CN1949110A - 一种传感器的自动识别装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种传感器的自动识别装置，由传感器(1)、模拟量输入单元(2)、运算单元(3)、传感器自动识别规则库(4)、传感器失效判定规则库(5)、传感器识别单元(6)、传感器信息显示单元(7)组成，传感器(1)的输出端与模拟量输入单元(2)的输入端连接，模拟量输入单元(2)的输出端接运算单元(3)的输入端，运算单元(3)、传感器自动识别规则库(4)和传感器失效判定规则库(5)的输出端与传感器识别单元(6)的输入端连接，传感器识别单元(6)的输出端与传感器信息显示单元(7)输入端连接。具有无须利用接口的编号标识，能自动地识别各传感器的类型和用途，保证自动控制装置始终按约定的输入－输出关系运行，以降低现场施工、调试成本，提高工作效率的特点。

Description

一种传感器的自动识别装置

技术领域

本发明涉及传感器与自动控制装置连接关系出错时的自动识别装置。

背景技术

自动控制装置是通过各种传感器采集被控***的各种运行状态信息，进而对被控***实施闭环控制的。在实际工程的应用中，各传感器通过已编号的标准接口连接到自动控制装置中相应的输入端。但是，在工程现场，往往会发生编号标识模糊不清、消失，而工程技术文件一时难以获得甚至遗失的情况，这将导致花费大量的人力、物力和时间用来辨识和确定各传感器与装置接口的连接关系。同样的情况也发生在装置监测、维修时，由于经常需要断开传感器的连接线缆进行操作，恢复连接后存在连接错误的可能性。各传感器与控制装置中相应的输入端对接的混乱错误，将造成自动控制装置故障。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点而提供的一种无须利用接口的编号标识，能自动地识别各传感器的类型和用途，保证自动控制装置始终按约定的输入-输出关系运行，以降低现场施工、调试成本，提高工作效率的传感器的自动识别装置。

本发明的一种传感器的自动识别装置，包括传感器的自动识别装置，由传感器、模拟量输入单元、运算单元、传感器自动识别规则库、传感器失效判定规则库、传感器识别单元、传感器信息显示单元组成，传感器的输出端与模拟量输入单元的输入端连接，模拟量输入单元的输出端接运算单元的输入端，运算单元、传感器自动识别规则库和传感器失效判定规则库的输出端与传感器识别单元的输入端连接，传感器识别单元的输出端与传感器信息显示单元输入端连接。

上述的自动识别设备，其中：传感器1为1～16个。

上述的自动识别设备，其中：各传感器输出的模拟量电平相同(如都为直流4～20mA电流)；各传感器采集的物理量的实际有效取值范围相对全量程范围而言较小(如≤15％)，或者各传感器采集的物理量的特征量如时域、频域或相关性特征量有比较明显的差别。多数常用的自动控制装置中的传感器组都能满足上述要求。

本发明与现有技术相比具有以下明显的优点和有益效果，由以上技术方案可知：对各传感器采集到的数据，分别进行提取特征量的分析运算，通过传感器自动识别规则库、传感器失效判定规则库和传感器识别单元，对各传感器的特征量信息进行对比判断分析，用以判断和识别各传感器的类型和用途，并将这些传感器在自动控制装置中的位置做正确的定位。然后，继续对连接关系正确性作长期在线监视，监视各传感器连接关系的变化，连接关系一旦出错则自动完成特征量提取、对比判断、识别定位等程序。因而无须利用接口的编号标识，能自动地识别各传感器的类型和用途，保证自动控制装置始终按约定的输入-输出关系运行，以降低现场施工、调试成本，提高工作效率。

本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

附图为传感器的自动识别装置的原理框图。

1、传感器；2、模拟量输入单元；3、运算单元；4、传感器自动识别规则库；5、传感器失效判定规则库；6、传感器识别单元；7、传感器信息显示单元。

具体实施方式

以下结合图及较佳实施例，对依据本发明提出的传感器的自动识别装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后：

参见附图，传感器的自动识别装置，由传感器1、模拟量输入单元2、运算单元3、传感器自动识别规则库4、传感器失效判定规则库5、传感器识别单元6、传感器信息显示单元7组成，传感器1的输出端与模拟量输入单元2的输入端连接，模拟量输入单元2的输出端接运算单元3的输入端，运算单元3、传感器自动识别规则库4和传感器失效判定规则库5的输出端与传感器识别单元6的输入端连接，传感器识别单元6的输出端与传感器信息显示单元7输入端连接。

