、完成步数。

(b) 设定数据, 即设定步数, 及开关阀开关量。

应用层协议格式有:

(a) 主机格式:

其中:CMD命令字 (一字节)

=1读数据DATA=应读数据的字节数

=2写位数据DATA=置位, 复位标志

=3写数据 DATA=应写数据

ADDRESS 数据地址 (二字节)

DATA 数据 (长度不定)

(b) 从机格式:

其中:

ADDRESS 数据地址 (二字节)

DATA 数据 (长度不定)

相应的通讯协议实现:上位机靠使用FIX5.5I/O驱动程序开发环境ITK (MS C/C++7.0) 完成;PLC靠使用STEP7编程语言完成。触摸屏使用Delta HMI Screen editor开发完成。

4 软件设计

整个系统的软件设计可分为三大部分。

4.1 PLC软件设计

P L C的程序使用ST E P 7语言编写。为了方便程序设计和调试, 采用模块化程序设计和调试。共分为三大部分模块:第一部分为初始化模块, 用于设置PLC的初始输出状态和功能控制字;第二部分为过程控制模块, 完成系统对控制及过程参数检测;第三部分为通讯模块, 是上位机命令的执行和向上位机传递过程参数的程序。

数据采集用定时器中断控制, 参数通过模拟输入A/D变换后采集。

控制程序主要有开关电子膨胀阀、动作控制和故障处理程序等, 其中开关电子膨胀阀的时序脉冲通过软件环形分配器得到。

通讯程序模块包括通讯口初始化、接收数据成帧及校验、字符中断接收、发送数据成帧及校验、数据发送等功能。由于链路层使用了静线等待、反馈重发、超时重发、差错校正和防死锁等技术, 使PLC的数据通讯可靠性非常高;针对PLC数据既有整数型、又有位数型 (开关量) 的特点, 在PLC关键数据更新时, 应用层程序采用了数据封锁及复杂的逻辑运算, 保证了数据的一致性, 并避免了竞争冒险现象的出现。经过通讯程序模块的多次使用及测试证明, 即使用在恶劣工况下, 数据通讯过程亦非常稳定。

4.2 监控工控机软件设计

监控工控机的操作系统选用WINDOWS XP。为了达到操作方便的设计要求, 并考虑到过程数据的处理要求及系统良好的扩充性, 我们选用Intellution公司FIX5.5组态软件配合Microsoft公司Office软件并加以二次开发, 研制出具有系统菜单、参数设置、当前值、历史查询、操作控制、报警信息等功能的人机界面。

PLC设备的I/O驱动程序使用与FIX配套的ITK软件开发。为达到在WINDOWS XP操作系统下运行的目的, 我们重新编写了ITK的SIO驱动程序模块并与之连接。经过长期运行测试, 验证了该程序的可靠性。

4.3 触摸屏的软件设计

触摸屏使用Delta公司Screen editor软件二次开发, 研制出具有手动控制操作、过程参数显示等功能的人机界面。

5 结论

本文介绍的电子膨胀阀检测控制系统, 由于采用了工控机+PLC+触摸屏+组态软件组装方式并辅以二次开发设计, 因而整个控制系统具有控制功能强、可靠性高、检测效率高、操作方便灵活、系统可扩展性好、开发周期短等特点。该系统经调试和运行证明, 整机稳定可靠, 未发生任何故障, 已通过使用单位验收并投入正常使用。

