文档介绍：第5章 自动化检测与监控系统
检测监控系统的作用与涉及的内容
检测与监控系统设计
常用的检测元件
检测监控技术应用实例简介
自动化系统的故障诊断
检测监控系统的作用与涉及的内容
检测监控系统的作用
※ 确保系统按设定的操作顺序运行
※ 确保系统生产出符合质量要求的产品
※ 防止因系统异常或过程失误引起事故
※ 监测、分析系统运行状态的趋势
※ 故障诊断与分析
获取信息、提高精度、保证产品质量、保证安全高效运行，眼、耳、鼻和其它感觉器官
检测监控系统的作用与涉及的内容
检测与监控所涉及的内容
1. 机械系统自动化中的主要检测内容
原材料、毛坯、零部件等的的检测
工位状况的检测
加工及装配过程的检测
设备工作状况的检测
材料、零件传送中的检测
产品设备试验中的自动检测
整个系统的监视
环境参数的检测与监控
系统的故障诊断与故障统计
保证工作人员安全的监测
检测监控系统的作用与涉及的内容
2．检测信号的分类
热 工：温度、流量、热量、真空度、比热等；
电工量：电压、电流、功率、电荷、频率、电阻、阻抗、磁场强度等；
机械量：几何尺寸（位移、角度）、速度、加速度、应力、力矩、重量、振动、噪声、不平衡量、质量参数（粗糙度、垂直度、平面度等）、外形、计数等；
成分量：气体、液体的各化学成分含量、浓度、密度、比重等。
检测监控系统的作用与涉及的内容
对检测与监控系统的基本要求
、体积小
检测监控系统设计
检测监控单元的基本组成与工作原理
图5-1 检测监控单元的基本组成与工作过程
机械系统及其运行过程
传
感
器
(组)
放大
滤波
整形
数据
采集
接口
状态
特征
提取
表述
状态
判别
方法
策略
综合决策
推理机
数据库
知识库
规则库
初始状态
学****与训练
执行部件与装置
信息输出
检测监控系统设计
感知设备、环境各种参数的变化，并将其转换为电信号（电压或电流）
将传感器的信号输入计算机，或者将计算机的控制命令或参数输出给外部设备。
功能：
* 数据缓冲作用 * 数据格式调整
* 接收和执行控制命令 * 接口电路的参数设定
* 信号转换
* 设备选择
* 中断产生和管理
检测监控系统设计
1
C P U
内部存储器
地址总线
数据总线
控制总线
智能仪表接口
智能化仪表
如：双频激光
干涉仪等
通讯接口
具有通讯功能的传感器，如：电子量仪
模拟量输入输出
常用传感器，如：电感测微仪器，电涡流传感器等
数字量输入输出接口
脉冲输出或数字式仪表，如：计数脉冲、状态开关等。
图5-2 检测监控系统接口的基本原理
检测监控系统设计
通过信号处理，找到能够表征被检测量或被监测状态变化的特征参数
STFT
时域分析
时频分析
频域分析
智能分析
小波变换
信号处理方法
统计分析
ARMA
差分
滤波
RMS
AR
高频谱分析
功率谱分析
FFT分析
ARMA谱分析
维格尔分布
峭度
斜度
概率分布
均值
幅值
神经网络
模糊分析
非线性理论
遗传算法
倒谱分析
熵谱分析
专家系统
检测监控系统设计
1).时域分析
分析信号随时间的变化或分布，去除不需要的信号成分，找出表征被检测或监测对象的状态、特性或现象的变化特征
主要算法：
有效值计算（RMS）
信号经过滤波算法
差分算法处理
时间序列分析（自回归(AR)算法、自回归平滑(ARMA)算法等）
主要特点和用途：
算法比较简单
适用于信号随对象的状态、特性或现象的变化规律性非常强、重复性好、其它影响因素的影响程度小的场合