工業(yè)傳感器智能檢測設(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。本文針對工業(yè)傳感器檢測過程中所存在的問題進(jìn)行設(shè)計(jì)該檢測裝置在借鑒傳統(tǒng)單個傳感器檢測方法的基礎(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)傳感器智能檢測裝置，達(dá)到系統(tǒng)化、小型化、智能化要求，同時減少了檢測時間，提高了檢測的精度。

關(guān)鍵詞：工業(yè)傳感器;PLC;集成;監(jiān)測

中圖分類號：TP391.76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）06-0001-03

0 引言

本文首先就機(jī)電一體化中對傳感器及檢測技術(shù)的應(yīng)用聯(lián)系進(jìn)行了論述。對于工業(yè)傳感器智能檢測技術(shù)的研究有強(qiáng)烈的現(xiàn)實(shí)意義。提出了一種工業(yè)傳感器檢測一體化設(shè)備，通過模擬被測傳感器工況檢測傳感器反饋信號特征量從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)傳感器的智能檢測，針對不同類型的傳感器開發(fā)模擬其實(shí)際工況環(huán)境對待檢設(shè)備加載模擬信號，通過與校準(zhǔn)傳感器信號進(jìn)行比較分析，進(jìn)行傳感器質(zhì)量分析的檢測裝置[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)開發(fā)的智能檢測裝置，從而實(shí)現(xiàn)傳感器的快速檢測。針對不同類型的傳感器開發(fā)模擬其實(shí)際工況環(huán)境傳感器分析判定。設(shè)備通過對待測傳感器與檢測傳感器進(jìn)行模擬被測實(shí)際工況，同時對其檢測傳感器反饋信號特征量進(jìn)行存儲，通過對比分析待測傳感器與檢測傳感器反饋的信息，了解待測傳感器的運(yùn)行狀況，如圖1所示。

該檢測設(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)測要求。在檢測裝置設(shè)計(jì)過程中，首先，根據(jù)待檢測傳感器的實(shí)際中的不同用途，設(shè)計(jì)其不同的檢測工位;通過PLC對不同傳感器檢測方式進(jìn)行控制，模擬其實(shí)際工作中的情況;檢測結(jié)果以及啟動方式通過上位機(jī)控制。

2 傳感器檢測工位

本裝置主要設(shè)計(jì)的方法是針對不同類型的傳感器工況環(huán)境，對其開發(fā)模擬其實(shí)際工況環(huán)境的模擬信號。當(dāng)檢測時對待檢設(shè)備加載模擬信號，隨后通過其反饋信號與校準(zhǔn)傳感器信號進(jìn)行比較分析，從而進(jìn)行傳感器質(zhì)量分析檢測裝置[2]。通過集成的方式將各種不同傳感器檢測方式集中到一臺設(shè)備上如圖所示，在工業(yè)現(xiàn)場使用更加方便、更加準(zhǔn)確，如圖2所示。

2.1 接近開關(guān)

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

2.2 傾角傳感器檢測工位

傾角傳感器經(jīng)常用于系統(tǒng)的水平測量。本文根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)的傾角傳感器檢測工位主要由水平檢測臺和驅(qū)動電機(jī)組成。將待測傾角傳感器與對比的傾角傳感器分別固定在水平測試臺上，通過驅(qū)動電機(jī)控制頂柱運(yùn)動從而達(dá)到控制水平測試臺升降，以此達(dá)到檢測傳感器的目的，如圖3所示。

2.3 超聲波傳感器檢測工位

超聲波測距傳感器檢測工位的設(shè)計(jì)是由水箱、液位計(jì)、液位傳感器、水泵組成。通過水泵控制進(jìn)水量和調(diào)整液位的高低變化，對超聲波測距傳感器和液位傳感器反饋信號進(jìn)行采集，通過對兩個采集信號進(jìn)行對比，做出針對超聲波傳感器質(zhì)量的分析結(jié)果[3]。

2.4 壓力傳感器檢測工位

傳感器檢測箱體外接氣體輸入、輸出管道。通過控制增壓泵和電動閥門的開合對檢測裝置進(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]。隨后對比壓力傳感器和待測壓力傳感器的反饋信息進(jìn)行采集，通過對兩個采集信號進(jìn)行對比，進(jìn)而對壓力傳感器質(zhì)量做出分析，如圖4所示。

2.5 溫度傳感器檢測工位

溫度傳感器檢測工位由加熱電阻、對比溫度傳感器、待測溫度傳感器、液位溫度指示表組成，首先對裝置進(jìn)行加熱，隨后通過對比溫度傳感器和測試溫度傳感器反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。通過對兩個采集信號進(jìn)行對比，進(jìn)而對溫度傳感器質(zhì)量做出分析，如圖5所示。

2.6 流量開關(guān)檢測工位

流量檢測裝置由對比流量傳感器、待測流量傳感器、電動閥、水泵、水路組成，通過控制電磁閥和水泵驅(qū)動管道水流流量的大小，比較對比流量傳感器和待測流量傳感器反饋信號，從而對流量開關(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)程序開發(fā)主要包括主程序的開發(fā)和子程序的開發(fā)。主程序主要是整合各個子程序從而實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)功能，滿足工藝需求。

由組態(tài)王設(shè)計(jì)的上位機(jī)畫面如圖7所示，根據(jù)所要檢測傳感器的種類進(jìn)行選擇，同時還能進(jìn)行裝置的使用說明查看、檢測數(shù)據(jù)的查詢、工藝參數(shù)的設(shè)置、報(bào)警信息的瀏覽等工作。當(dāng)選擇需檢測傳感器類型后進(jìn)入如圖8所示的檢測畫面進(jìn)行傳感器檢測過程的實(shí)時監(jiān)控。

4 結(jié)語

本文設(shè)計(jì)的工業(yè)傳感器智能檢測裝置，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)量是否滿足實(shí)際需求。充分考慮到了不同的傳感器檢測工況，采用分隔式設(shè)計(jì)，每部分分別檢測特定的傳感器，同時把數(shù)據(jù)實(shí)時發(fā)送給上位監(jiān)控系統(tǒng)，保證了檢測功能的可視性[5]。

參考文獻(xiàn)

[1] 曾光宇.現(xiàn)代傳感器技術(shù)與應(yīng)用基礎(chǔ)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2006.

[2] 施涌潮，等.傳感器檢測技術(shù)[M].北京：國防工業(yè)出版社，2007.

[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線液位測量系統(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