参考文献

[1]梁曦.冰箱、冷柜自动检测系统[J].工业控制计算机.1998 (6) :19~21

[2]申雪峰, 朱根才.冰箱制冷速度检测系统[J].数据采集与处理, 1997, 12 (3) :205~208

[3]张毅刚.自动测试系统[M].黑龙江:哈尔滨工业大学出版社, 2001

[4]张华钧、隋家贤.磁耦合搅拌反应釜控制系统.化工装备技术.1999 (4) :50~52

滤棒圆周在线检测控制系统研制篇9

滤棒成型机在生产过程中,由于成型纸搭口胶会逐渐累积,若长时间没有清理残胶,滤棒搭口处翘边越来越严重,滤棒外形越来越差;如果长时间没有调节压板,滤棒通过小压板时,滤棒对压板的力作用下,压板与导槽间隙越来越大;最终可能产生粘接口不平和粘接不牢,甚至导致停机现象和滤棒圆周和吸阻(“圆周”指标间接影响“吸阻”指标)质量问题。为了解决滤棒成型过程中上述几种质量缺陷,有的烟厂安装了气压式圆周在线检测系统,该装置是利用滤棒经过时气压改变的原理检测圆周的大小,由于气压式检测的精度低,检测速度较慢,且检测后只能显示,没有自动控制功能,无法从根本上解决问题。设计新的安全、准确、高效的检测装置是各烟厂紧迫需求。

1改造背景

人工抽取滤棒的检测方法,属滞后检测,费时费力,误检漏检率高;气压式圆周在线检测系统精度低,稳定差。我们结合本厂的实际情况,分析了各方面的因素,决定研制激光式滤棒圆周在线检测系统,并安装在微波重量检测装置前。该设计思路主要考虑以下几方面的问题:1)滤棒圆周在线检测系统有体积小巧,长宽不超过350 mm,厚度不超过100 mm,可以装在微波重量检测装置之前,不用对机器本身进行大改造。2)根据设计原理初步估算检测设备所需投资约25万元。3)在本厂的滤棒成型机上加装滤棒圆周在线检测系统需要220 V单相电源供电,功率为200 W左右,滤棒成型机本身有220 V电源,供电能力在8000 W以上,实际使用的不到50%,所以无需外部接入电源。

综合以上因素,我们决定研制激光式滤棒圆周在线检测系统对滤棒成型机进行改造。

2原理分析

滤棒圆周在线检测控制系统采用进口激光及CCD构成非接触测量方案,通过平行光垂直照射滤棒,线阵CCD进行实时检测滤棒遮挡阴影得到模拟信号,再把检测所得的模拟信号转换为数字信号交给处理器分析,处理器根据当前圆周的大小判断自动调节圆周的大小(CCD原理参见图1)。

CCD是一种高速高精度距离测量设备,它由一个平行光发射器和一个CCD线性接收器组成。

发射器发射出红外平行光,CCD线性排列的受光组件在发射器对面接收平行光,当滤棒通过发射器和CCD之间时,CCD上会形成阴影。通过检测亮到暗以及暗到亮的转变,传感器得以精确地检测目标的数值。进口的激光CCD传感器精度可以达到5μm甚至更高,可以用来进行滤棒圆周检测。

CCD传感器被安装在一个可以180°往返旋转的机构里,运转时,由伺服电机带动旋转机构,使CCD传感器对滤棒进行全角度的圆周检测(旋转机构测量原理参考图2)。

CCD检测滤棒的直接得到一个4~20 m A模拟信号,这个信号处理器不能直接使用,必须将它转换为处理器能够使用的数字信号(模数转换的原理参见图3)。

并行比较型A/D转换器由电阻分压器、寄存器及编码器组成。图3中的电阻将参考电压平均分成8级,每一级作为比较器的参考电压;输入电压的大小决定了各比较器的输出电平;根据各比较器的输出状态,经编码器编码,就可以得到数字量的输出。

模拟信号转换为数字信号以后,处理器就可以分析数据,然后控制电机调节滤棒成型机的圆周调节压板,这样就可以自动调节滤棒圆周了(数据处理系统参见图4)。

数据处理是整个系统的重要组成部分,由于圆周在线检测要求检测时间短,检测次数多,实时性要求较高。德国倍福嵌入式PC具有速度快,功耗低,扩展性强,性能稳定,抗干扰强等优点,同时接口丰富,各扩展模块之间通过Ethernet进行连接。

3方案改进

基于上述方案的原理,我们进行了设计和安装试验,试运行一个月,效果良好,完全能达到设计要求,但是使用中发现倍福嵌入式PC虽然性能强大,但是价格较高,体积较大,不利于安装和维护;发现这些问题之后,我们又重新进行了优化设计,用高性能的微处理器cortex M3取代了倍福嵌入式PC(cortex M3微处理器参见图5)。

