安全生產(chǎn)智能化保障技術(shù) 第2版 課件 第六章 智能儀器與安全監(jiān)測(cè)

智能儀器與安全監(jiān)測(cè)安全生產(chǎn)智能保障技術(shù)

1.概述2.智能儀器的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)3.智能檢測(cè)系統(tǒng)4.智能安全監(jiān)測(cè)5.智能安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用主要內(nèi)容概述從傳統(tǒng)儀器到智能儀器第一代是模擬式電子儀器，它基于電磁測(cè)量原理，基本結(jié)構(gòu)是電磁式的，利用指針來(lái)顯示最終的測(cè)量結(jié)果。第二代是數(shù)字式電子儀器，它的基本原理是利用A/D轉(zhuǎn)換器將待測(cè)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，測(cè)量結(jié)果以數(shù)字形式輸出顯示。第三代就是智能儀器，是計(jì)算機(jī)技術(shù)與電測(cè)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。概述智能安全監(jiān)測(cè)

近年來(lái)，隨著智能技術(shù)的蓬勃發(fā)展，智能檢測(cè)及監(jiān)測(cè)技術(shù)被逐步引入到安全檢測(cè)中，通過(guò)建立智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可充分融合系統(tǒng)設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析與預(yù)測(cè)，為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的智能化分析預(yù)測(cè)提供保障。此外通過(guò)智能化的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以整理出各種故障數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息，為應(yīng)急協(xié)同指揮制定方案提供可靠依據(jù)。智能儀器的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)智能儀器的基本結(jié)構(gòu)硬件

硬件主要包括主機(jī)電路、模擬量輸入輸出通道、人機(jī)接口和標(biāo)準(zhǔn)通信接口電路等軟件

軟件即程序，主要包括監(jiān)控程序、接口管理程序和數(shù)據(jù)處理程序三大部分智能儀器的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)智能儀器的特點(diǎn)測(cè)量過(guò)程軟件化數(shù)據(jù)處理功能強(qiáng)測(cè)量速度快、精度高多功能化面板控制簡(jiǎn)單靈活，人機(jī)界面友好具有可程控操作能力智能儀器的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)智能儀器的典型功能硬件故障的自檢功能

開(kāi)機(jī)自檢

周期性自檢

鍵盤自檢自動(dòng)測(cè)量功能

非線性校正

自動(dòng)零點(diǎn)調(diào)整

自動(dòng)量程變換

自動(dòng)觸發(fā)電平調(diào)節(jié)智能檢測(cè)系統(tǒng)智能檢測(cè)技術(shù)

智能檢測(cè)技術(shù)指能自動(dòng)獲取信息，并利用相關(guān)知識(shí)和策略、采用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)建模、在線識(shí)別、人工智能、專家系統(tǒng)等技術(shù)，對(duì)被測(cè)對(duì)象(過(guò)程)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、監(jiān)控、自診斷和自修復(fù)。智能檢測(cè)系統(tǒng)智能檢測(cè)技術(shù)初級(jí)智能化初級(jí)智能化只是把微處理器或微型計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)的檢測(cè)方法結(jié)合起來(lái)中級(jí)智能化

中級(jí)智能化是檢測(cè)系統(tǒng)或儀器具有部分自治功能，它除了具有初級(jí)智能化的功能外還具有自動(dòng)校正、自補(bǔ)償、自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換、自診斷、自學(xué)習(xí)功能，具有自動(dòng)進(jìn)行指標(biāo)判斷及進(jìn)行邏輯操作、極限控制及程序控制的功能。高級(jí)智能化

高級(jí)智能化是檢測(cè)技術(shù)與人工智能原理的結(jié)合，利用人工智能的原理和方法改善傳統(tǒng)的檢測(cè)方法智能檢測(cè)系統(tǒng)智能檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用方式數(shù)據(jù)采集與處理

