針對工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中傳感器由于長期處于惡劣環(huán)境下,導致傳感器易失效的問題,提出了一種基于標準不確定度的傳感器性能評估和故障診斷方法。以方矩管生產(chǎn)過程為研究對象,首先,通過硬件測試實驗選用磁柵尺和編碼器作為測距傳感器,研究并設計了軋輥位置自動調整系統(tǒng),將軋輥定位精度提高至±1 mm以內;然后,利用小波濾波對傳感器輸出序列進行去噪處理,并結合神經(jīng)網(wǎng)絡進行輸出序列預測;最后,利用預測值與實際測量值的殘差計算標準不確定度,通過判斷不確定度大小實現(xiàn)測距傳感器故障診斷,以及對測距傳感器實時性能的評估。通過模擬精度下降故障傳感器實驗表明,該方法故障檢測準確率可達90%以上,表明該方法的有效性。 

【文章來源】：電子測量與儀器學報. 2020,34(10)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

硬件冗余方法示意圖

綜合勘察現(xiàn)場情況,選用磁柵尺作為測距傳感器,其具有防水、防油、安裝空間小的特點,適用于該工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境[14]。磁柵尺傳感器結構如圖2所示。其中,磁頭型號MSR5000,為高密封防塵型,分辨率20 μm,輸出形式為高速計數(shù)脈沖,外形尺寸30 mm×50 mm×10 mm,適合安裝在狹小環(huán)境中,現(xiàn)場測量范圍在500 mm以內。除了磁柵尺之外,增量式旋轉編碼器的輸出值也具有較高的準確率,同樣適用于現(xiàn)場完成測距功能。編碼器將角位移轉換成電信號,當其與被測物通過法蘭盤、聯(lián)軸器連接后,可以直接測量被測物的角位移[15]。根據(jù)現(xiàn)場情況,三相異步電機傳動軸的突出部分適合安裝,該位置位于機壁外,沒有水和油污。滿足編碼器對于工作環(huán)境的要求。

根據(jù)表1的硬件篩選結果,選用增量式旋轉編碼器作為磁柵尺的冗余部件。整個系統(tǒng)的硬件結構如圖3所示。該系統(tǒng)以PLC為核心,選用西門子S7-1500PLC作為主站控制器,選用西門子S7-200SMART作為從控制器,分別完成對電機的順序控制和對多個傳感器的數(shù)據(jù)采集,主從PLC之間采用PROFINET總線通信,完成數(shù)據(jù)交換[16]。磁柵尺和編碼器兩種測距傳感器輸出信號均為A/B相脈沖信號,采用DAQM-4302高速計數(shù)采集模塊對數(shù)據(jù)進行采集;選用歐姆龍接近開關標定零點位置。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3559241