与初始设计相比,此次改进后有以下优点:1)成本进一步降低;2)检测速度更快,精确度更高;3)功耗降低,电气接线更加简洁。

4测试结果

改进后,运行期间测试的数据如表1所示。从表1数据可看出,滤棒圆周检测的精度、控制精度均达到了±0.03mm,完全符合烟厂的质量要求。

5结语

基于国家标准(GB/5606.1-2005)《卷烟第1部分:抽样》,以提高产品质量、提高效率、降低漏检误检等要求作为指导思路,设计了激光式滤棒圆周在线检测控制系统。本设计通过CDD激光测距传感器测量圆周,利用高性能微处理器分析数据并自动调节圆周大小,低能耗,体积小,成本相对较低,通过将近一年的运行,效果良好,提高了产品质量,有效地解决了由于人工检测、气压式检测的问题:精度低,检测速度较慢,况且检测后只能显示,不能自动控制,无法从根本上解决滤棒检测的漏检、误检问题,此检测系统可在兄弟卷烟厂推广应用。

摘要：目前国内滤棒成型机在做圆周检测时,大多采用的是人工抽取滤棒的检测方法,这种方法费时费力,误检漏检率高,并且为滞后检测,产品质量无法保障;能否及时准确地检测滤棒圆周和自动调节成为了提高生产效率,改善滤棒质量,降低误检漏检几率等问题的重要课题。基于国家标准(GB/5606.1-2005)《卷烟第1部分:抽样》,以保障生产、提高生产效率、提高产品质量等要求作为指导思路,设计了滤棒圆周在线检测控制系统,能够有效地解决滤棒圆周检测的效率和漏检问题。

关键词：滤棒,圆周检测,质量,精度

参考文献

[1]卷烟:GB/T 5606.1-2004,GB 5606.2~5606.6-2005[S].

[2]董祥云,张惠敏,高同启,等.全国烟草行业统编教材卷接机组[M].北京:中国科学技术出版社,2001.

[3]林凌,李刚.实用电子技术1000问[M].北京:电子工业出版社,2008.

钟罩式气体自动检测控制系统篇10

1 系统组成及工作原理

1.1 系统组成

钟罩式气体自动检测控制系统主要由以下部分组成:

钟罩装置、PLC可编程序控制器、计算机、压力变送器、温度变送器、旋转编码器、电磁阀、鼓风机、限位开关、继电器。

1.2 系统工作原理

钟罩气体流量标准装置是以经过标定的钟罩有效容积为标准容积的计量仪器,当钟罩下降时,钟罩内被排出的气体经过管道排往被测仪表,此时钟罩排出气体的体积与流过流量计气体的体积称为工况气体体积,系统将通过气态方程将钟罩排出的气体体积和流量计流过的气体体积统一换算到压力101.325 kPa,温度293.15 K状态下,换算后的体积称为标况气体体积,系统将换算后钟罩排出的标况气体体积与流量计流过的标况气体体积进行比较,来检测被测流量计的精度,达到检测目的。

该系统是利用钟罩式气体计量器,提供一个压力稳定的标准体积气源,使用高分辨率编码器为钟罩量筒的位置传感元件、电磁阀为控制元件,通过程序设定来实现定量排气,并完成检测过程的自动控制,使之成为校验气体仪表的自动标准装置。

1.3 系统设计

系统结构框图如图1所示。整个系统分两部分进行设计,下位机采用PLC为核心硬件,监控所有被测量和执行元件;上位机部分以Visual Basic编程为核心,对下位机发来的数据进行处理,得出检定结果,最后通过数据库系统保存检定数据,并提供检定数据的打印功能。

1.3.1 硬件电路设计

硬件电路主要实现采样、控制、通讯功能。

(1) 信号采样

2路温度变送器采集钟罩内气体温度、被测流量计表前温度,并以4～20 mA电流形式输出;

2路压力变送器采集钟罩内气体压力、被测流量计表前压力,并以4～20 mA电流形式输出;

