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《上海海运学院》 2001年
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船舶网络化智能检测装置的研究

尹伟  
【摘要】: 目前机舱自动监控系统大多采用集散式控制系统(DCS),该系统具有集中管理分 散控制的特点,但也存在风险集中等缺点。而新近出现的现场总线控制系统可以实 现真正的分散控制,具有开放性和互操作性等优点。从技术发展的角度来讲现场总 线控制系统将会取代集散式控制系统,成为机舱自动监控系统的主流产品。伴随现 场总线技术而来的总线式智能传感器,它具有智能传感器的一切性能,并相当于现 场总线上的一个检测节点,十分方便与现场总线设备组成FCS测控系统。总线式智 能传感器也称为网络化智能传感器,其最大的特点就是具有很强的网络通信能力。 本文针对自动化机舱具体应用研究设计了网络化智能检测装置。总线技术采用 在全球被广泛应用的LonWorks现场总线技术。LonWorks技术的核心为Neuron芯片, 其内部集成了三个CPU,可以在一个芯片上同时实现通信和应用任务。本检测装置 是基于Neuron芯片的检测节点,但又增加了传感器的功能。该装置以Neuron芯片 3150为中心,外围扩展转换、放大、滤波电路,A/D转换器,环境温度检测器,显 示器和按键等,具有智能传感器的性能。本文从硬件和软件上提出了具体的设计方 案。 传感器存在着非线性、温度漂移等现象,要实现高精度测量,必须采取相应的 补偿措施。本设计采用软件的方法进行补偿。对于温度测量过程中的非线性补偿采 用多元线性回归法进行曲线拟合,进一步采取分段处理方式,将高阶回归方程变为 分段一次方程,提高CPU处理速度。对于压力测量过程中的温度漂移补偿采用变系 数回归法进行处理,建立变系数矩阵,存在EPROM中,供补偿时调用。建立回归方 程所需大量数据,经试验获得。 传感器在测控系统中是容易发生故障的部件,提高传感器的可靠性至关重要。 为提高网络化智能检测装置的可靠性,本文提出了一种基于模糊逻辑推理方法的在 线自诊断方法,对检测装置的常见故障进行诊断。经计算机仿真试验方法有效。 现场总线技术是工业自动控制领域的第三次革命。现场总线技术融合了先进的 计算机技术、通信技术和控制技术,现场总线控制系统可以实现真正的全分散式控 制,开放式系统结构,具有互操作性,尽管现场总线技术正在处于发展和完善之中, 其前途是非常光明的。网络化智能传感器技术跟随现场总线技术发展而发展,一定 有广泛的应用前景。
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