工業(yè)傳感器智能檢測(cè)設(shè)備

張朝暉

摘要：當(dāng)前大規(guī)模的制造業(yè)設(shè)備是由機(jī)電一體化系統(tǒng)組成，傳感器在其中承擔(dān)重要作用。本文針對(duì)工業(yè)傳感器檢測(cè)過(guò)程中所存在的問(wèn)題進(jìn)行設(shè)計(jì)該檢測(cè)裝置在借鑒傳統(tǒng)單個(gè)傳感器檢測(cè)方法的基礎(chǔ)上，運(yùn)用PLC技術(shù)以及系統(tǒng)集成思想設(shè)計(jì)的工業(yè)傳感器智能檢測(cè)裝置，達(dá)到系統(tǒng)化、小型化、智能化要求，同時(shí)減少了檢測(cè)時(shí)間，提高了檢測(cè)的精度。

關(guān)鍵詞：工業(yè)傳感器;PLC;集成;監(jiān)測(cè)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391.76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）06-0001-03

0 引言

本文首先就機(jī)電一體化中對(duì)傳感器及檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用聯(lián)系進(jìn)行了論述。對(duì)于工業(yè)傳感器智能檢測(cè)技術(shù)的研究有強(qiáng)烈的現(xiàn)實(shí)意義。提出了一種工業(yè)傳感器檢測(cè)一體化設(shè)備，通過(guò)模擬被測(cè)傳感器工況檢測(cè)傳感器反饋信號(hào)特征量從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)傳感器的智能檢測(cè)，針對(duì)不同類(lèi)型的傳感器開(kāi)發(fā)模擬其實(shí)際工況環(huán)境對(duì)待檢設(shè)備加載模擬信號(hào)，通過(guò)與校準(zhǔn)傳感器信號(hào)進(jìn)行比較分析，進(jìn)行傳感器質(zhì)量分析的檢測(cè)裝置[1]。

1 整體方案

本設(shè)備是利用PLC和IPC控制技術(shù)模擬工業(yè)傳感器工況設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的智能檢測(cè)裝置，從而實(shí)現(xiàn)傳感器的快速檢測(cè)。針對(duì)不同類(lèi)型的傳感器開(kāi)發(fā)模擬其實(shí)際工況環(huán)境傳感器分析判定。設(shè)備通過(guò)對(duì)待測(cè)傳感器與檢測(cè)傳感器進(jìn)行模擬被測(cè)實(shí)際工況，同時(shí)對(duì)其檢測(cè)傳感器反饋信號(hào)特征量進(jìn)行存儲(chǔ)，通過(guò)對(duì)比分析待測(cè)傳感器與檢測(cè)傳感器反饋的信息，了解待測(cè)傳感器的運(yùn)行狀況，如圖1所示。

該檢測(cè)設(shè)備選用中控機(jī)配合底層的PLC控制系統(tǒng)共同完成系統(tǒng)測(cè)要求。在檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先，根據(jù)待檢測(cè)傳感器的實(shí)際中的不同用途，設(shè)計(jì)其不同的檢測(cè)工位;通過(guò)PLC對(duì)不同傳感器檢測(cè)方式進(jìn)行控制，模擬其實(shí)際工作中的情況;檢測(cè)結(jié)果以及啟動(dòng)方式通過(guò)上位機(jī)控制。

2 傳感器檢測(cè)工位

本裝置主要設(shè)計(jì)的方法是針對(duì)不同類(lèi)型的傳感器工況環(huán)境，對(duì)其開(kāi)發(fā)模擬其實(shí)際工況環(huán)境的模擬信號(hào)。當(dāng)檢測(cè)時(shí)對(duì)待檢設(shè)備加載模擬信號(hào)，隨后通過(guò)其反饋信號(hào)與校準(zhǔn)傳感器信號(hào)進(jìn)行比較分析，從而進(jìn)行傳感器質(zhì)量分析檢測(cè)裝置[2]。通過(guò)集成的方式將各種不同傳感器檢測(cè)方式集中到一臺(tái)設(shè)備上如圖所示，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用更加方便、更加準(zhǔn)確，如圖2所示。

2.1 接近開(kāi)關(guān)

用位移傳感器對(duì)接近物體的敏感特性達(dá)到控制開(kāi)關(guān)通或斷的目的，這就是接近開(kāi)關(guān)。接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)工位主要由氣缸和磁簧開(kāi)關(guān)組成。檢測(cè)接近開(kāi)關(guān)時(shí)將接近開(kāi)關(guān)按照要求固定安裝，由氣缸動(dòng)作發(fā)出信號(hào)，通過(guò)接近開(kāi)關(guān)信號(hào)反饋從而分析接近開(kāi)關(guān)質(zhì)量。

2.2 傾角傳感器檢測(cè)工位

傾角傳感器經(jīng)常用于系統(tǒng)的水平測(cè)量。本文根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)的傾角傳感器檢測(cè)工位主要由水平檢測(cè)臺(tái)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)組成。將待測(cè)傾角傳感器與對(duì)比的傾角傳感器分別固定在水平測(cè)試臺(tái)上，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制頂柱運(yùn)動(dòng)從而達(dá)到控制水平測(cè)試臺(tái)升降，以此達(dá)到檢測(cè)傳感器的目的，如圖3所示。