2路位置信号钟罩提升最高限位信号、钟罩下降最低位限位信号;

2路脉冲信号钟罩升降脉冲信号、被测流量计流量脉冲信号。

(2) 控制

通过控制进气口、出气口、排气口的开闭来控制钟罩的升降以及钟罩的升降的速度,以满足不同的检测流量;采用光电编码器测量钟罩的位移,并对光电编码器输出的脉冲信号进行计数,根据光电编码输出的脉冲个数来控制钟罩的上升高度,以确定每次检测仪表时的检测体积;在检测时对光电编码器输出的脉冲信号以及被测流量计发出的流量信号进行计数。

(3) 通信

接收上位机发出的检定控制指令,发送每次检测的数据和检测状态。

(4) PLC

根据以上功能的需要,本设计选用日本松下电工的FP2系列PLC用于对硬件的控制和信号采样以及对上位机通讯,同时配备FP2-AD8模拟量单元,用于接收各压力变送器、温度变送器输出的模拟量4～20 mA电流信号,并将4～20 mA电流信号转换为数字量传送给PLC。PLC控制程序流程图如图2所示。

1.3.2 上位机设计

上位机为计算机处理系统,主要用于对流量计检定参数的设置、检定数据处理、数据存储打印,控制命令发送等功能。检测程序采用Visual Basic程序设计开发,数据采用Access数据库或者SQL数据库进行管理。检测程序通过计算机的232串口与PLC的232串口进行通讯,计算机发送给PLC的通讯信息包括:开始检测命令、钟罩稳定时间、下降稳定时间、每次检测的检测量、钟罩上升的高度、流量控制阀的开关等;PLC发送给计算机的数据包括:检测完毕信号、钟罩输出脉冲个数、流量计输出脉冲个数、钟罩检测压力温度、被测流量计检测压力温度、检测流量值等。上位机程序流程图如图3所示。

2 系统实现

2.1 检定流程

检定过程如图4所示。在上位机设置好被测流量计的仪表信息之后,上位机向PLC发送检测命令和检测参数,检测参数包括:检测流量、钟罩上升高度、稳定时间等。PLC在收到上位机发出的检定命令以及检测参数之后,PLC根据规定的检测参数开始检测被测流量计。

首先将钟罩提升,PLC根据加装在钟罩上端的旋转编码器所发出的脉冲信号的个数来确定钟罩当前的高度。当钟罩上升到上位机指定的高度之后,PLC关闭所有出气、排气、进气口阀门,使钟罩稳定。

钟罩稳定之后,PLC根据当前上位机要求的检测流量打开相应的流量控制电磁阀或者是一组流量控制电磁阀。钟罩下降,旋转编码器所发出的脉冲信号,此时流量计也开始计量,同时也输出脉冲,脉冲个数表示流过流量计的气体体积。当钟罩下降距离达到上位机规定的检测距离,PLC立即停止脉冲计数,同时存储两路脉冲的脉冲个数。存储完毕后,将钟罩降至指定高度,并保持原位准备下一次检测。

PLC将两路脉冲的脉冲个数通过232串口上传至上位机,同时发出检测完毕信号。上位机接收到数据和信号后,根据数据计算仪表精度、线性度等仪表指标,并将检测结果存储,然后进行下一次检测,直至所有检测完毕。

检测完毕后计算机将所有检定结果存储、列表并根据程序规定的格式打印输出被检定流量计的检定证书。

2.2 软件的设置

2.2.1 权限设置

登录软件的人员分不同权限,最高权限为系统管理员,具有所有权限,可以通过管理员生成不同权限的操作员和调试员或者其他自定义人员。操作员权限为检测仪表、调用检测记录等;调试员权限为修改软件内部设置,系统数据设置等;操作员的操作权限由系统管理员指定。

2.2.2 系统参数的设置

在系统组建完成之后,必须设置一些相应系统参数才能保证检测系统正常的工作以及系统较高的检测精度这里包括:

(1) 钟罩仪表系数:代表旋转编码器所发出的脉冲中每单个脉冲代表钟罩排出气体的体积数,单位为N/m3。该参数为钟罩固定参数,每年需校准一次。在上位机检测软件中必须设置该系数,否则无法对被测流量计进行检测。

