كيف يتم تصميم نظام مقارنة مزدوج للمستشعرات المتكررة؟

إن مفهوم التصميم الأساسي لنظام المقارنة المتكرر للمستشعر المزدوج هو "بنية الطبقات + المنطق المتسامح مع الأخطاء-. الإجراء بأكمله موحد ويمكن تنفيذه في أربع طبقات، بدءًا من خوارزميات البرامج وحتى اختيار الأجهزة:

 

1. طبقة الأجهزة: تصميم التثبيت + اختيار المطابقة

يعد ضمان الاتساق وتقليل الفروق منذ البداية أمرًا أساسيًا لتصميم الأجهزة:

اختيار المستشعر: لضمان مطابقة الخصائص الأولية، يجب أن تكون المستشعرات من نفس الشركة المصنعة والطراز ودفعة التصنيع وأن تتمتع بدقة اسمية قابلة للمقارنة (على سبيل المثال، كلاهما 0.05% FS)؛

تخطيط التثبيت: لضمان ظروف تشغيل متسقة تمامًا، يجب وضع المستشعرين جنبًا إلى جنب مع مسافة فاصلة تقل عن أو تساوي 10 مم؛ ستضمن محورية فتحة التثبيت التي تقل عن أو تساوي 0.05 مم والتسطيح الذي يقل عن أو تساوي 0.02 مم دقة تصنيع متسقة؛

حلقة الاكتساب: إعطاء الأولوية القصوى لمشاركة نفس قناة الاستحواذ. لضمان أخطاء القناة الثابتة، اختر وحدات الاستحواذ بنفس المواصفات في حالة استخدام قنوات مختلفة. ضع جانبًا واجهات الأسلاك القابلة للتبديل لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها في المستقبل.

 

2. طبقة المعالجة المسبقة للبيانات: ضمان استقرار الإشارة عن طريق تصفية التداخل

لمنع الأخطاء الناجمة عن التداخل، تتم معالجة الإشارة الأولية أولاً:

التصفية: يتم استخدام التصفية المتوسطة المتحركة لتسهيل الإشارة وتصفية التداخل الكهربائي وتغيرات الضغط بعد أن تقضي التصفية المتوسطة على المسامير اللحظية؛

إزالة القيم المتطرفة: في حساب المقارنة، يتم حذف النقاط التي تزيد عن ثلاثة أضعاف التقلب التاريخي في فترة واحدة؛

تعويض درجة الحرارة: لمكافحة انجراف النقطة الصفرية الناتج عن درجة الحرارة، يتم تطبيق تعويض درجة الحرارة المتزامن على الخرج بعد قياس درجة الحرارة الداخلية للمستشعر.

 

3. طبقة منطق المقارنة الأساسية: الخطأ-الإنذار المتسامح + الحكم الديناميكي

هذا هو المكون المركزي للنظام، ويتم تحديد معدل الإنذار الكاذب من خلال فلسفة التصميم الخاصة به:

العتبات الديناميكية المستندة إلى المرحلة-: تتجنب تحديد العتبات من خلال التفاعل مع وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) الخاصة بالجهاز للحصول على معلومات العملية وتبديل العتبات تلقائيًا للمراحل المختلفة (على سبيل المثال، القولبة بالحقن ×2.0، والتبريد ×0.6)؛

منطق حكم الانحراف: يتم تنشيط الإنذارات فقط عند استيفاء متطلبين: ① الانحراف فوق العتبة الحالية؛ ② يتجاوز الانحراف حد أكبر من أو يساوي 10 ثوانٍ، مع تجاهل التداخل القصير؛

آلية الإنذار المبكر المتدرجة: يؤدي التجاوز المستمر للحد الأقصى وإخراج جهاز استشعار واحد يتجاوز نطاق الدقة الخاص به إلى حدوث خطأ في إيقاف التشغيل، مما يمنع الانحرافات الطفيفة من التسبب في إيقاف التشغيل المباشر والتأثير على قدرة الإنتاج. يؤدي الاقتراب من العتبة إلى إطلاق تحذير (التسجيل فقط دون إيقاف التشغيل)؛ يؤدي تجاوز الحد إلى إطلاق إنذار ثانوي.

 

4. طبقة الصيانة الذاتية-: الضبط الديناميكي + المعايرة التلقائية

يقلل من الصيانة اليدوية مع تحقيق تشغيل مستقر على المدى الطويل-:

محاذاة نقطة الصفر التلقائية-: إزالة الانحراف البسيط عن اليوم السابق عن طريق محاذاة نقاط الصفر للمستشعرين تلقائيًا تحت ظروف حالة الصفر -الجهد الثابت- عند البدء؛

تحديث العتبة التلقائي: من أجل مراعاة التقادم البطيء لأجهزة الاستشعار، يتم تحديث العتبات تلقائيًا باستخدام مبدأ 3σ استنادًا إلى التحليل الإحصائي الأسبوعي لبيانات الانحراف التاريخي؛

وظيفة موقع الخطأ: عندما يتجاوز الانحراف الحدود القصوى،-يبدأ منطق التحقق من التبادل المدمج على الفور بتعليمات استكشاف الأخطاء وإصلاحها، وتحديد ما إذا كانت المشكلة تتعلق بالمستشعر أم بالتثبيت بسرعة.

ليست هناك حاجة إلى أجهزة متطورة للبنية بأكملها؛ يمكن استخدام PLCs الحالية. تحتاج عمليات الترقيات فقط إلى أجهزة استشعار أكثر تكلفة للشركات الصغيرة والمتوسطة-؛ يمكن إعداد منطق البرنامج باستخدام القوالب، الأمر الذي يتطلب القليل من أعمال التطوير.