资讯详情

存储环境监测与数据记录系统设计

传感器技术为基础PLC技术设计了环境监测与数据记录系统。该系统可以自动将监测数据存储到可移动存储介质,并将数据实时发送给值班室的人机界面;通过环境监测与数据记录系统,获得并存储温湿度等环境载荷数据,为将来进行导弹相关部件的寿命疲劳评估以及对存储环境的季节、月份、区域变化规律统计分析提供原始数据支撑。

关键词: 存储环境; 监控; 数据记录

导弹作为未来高科技战争的主要战斗武器,在日常储存中对发动机装载和电子设备的可靠性有特殊要求,必须严格控制温度、湿度、振动、霉菌等环境因素[1]。仓库环境需要密封。如果导弹的存储环境是手动监测的,测量数据多,频繁,工作量大[2-3],测量会破坏导弹原有的密封环境。环境监测和数据记录系统可以自动将监测数据存储到移动存储介质中,并将数据实时发送到值班室的人机界面,以预测导弹武器系统的故障和健康管理PHM(Prognostics and Health Management)提供环境数据,为值班人员加热和除湿存储环境提供判断。

通过环境监测和数据记录系统,存储了大量的温湿度等环境负荷数据,为未来导弹相关部件的寿命疲劳评估和季节、月、区域变化规律的统计分析提供原始数据支持。

1 系统组成

主要由环境监测和数据记录系统组成PLC主控模块、扩展模块组、信号调节模块组、传感器和人机界面(HMI)组成。如图1所示,各种传感器收集仓库各房间的温湿度等环境信息,模拟信号通过信号调节传输到扩展模块A/D转换,通过串行网络通信,收集数据传输PLC控制核心和主控模块HMI之间以Modbus协议通信,HMI所有仓库的环境信息都可以在图片上监控,监控数据可以在一定周期内存储到移动存储介质中。

57bd70099ea427d25d06d4baf90f3dbc.gif

PLC该模块采用直流24 V供电,操作速度快,本体具有多路模拟扩展能力,多通信口和CANBus总线通信功能。本体通过端口Port 2与HMI的端口COM 2连接。扩展模块完成标准电压和电流信号。A/D在收集空气温湿度信号时,选择转换功能E8AD,A/D转换分辨率为1/163 83,通过通信电缆与本体扩展通信口连接,实时传递采集信息PLC主控模块。

人机界面(HMI)选用TH可实时对865PLC读取控制器的各种寄存器状态,以获取收集到的各种仓库环境信息通过设置功能域和数据采集导出功能,可以以表格形式存储收集到的环境数据CE。CSV文件中。

1.1 信号调理

环境传感器传感的信号包括电阻、电压等。这些信号一般不能直接进入扩展模块,需要进行信号调节,转换为扩展模块收集端所需的标准电压电流[4]。LNTT502FW如图2所示,传感器进行信号调节RTD891 返回传感器电阻Ω~32 087 Ω电路转换后,范围内的电阻值最终可以VRTD以电压信号的形式输出。

762126ebe118c48382a70b44563def7b.gif

选择电路中各部件的参数和传感器R/T规则与扩展模块的信号访问标准有关。R/T规律时,以传感器的实验数据为样本,基于最小二乘法的多项式逼近原理建立数学模型[5-6]。假设测试数据的误差是无偏的,即没有系统误差,相互独立,服从正态分布,用最小二乘法寻求R/T各参数的数学模型(a1,a2,a3,…,am 1)最优估计值。用传感器测量n相互独立的数据组(R1,T1),(R2,T2),(R3,T3),…,(Rn,Tn),假设m幂次非线性多项式为n组独立数据的数学模型,即:

44d53dc91e143f7848b43f3ccbbb9abd.gif

1.选择2 传感器

依靠传感器获取各种环境要素信息。选择大气温度传感器LNTT502FW,为NTC热敏电阻传感器是与被测介质接触测量温度的负温度系数半导体测量元件。NTC大多数类型的传感器都是Mn、Ni、Co、Fe、Cu金属氧化物烧结制成的半导体材料具有使用寿命长、可靠性高、灵敏度高的优点。选择弹性设备的内部温度监测TS118传感器,利用红外温度测量的原理,将传感器本体安装在弹体外表面TS118感应头对准要测量的设备,以测量设备内部的最高温度。选择环境大气温度传感器HTG3515CH,可以检测0~湿度变化在100%范围内,传感器线性度高,测量误差为±3%,满足监控系统的设计要求。总之,传感器的选择直接决定了数据采集的精度,是整个采集系统的传感器官,是采集系统的关键技术。

2 采集程序设计

采集控制程序是基于梯形语言设计的,图3是系统采集控制程序的框图。首先,系统对设备模块端口进行初始化和系统自检。自检通过后,通道选择,通过设置扩展模块的通道寄存器实现通道控制。图4是一个通道控制梯形语言程序。相应的传感器收集监测点的环境温度和湿度信号,可编程控制器存储收集数据并进行算法分析,包括温度和湿度算法转换、滤波处理和误差补偿据通过Modbus协议传输网络传输到人机监控界面HMI,并将测量数据实时存储在可擦写存储器中。

c445368135d9e57c5098f93e1cdae957.gif

高精度测量的关键之一是消除和减少各种干扰,确保传感器在工作过程中的稳定性和必要的操作指标。对于一些已进入电路的干扰,硬件措施不容易实现,也不容易收集效果。可以考虑在使用微处理器的智能传感器系统中,通过编写一定的程序进行信号处理、分析和判断,以达到抑制干扰的目的。为了消除干扰因素对采集信号的影响,采集数据需要进行信号过滤处理。采用软件过滤方法,过滤效果如图5所示。*表示测量数据,曲线表示软件算法处理后的拟合数据。显然,滤波后的温度数据变化更加平稳,符合实际大气温度连续变化的特点。

4ff8afcd696f66a3d41b80acfd24eaa3.gif

你还没有注册吗? 现在免费注册: 阅读所有技术文章并下载网站信息; 定期获取行业最新信息和设计实例; 有个人空间参与网站和客户活动; 写博客与行业朋友分享经验; 注册 登录所有精彩内容 用户名: 密码:

标签: 疲劳型载荷传感器

锐单商城拥有海量元器件数据手册IC替代型号,打造 电子元器件IC百科大全!

锐单商城 - 一站式电子元器件采购平台