(2) 流量计仪表系数:代表流量计所发出脉冲中每单个脉冲代表流过流量计气体的体积数,单位为升每个脉冲,L/N。该参数可设置为流量计固定参数,也可设置为可变参数,在检测之前输入,但必须设置,否则系统无法正常检定。

(3) 标况方的条件:该参数为气体的标准状态条件即大气压力为101.325 kPa、温度为293.15 K(即20 ℃)。

(4) 钟罩提升到指定高度后的稳定时间:钟罩提升后,由于在短时间内经过了上升、停止过程会产生颤动,通过稳定时间使钟罩稳定下来,以减小系统误差。该参数设置越大钟罩颤动越小对检测带来的影响越小,检测效果越好,但会降低检测效率。

(5) 钟罩检测下降开始阶段稳定脉冲数:钟罩下降阶段,由于经过静止、下降过程,在下降开始阶段会产生颤动,通过使钟罩下降一段距离脉冲不计量,使钟罩在这段不计量的过程中减小颤动,减小系统误差。因此该参数设置越大钟罩颤动越小,对检测的影响越小,检测效果越好,但会降低检测效率。

(6) 检测完毕后下降脉冲个数:钟罩本次检测完毕后,不能马上停止钟罩下降,必须先停止脉冲计数,再停止钟罩,通过设置此参数,使钟罩在当次检测完毕下降一段距离脉冲再停止下降。该参数通过软件设置,设置不应太大,保证检测停止与钟罩止降时间错开。

2.2.3 打印检定证书的设置

包括纸张大小、字体大小、正文位置等。

3 结语

钟罩式气体自动检测控制系统利用光电编码器的频率信号实现钟罩高度的测量,通过频率、仪表系数的关系,达到测量气体体积的目的。采用PLC数据采集、实现控制,提高了采集数据的可靠性和准确性;整个系统组成简单,各模块之间独立性和内聚性强,维护方便;在整个检定过程中,完全由系统控制检测过程和计算检定结果,无人为干预,提高了检测精度,且控制简便,具有普通适用性。

参考文献

[1]国家技术监督局.JJG 165-89钟罩式气体流量标准装置检定规程[S].北京:中国计量出版社,2005.

[2]梁国伟,蔡武昌.流量检测技术及仪表[M].北京:机械工业出版社,2002.

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[4]刘文涛.Visual Basic+Access数据库开发与实例[M].北京:清华大学出版社,2006.

[5]章立民.SQL Server 2005数据库开发实战[M].北京:机械工业出版社,2007.

[6]吴博,黄咏梅,毛谦敏,等.钟罩式流量标准装置自动检定系统的设计与实现[J].中国计量学院学报,2006,17(4):268-271.

检测控制系统篇11

关键词：不停车；快速；超限检测；应用

中图分类号：U412.366 文献标识码：A 文章编号：1000-8136(2009)29-0039-02

1 小店不停车快速超限检测系统方案的提出

快速动态车辆超限检测系统是对在公路行驶的车辆进行重量检测的设备系统，包括以下几部分：动态称重系统、图像监控系统(车牌识别系统)、计算机系统、报警及显示系统、语音告知系统及供电照明系统组成。

快速动态车辆超限检测系统是在小店原有超限检测的基础上加以改进，利用车辆牌照识别系统，在检测时对所检测的车辆信息抓拍并自动识别，通过计算机工作站连同过磅重量一同送至路侧的显示大屏，司机不需停车，根据显示屏信息行驶。(包括自动识别车辆车牌、车辆外观信息、车辆总重等)，通过计算机工作站把车辆的总体信息一同送至路侧的显示大屏，自动显示重量、车牌、轴型、超限率等并进行语音提示，不需停车，按显示屏信息行驶，真正实现了快速动态超限检测。同时，该系统还继承了小店原检测系统可靠、稳定，动态称量、静态复称等特点，通过线圈检测器及红外线车辆分离器增强了系统的抗干扰性，提高了传感器在雨季和上冻后的检测效率及有效性。