传感器1为1～16个。

其工作原理如下：

(1)收集各传感器1的采样值，采样数宜取10～20，采样周期宜取0.5～5秒；

(2)对各传感器的采样值经运算单元3分别作特征量提取运算，提取的特征量有：算术平均值，方差，变化范围，数据对时间的1、2、3、4阶导数，数据的波动周期，频域特性，相关性；需要提取的特征量的数量和种类因自动控制装置的不同而不同，由内建的自动识别规则库4确定；

(3)对各传感器的特征量经传感器识别单元6分别作比对判断运算，比对判断运算的输入信息是：各传感器的特征量、类型和用途，比对判断运算的依据是传感器自动识别规则库4，比对判断运算的输出决策是各传感器的类型、用途及其用于自动控制装置的输入端口；

(4)自动控制装置正常运行后，对各传感器采集的数据进行长期监视，传感器采集的数据偏离量程范围时，判断为绝对失效，在传感器信息显示单元7提供报警信号；传感器采集的数据虽在量程范围内但偏离正常范围时，判断为相对失效(相对失效发生在***启动后尚未进入稳定运行的初期)，提供保持运行信号，保持时间T可设置；保持时间T后，传感器采集的数据虽在量程范围内但仍然偏离正常范围，判定为连接关系错误，同时传感器信息显示单元7提供连接错误告警信号；长期监视的判定依据是失效识别规则库5。

以下通过本发明在中央空调水***节能控制装置上的应用，来进一步说明本发明的功效：

(1)***所用的传感器，量程范围均为1V～5V，直流电压。

a冷水供水温度传感器：实际工作温度7～9℃，实际采样数据范围1.28～1.36V；

b冷水回水温度传感器：实际工作温度11～15℃，实际采样数据范围1.44～1.60V；

c冷却水出水温度传感器：实际工作温度34～37℃，实际采样数据范围2.36～2.48V；

d冷却水进水温度传感器：实际工作温度28～32℃，实际采样数据范围2.12～2.28V；

e冷水流量传感器：实际流量范围(60％～120％)×额定流量；

f供回水压差传感器：实际采样数据范围与压差量程等有关。

(2)自动识别规则库

a诸传感器采样数据中，与冷水泵变频器频率相关程度最高的为冷水流量传感器；

b对其余5个传感器的采样数据作快速傅立叶变换(FFT)，频谱分量中有明显高频分量的是压差传感器；

c对其余4个传感器的采样数据作数值大小比较，算术平均值＜2V的为冷水供/回水温度传感器；算术平均值＞2V的为冷却水出/进水温度传感器，或：在主机启动后某段时间内，数据的一阶导数为负的是冷水温度传感器，为正的是冷却水温度传感器；

d两个冷水温度传感器中，采样数据值小的为供水温度传感器，采样数据值大的为回水温度传感器；

e两个冷却水温度传感器中，采样数据值小的为进水温度传感器，采样数据值大的为出水温度传感器。

(3)失效识别规则库

a诸传感器采样数据中，凡算术平均值＜1V或＞5V的传感器，均判为绝对失效；

b在主机启动后的一段时间内，冷水温度传感器采集的数据值＞2V但＜5V，冷却水温度传感器采集的数据值＜2V但＞1V，判为相对失效，应保持运行10～20分钟后再作是否绝对失效、是否相对实效的判断。

(4)其他

a采样周期取1秒，采样数取10个；

b相对失效后保持时间取15分钟。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1、一种传感器的自动识别装置，其特征在于：由传感器(1)、模拟量输入单元(2)、运算单元(3)、传感器自动识别规则库(4)、传感器失效判定规则库(5)、传感器识别单元(6)、传感器信息显示单元(7)组成，传感器(1)的输出端与模拟量输入单元(2)的输入端连接，模拟量输入单元(2)的输出端接运算单元(3)的输入端，运算单元(3)、传感器自动识别规则库(4)和传感器失效判定规则库(5)的输出端与传感器识别单元(6)的输入端连接，传感器识别单元(6)的输出端与传感器信息显示单元(7)输入端连接。

2、如权利要求1所述的自动识别设备，其特征在于：传感器(1)为1～16个。

3、如权利要求1所述的自动识别设备，其特征在于：各传感器输出的模拟量电平相同。