2.3 超聲波傳感器檢測(cè)工位

超聲波測(cè)距傳感器檢測(cè)工位的設(shè)計(jì)是由水箱、液位計(jì)、液位傳感器、水泵組成。通過(guò)水泵控制進(jìn)水量和調(diào)整液位的高低變化，對(duì)超聲波測(cè)距傳感器和液位傳感器反饋信號(hào)進(jìn)行采集，通過(guò)對(duì)兩個(gè)采集信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，做出針對(duì)超聲波傳感器質(zhì)量的分析結(jié)果[3]。

2.4 壓力傳感器檢測(cè)工位

傳感器檢測(cè)箱體外接氣體輸入、輸出管道。通過(guò)控制增壓泵和電動(dòng)閥門(mén)的開(kāi)合對(duì)檢測(cè)裝置進(jìn)行增壓，根據(jù)不同規(guī)格的傳感器壓力量程的不同進(jìn)行靈活的加壓[4]。隨后對(duì)比壓力傳感器和待測(cè)壓力傳感器的反饋信息進(jìn)行采集，通過(guò)對(duì)兩個(gè)采集信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而對(duì)壓力傳感器質(zhì)量做出分析，如圖4所示。

2.5 溫度傳感器檢測(cè)工位

溫度傳感器檢測(cè)工位由加熱電阻、對(duì)比溫度傳感器、待測(cè)溫度傳感器、液位溫度指示表組成，首先對(duì)裝置進(jìn)行加熱，隨后通過(guò)對(duì)比溫度傳感器和測(cè)試溫度傳感器反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。通過(guò)對(duì)兩個(gè)采集信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而對(duì)溫度傳感器質(zhì)量做出分析，如圖5所示。

2.6 流量開(kāi)關(guān)檢測(cè)工位

流量檢測(cè)裝置由對(duì)比流量傳感器、待測(cè)流量傳感器、電動(dòng)閥、水泵、水路組成，通過(guò)控制電磁閥和水泵驅(qū)動(dòng)管道水流流量的大小，比較對(duì)比流量傳感器和待測(cè)流量傳感器反饋信號(hào)，從而對(duì)流量開(kāi)關(guān)質(zhì)量的優(yōu)劣做出判斷，如圖6所示。

3 軟件設(shè)計(jì)

下位機(jī)程序開(kāi)發(fā)主要包括主程序的開(kāi)發(fā)和子程序的開(kāi)發(fā)。主程序主要是整合各個(gè)子程序從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)功能，滿(mǎn)足工藝需求。

由組態(tài)王設(shè)計(jì)的上位機(jī)畫(huà)面如圖7所示，根據(jù)所要檢測(cè)傳感器的種類(lèi)進(jìn)行選擇，同時(shí)還能進(jìn)行裝置的使用說(shuō)明查看、檢測(cè)數(shù)據(jù)的查詢(xún)、工藝參數(shù)的設(shè)置、報(bào)警信息的瀏覽等工作。當(dāng)選擇需檢測(cè)傳感器類(lèi)型后進(jìn)入如圖8所示的檢測(cè)畫(huà)面進(jìn)行傳感器檢測(cè)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

4 結(jié)語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)的工業(yè)傳感器智能檢測(cè)裝置，能夠準(zhǔn)確地模擬傳感器實(shí)際運(yùn)行工況，從而精準(zhǔn)地判斷出傳感器的精度及質(zhì)量是否滿(mǎn)足實(shí)際需求。充分考慮到了不同的傳感器檢測(cè)工況，采用分隔式設(shè)計(jì)，每部分分別檢測(cè)特定的傳感器，同時(shí)把數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送給上位監(jiān)控系統(tǒng)，保證了檢測(cè)功能的可視性[5]。

參考文獻(xiàn)

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[3] 張海琳，楊平.傳感器的故障診斷技術(shù)研究[J].機(jī)電一體化.2001（05）：73-78.

[4] 李敏哲，趙繼印，李建坡.基于超聲波傳感器的無(wú)線(xiàn)液位測(cè)量系統(tǒng)[J].儀表技術(shù)與傳器，2005（11）：35-36.

[5] 孫以材，劉玉玲，孟慶浩.壓力傳感器的設(shè)計(jì)、制造與應(yīng)用[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2000：234-267.

Industrial Sensor Intelligent Testing Equipment

ZHANG Chao-hui

（Beijing aerospace topology High-Tech Co.， Ltd.，Beijing? 100176）

Abstract：The current large-scale manufacturing equipment is composed of mechatronic systems， in which sensors play an important role. This paper designs the problems existing in the process of industrial sensor detection. Based on the traditional single sensor detection method， the detection device uses the industrial technology intelligent detection device designed by PLC technology and system integration idea to achieve systemization， miniaturization and intelligence. The requirements are reduced， the detection time is reduced， and the accuracy of the detection is improved.

Key words：industrial sensor; PLC; integration; monitoring