2小店不停车快速超限检测系统的系统布置及工作原理

不停车快速超限检测系统称重属于动态称重，具有功能齐全、自动化程度高、动态计量准确等优势，主要由以下几部分构成：

2.1系统的核心——称重检测设备

称重检测设备由称重平台、称重传感器、限位器、接线盒、电缆线及基础框架等部分组成。称重台由型钢和钢板焊接而成，用以支撑称重传感器，具有足够的强度、刚度和良好稳定性。称重台具有复位功能，当其受到水平外力作用发生微小摆动时，重力作用会使其很快恢复到原来的位置，而当其受到过大水平的冲击力而摆动幅度较大时，纵、横向限位装置会限制其摆动幅度，确保稳定和安全，当外力消失时，称重台会自动恢复。

称重传感器采用电阻应变式传感器，以压阻式应变片为核心，具有灵敏度高、分辨率高、测量元件频率响应等特点。那什么是压阻式应变片呢?半导体材料受到应力作用时，其电阻率就会发生变化，这种现象被称为压阻效应。压阻式应变片就是采用压阻效应，利用半导体材料的体电阻制成的粘贴式应变片。在测量应变时，把压阻式应变片牢牢地贴在承载件的测点上，以保证电阻片的应变与承载件的应变相等。当传感器受到外力作用时，承载件的变形会导致紧贴在其上的压阻式应变片同时变形。从而引起电阻的变化。电阻变化率的大小与电阻片下被覆盖的试件处的平均应变成正比。

传感器应选用优质、具有特殊弹性体结构的合金钢。一端固定、一端悬空，在各应受敏感区域表面分别粘上R₁(上左)，R₂(下左)，R₃(上右)，R₄(下右)四片压阻式应变片，这样就构成了惠斯顿电桥，当直流电桥供电时，当受外力F作用时，弹性体变形，引起应变片R₁、R₃受拉伸，电阻值变大；R₂、R₄受压缩，电阻值减少，使电桥失去平衡，输出与外力F成正比的电压信号。这些信号经差动电桥，信号调节电路，信号放大电路后进入MD转换模块然后进入嵌入式计算机进行数据处理。具体到系统测量时，当被称重汽车单轴(双轴)重量经两侧轮胎作用于称台台面上时，使称台台面受到一个垂直向下的力，此力通过称台框型结构使称重传感器弹性体产生微小变形，称重传感器内部电阻桥路阻抗失去平衡输出与重量成正比例的电信号，经线性放大器，A/D转换成数字信号，由微处理器处理后，在称重仪表上显示出单轴(双轴)重量，在软件的控制下，顺序记录汽车各轴轴重，当收到车辆分离器送来的分离信号后，将数据整理后进人FIFO堆栈队列，等待向上位机发出。

2.2线圈及车辆分离设备

线圈用于在称重系统中检测车辆的出现以及控制称重过程的开始和结束。其有效尺寸为2.4×0.8m(长×宽)，适用温度范围在45℃～+75℃，采用220VAC50 Hz电源，可以通过软件设定线圈的频率范围，具有较高的抗干扰性和可靠性。

车辆分离器是车辆分离的主要设备。它是用来区分单车、挂车及前后车辆的一组设备，其有效长度为6m，采用红外扫描进行车辆分离，分离器箱体选用厚度不小于1.5mm的不锈钢材料，可以保证在-40℃～+60℃温度、0～95％相对湿度的环境下正常工作，箱体内系统由发射器、接收器、控制盒、两条5芯带快速接插件的耐油线缆及一个带加热玻璃的红外线车辆分离器防护罩构成，其中52个光轴发射器和接收器是依靠其内部的发光器件和受光器件同步触发来确认光路是否导通，系统随即可检测出车辆的分离，这就对设备的精密程度提出了一定要求，因此发射器和接收器应按工作单元设置相应的LED状态指示灯，可以便于安装和工作状态的检查。而光轴之间的间距可控制在24mm以内，每束光的扫描时间为50us,这样可使系统分辨率控制在40mm，而系统响应时间则可小于10ms，而车可分离的最小间距小于等于200mm，可完全消除跟车现象，保证称重检测数据与车辆的一致性。控制盒是使红外线车辆分离器适应更宽电流范围，提供多种输出信号并实现对扫描模式和故障诊断功能的设备，加热防护罩采用不锈钢外壳，窗口采用恒温控制的电加热玻璃，可有效地保证系统在霜雪天气的正常工作。在此值得注意的是，在实际应用中，超限检测点出口车道经常会由于各种原因出现岛面被刮蹭的现象，因此为了确保车辆分离器的安全，有必要特别设置光栅防撞门架来做一定的保护。