利用計(jì)算機(jī)可把生產(chǎn)過(guò)程中有關(guān)參數(shù)的變化、經(jīng)過(guò)測(cè)量變換元件測(cè)出。然后集中保存或記錄，或者及時(shí)顯示出來(lái)，或者進(jìn)行某種處理。例如使用計(jì)算機(jī)的巡回檢測(cè)系統(tǒng)．可以把數(shù)據(jù)成批儲(chǔ)存或復(fù)制，也可以通過(guò)傳輸線路送到中心計(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)信號(hào)處理系統(tǒng)可以把一些儀器測(cè)出的曲線經(jīng)過(guò)計(jì)算處理，得出一些特征數(shù)據(jù)。智能檢測(cè)系統(tǒng)智能檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用方式生產(chǎn)控制操作指導(dǎo)系統(tǒng)——系統(tǒng)每隔一定時(shí)間，把測(cè)得的生產(chǎn)過(guò)程中的某些參數(shù)值送入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)按生產(chǎn)要求計(jì)算出該采用的控制動(dòng)作，并顯示或打印出來(lái)，供操作人員參考。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)——這種系統(tǒng)不直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，而是根據(jù)生產(chǎn)情況計(jì)算出某些參數(shù)應(yīng)該保持的值。然后去改變常規(guī)控制系統(tǒng)的結(jié)定值(設(shè)定值)，由常規(guī)控制系統(tǒng)去直接控制生產(chǎn)過(guò)程。智能自修復(fù)控制系統(tǒng)——由于引入了知識(shí)庫(kù)和推理決策模塊，使系統(tǒng)的智能能力得到了根本改善。這種系統(tǒng)對(duì)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程出現(xiàn)的故障，不但能進(jìn)行檢測(cè)、診斷，還具有自補(bǔ)償、自消除和自修復(fù)能力。智能檢測(cè)系統(tǒng)智能檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用方式生產(chǎn)調(diào)度管理

當(dāng)采用功能較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)時(shí)，它除了用于控制生產(chǎn)過(guò)程外，還可以進(jìn)行生產(chǎn)的計(jì)劃和調(diào)度，其中涉及生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)處理、方案選擇等。在這種系統(tǒng)中，由于它兼有控制與管理兩種功能，所以也常叫做集成系統(tǒng)或綜合系統(tǒng)。智能檢測(cè)系統(tǒng)智能檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用范圍工業(yè)生產(chǎn)軋鋼機(jī)檢測(cè)控制高爐煉鐵自動(dòng)化化工工藝過(guò)程自動(dòng)化質(zhì)量檢查與控制檢驗(yàn)設(shè)備自動(dòng)化性能檢測(cè)和故障診斷交通運(yùn)輸軍事領(lǐng)域智能安全監(jiān)測(cè)基本概念

廣義上，將安全監(jiān)測(cè)理解為借助儀器、傳感器、探測(cè)設(shè)備迅速而準(zhǔn)確地了解生產(chǎn)系統(tǒng)與作業(yè)環(huán)境中危險(xiǎn)因素與有毒因素的類型、危害程度、范圍及動(dòng)態(tài)辯護(hù)的一種手段。

目前，對(duì)于智能安全監(jiān)測(cè)沒(méi)有明確的定義，依據(jù)安全監(jiān)測(cè)的概念，這里把智能安全監(jiān)測(cè)理解為，采用智能傳感器、智能儀器及探測(cè)設(shè)備，借助智能化平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備及生產(chǎn)環(huán)境“安全狀態(tài)信息”進(jìn)行遠(yuǎn)距離的監(jiān)測(cè)。一般稱為智能安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。若將智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與智能控制系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，把監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成控制信號(hào)，則稱為智能監(jiān)控系統(tǒng)。智能安全監(jiān)測(cè)智能安全監(jiān)測(cè)的任務(wù)

廣義的安全監(jiān)測(cè)，是把安全檢測(cè)與安全監(jiān)控統(tǒng)稱為安全監(jiān)測(cè)，認(rèn)為安全監(jiān)測(cè)是指借助于儀器、傳感器、探測(cè)設(shè)備迅速而準(zhǔn)確地了解生產(chǎn)系統(tǒng)與作業(yè)環(huán)境中危險(xiǎn)因素與有毒因素的類型、危害程度、范圍及動(dòng)態(tài)變化的一種手段。其主要任務(wù)如下：運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)安全預(yù)測(cè)和診斷設(shè)備的管理和維修智能安全監(jiān)測(cè)智能安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分類第一類智能故障診斷系統(tǒng)

智能故障診斷模仿人類專家在進(jìn)行故障診斷時(shí)的思維邏輯過(guò)程：觀察癥狀—利用知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)推斷故障—分析原因—提出對(duì)策。第二類智能操作指導(dǎo)系統(tǒng)