2.3数据采集及显示设备(系统)

2.3.1图像摄像机是用来监视整个称重区域

抓拍所有进入称重区域车辆信息，同时在软件操作界面中显示并存储图像信息的设备。当称重信息传输到称重综合控制箱内时，便可完成信息的处理，度量和相应的程序控制。

2.3.2路侧称重显示屏，是用于接收称重数据信息

显示测量车辆总重，超重轴序及超重率，并按称重结果指示车辆行驶方向的设备。数据接收控制电路是路侧称重显示屏的核心控制电路，在220VAC±15％、50Hz输入电压条件下。数据接收控制板接受CPU指令，完成与工控制机通信，指令接收及控制显示屏像素管。显示外屏由行驶车道指示、称重参数和红包警灯三部分组成，采用LED发光二极管作为发光器件，采集像素间距14mm，像素点组成为2红1绿的数据，并进行显示，显示行列数为48行×128列=6144点，显示汉字为2行×5列=10个，直观有效提供了被检测车辆的信息。

2.4工控机是整个系统的中心控制装置

主要负责处理称重传感器和环形线圈传送的信息，及分析处理车辆载荷信息，将信息上传至路侧称重显示屏。

2.5车牌自动识别器

其核心处理CPU采用高速多通道DSP，具有4800MIPS处理能力，设备内嵌识别软件包含视频采集，图像预处理，车牌检测，车牌切分，字符识别，跟踪比对，图像压缩、数据传输等模块，有效克服了外部触发(如地感线圈施工成本高，识别率低、识别速度慢等诸多弊端)，具有极高的识别精度和对复杂环境的适应力。

3小店不停车快速超限检测系统流程

高速轨道检测系统精确控制技术篇12

1 轨道检测系统距离采样原理

为实现等距离空间采样, 在列车轴头安装光电编码器, 通过其采集脉冲 (见图1) 。编码器转动一周输出固定的脉冲个数。通过速度与距离和脉冲的关系可测算光电编码器的脉冲数量, 并获得等距离值。若光电编码器转动一周输出脉冲数为M, 设车轮直径D (单位:m) , 则距离为L (单位:m) 等距离采样时需要计算的脉冲数δ为:

轨道检测系统中使用M=5000转光电编码器, 按照空间等距离L=0.25m采集一次数据, 无论列车以怎样的速度运行, 只要准确计量列车运行0.25m光电编码器产生的脉冲数δ, 然后对传感器进行一次数据采集, 经过合成计算即可得到采样位置的轨道几何参数。列车高速运行时, 脉冲数频率大大提高, 准确计算脉冲数、不产生丢失现象是重点研究的问题。

2 轨道检测脉冲计数方法

随着计算机的普及和应用, 由计算机及其外围接口插卡组成的应用系统广泛应用。检测列车速度和位置时采用光电码器与脉冲信号采集计数器卡相结合方式。在控制系统中, 一般将码盘信号经光电隔离后送入信号采集卡进行处理, 采集及处理的过程对系统具有重要影响。实时计算机系统中, 采用的计数器卡是一块通用的具有计数器/定时器和I/O功能的插卡, 可用于各种信号采集和数字输入输出口的控制系统。采用PCI总线的4轴正交解码器和计数器卡含有4个32-bit正交A、B相编码计数器, 带多范围时基选择器的8-bit定时器及4个隔离数字量输入和输出。

脉冲计数器卡每个通道都有一个增量编码器的解码电路, 输入类型是单端或差分。正交输入是有索引和无索引的线性或旋转编码器信号, 电编码器采用A相与B相相位差90°对脉冲计数 (见图2) 。

最大正交输入频率为2MHz, 计数器模式下的最大输入频率为8MHz, 可对每个计数器进行单独置成A/B正交信号模式、脉冲/方向信号模式或正/反脉冲信号模式。每个通道都可接收数字量输入, 并作为旋转编码器的索引信号输入或线性编码器的原点感应开关信号输入。在使用特定的数字量输入口、计数器正向溢出/反向溢出、高于/低于比较值或设定时间间隔产生中断时, 脉冲计数器卡可向计算机系统发出中断信号。在0.02~51s内, 计数器可对用户设定任何时间间隔连续产生中断。通过中断能够监测到检测系统的运行速度。

3 轨道检测同步采集控制

在高速轨道检测系统中, 列车上安装了很多传感器, 还有激光摄像图像处理系统, 数据同步采集是重点研究的问题。经过大量研究与实验, 以及多年的应用经验, 采用脉冲计数器卡, 其可提供4个数字量输出通道, 每个通道可接收平常TTL输出的数字量输出。当脉冲数记录到δ个时, 实时数据处理计算机向激光摄像计算机发出高电平信号, 接收信号后, 激光摄像计算机向数据处理计算机发送经过计算后的单边轨距数据, 以供实时数据处理计算机进行合成计算。同时, 数据处理计算机对在AD采集卡上获取的数据进行一次采集, 通过脉冲计数值达到δ个, 将采集的所有数据信息进行合成, 达到整个系统数据采集同步控制 (见图3) 。

在通常脉冲计数法中, 计数器在闸门时间内对信号脉冲进行计数。普通脉冲计数器只能输出整数脉冲, 测量出的脉冲信号频率存在较大的量化误差 (±1) 。降低脉冲计数量化误差的途径主要有测周期法、锁相环技术及脉冲零头计数技术等方法。测周期法和锁相环技术不能从根本上消除脉冲计数的±1误差;测出脉冲零头数Δnq, i和Δnq, i+1, 即可避免±1误差, 降低脉冲计数的量化误差。

通过高精度高频率的时钟信号, 测量脉冲零头所持续的时间δτ, 并与待测脉冲周期τx进行比对, 估算脉冲零头:

测量时间δτ为测量该段时间内时钟信号的脉冲个数。为满足实时性要求, 通过计数器脉冲和时钟信号控制累加器与寄存器以实现计数目的。用光电编码器脉冲的上升沿触发累加器A, 即在每个光电编码器脉冲A相与B相相差90°的情况下触发累加器加1, 用时钟信号的上升沿触发累加器B, 累加器A和B在计数满值 (溢出) 时自动清零, 重新开始计数, 如此循环不断。脉冲计数误差消除方法见图4, 图中第i个 (i=1、2…N, N为自然数) 闸门的累加器数值Ai、B1, i、B2, i、B3, i和第i+1个闸门的累加器数值Ai+1、B1, i+1、B2, i+1、B3, i+1为待测脉冲。测量脉冲零头持续时间δτ为测量该段时间内已知频率的时钟脉冲个数, 即该段时间起点和终点的累加器B计数值之差。测量待测脉冲周期τx为测量陀螺信号相邻2个脉冲之间的时钟脉冲个数, 即相邻2个陀螺脉冲处累加器B计数值之差。在第i个闸门的脉冲零头为:

第i+1个闸门的脉冲零头为:

第i到第i+1个闸门脉冲的计数值为:

在列车高速运行条件下, 采用脉冲数精准技术对光电编码器脉冲准确计数, 实现同步采样控制。

4 结束语

高速轨道检测系统精确控制技术是检测系统中的重要环节之一, 脉冲计数准确和同步控制方法需要不断改进和提升。采用脉冲计数误差消除方法可精确实时测量光电编码器输出的脉冲数, 并同步控制时钟信号, 稳定实现计数功能, 提高轨道检测系统性能。

参考文献

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