將計(jì)算機(jī)在記憶與計(jì)算、演繹與匹配搜索上的時(shí)空優(yōu)勢(shì)和人的直覺(jué)、頓悟等創(chuàng)造性思維的智能優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)，將計(jì)算機(jī)的速度與精確性和人的敏銳與靈巧結(jié)合起來(lái)，共同達(dá)到所需要的目的。第三類智能控制系統(tǒng)

智能控制系統(tǒng)以智能自控的方式對(duì)被控對(duì)象實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，它進(jìn)行及時(shí)的控制，使其處于要求的狀態(tài)下。智能安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用空氣壓縮機(jī)智能安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)系統(tǒng)配置

智能安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用空氣壓縮機(jī)智能安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)故障檢測(cè)與診斷

空壓機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，由于設(shè)備的復(fù)雜性。給故障檢測(cè)與診斷帶來(lái)了一定的困難。為了適時(shí)準(zhǔn)確地檢測(cè)設(shè)備的故障信息、必須選擇合適的檢測(cè)診斷方法。目前用于設(shè)備故障檢測(cè)與診斷的方法很多，可以概括為兩類：基于數(shù)學(xué)模型的故障檢測(cè)與診斷和不依賴數(shù)學(xué)模型的故障檢測(cè)與診斷。如果故障能用某幾個(gè)參數(shù)的顯著變化來(lái)表示，那么可以用參數(shù)估計(jì)法進(jìn)行故障檢測(cè)與診斷。故障決策與控制

故障決策與控制能夠根據(jù)不同的故障源和故障特征做出處理方案，并采取相應(yīng)的容錯(cuò)控制措施。為了實(shí)現(xiàn)故障容錯(cuò)，可以采用如下兩種方式。結(jié)合冗余法故障補(bǔ)償法智能安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用空氣壓縮機(jī)智能安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用效果分析

空壓機(jī)運(yùn)行之前首先進(jìn)行靜態(tài)監(jiān)測(cè)，當(dāng)一切處于良好狀態(tài)后，空壓機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)空壓機(jī)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)模塊自動(dòng)跟蹤設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并進(jìn)行巡回監(jiān)測(cè)和故障預(yù)測(cè)。如果發(fā)生異常情況。系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)入診斷模塊，通過(guò)推理和表決，對(duì)故障進(jìn)行識(shí)別、分類和估計(jì)。容錯(cuò)模塊按照診斷模塊提供的故障信息。針對(duì)不同的故障源和故障特征，對(duì)故障進(jìn)行補(bǔ)償、削弱和消除。整個(gè)過(guò)程都在計(jì)算機(jī)控制下自動(dòng)進(jìn)行，并對(duì)監(jiān)測(cè)參數(shù)的變化過(guò)程采用多窗口圖形顯示和解釋，為用戶提供了一個(gè)良好的監(jiān)視環(huán)境。智能安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用煉鋼爐造渣智能檢測(cè)系統(tǒng)解決的問(wèn)題

噪聲信息采樣位置的確定：根據(jù)轉(zhuǎn)爐設(shè)備的具體情況，通過(guò)試驗(yàn)可知：在爐口采樣采用波道管能有效地檢測(cè)到爐內(nèi)的噪聲信息，重復(fù)性好。噪聲信息采樣裝置的選擇：選擇波道管信息引導(dǎo)裝置作為噪聲信息采樣裝置，能對(duì)信息進(jìn)行有效不失真地傳遞，在高溫條件下能長(zhǎng)期穩(wěn)定同作，還可防止吹煉時(shí)爐渣的堵塞。

智能安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用煉鋼爐造渣智能檢測(cè)系統(tǒng)系統(tǒng)構(gòu)成智能安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用煉鋼爐造渣智能檢測(cè)系統(tǒng)系統(tǒng)功能

當(dāng)程序進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài)后．能在屏上立即顯示造渣過(guò)程的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)曲線，并在起渣的同時(shí)，能在屏幕上自動(dòng)畫出噴濺及返干的預(yù)警線。操作人員根據(jù)屏幕上給出的信息，如能控制在預(yù)警線的范圍內(nèi)。就不會(huì)有噴濺及返干等非正常