研华高速采集卡在船舶状态监测中的具体应用
研华ADAM5510在高速公路收费站计数系统中的应用
⏹ 系统需求稽核收费流量,精准度要求为 99.98%取得车道车流信息及时监视各项设备运作状态各项统计与绩效考核报表整合其他相关单位,达到数据共享目的⏹ 系统描述计数原理 :车辆通过感应线圈上产生一波型,将波型处理后可借以统计车辆数。
案例名称:高速公路收费站计数系统实作介绍:远程监控行业分类:项目介绍:车道操作台:收费员将识别卡读入后,方可操作。
提供结账、开启、关闭等按钮。
提供测试灯号显示车辆压占状况。
状况版显示:●该车道正常使用●闪一下表示车辆计数一次●车道异常或关闭软件功能——主计算机整合数据收集控制RTU之输入,并将周期数据或状态写入数据库定期执行背景作业,定时印出收费资料将紧急性之状态或警报数据由事件打印机印出软件功能——票务计算机系统数据库——工作站计算机应用程序车道现场状况查询收费资料查询及列印交通流量查询及列印电力供应状态之监视资料之设定修正及复制状况显示板显示及警报流水账讯息查询及列印终端设备项目包含项目:▫环路线圈车辆数据收集系统(VD) 紧急电话 (ETTU)▫高架式车辆数据收集系统(VD) 闭路电视(CCTV)▫信息可变标志系统(CMS)▫速限可变标志(SLS)▫多功能显示标志(MAS)▫匝道仪控设备(RMS)▫雾慢行警示标志(FS)▫风力侦测器(AM)▫坍方侦测器(LSD)▫雨量侦测器(RD)▫浓雾侦测器(VI)系统内容▫照明监控系统▫隧道通风侦测系统▫电力监控系统▫消防设备侦测系统▫火警警报系统▫辉度侦测器▫一氧化碳侦测▫风速风向侦测器▫能见度侦测器⏹项目实施(产品型号及详细产品规格)ADAM-5510 ADAM-5051 ADAM-5056 终端控制器以 ADAM 5510 为运算核心组件包含 40 DI, 8 DO 及 5个 RS/232 PortVD 控制器使用研华VD-1002 介接卡⏹系统架构图隧道监控系统:总结票务计算机0.02%误差容许度,是一个很高的精度门槛输入讯号的精准是第一步要求处理的硬设备具备高稳定性尽可能爬出所有的噪声及干扰系统自动回复能力VDTC 特点准确度高,速度、流量精确度可达97%以上稳定耐用,可长期在户外环境使用且故障率低维护容易,采用排插介接卡接线设计轻松使用,不需参数调校操作容易,远程参数及程序更新测试容易,终端机端口直接输出实时信息系统特点:使用 ADAM 5510 为系统核心,高稳定度控制逻辑写在 5510 内, 不受工作站影响执行Script语言,配合各种控制需要以软件方式执行备援作业系统自动回复特性,永不当机效果体积小,不发热。
研华嵌入式工控机UNO-2160在船舶机舱监控系统中的应用
案例名称:研华嵌入式工控机UNO-2160在船舶机舱监控系统中的应用行业分类:智慧城市交通船舶地点:⏹系统需求作为一个远洋运行船舶必不可少的系统,其主要实现以下目标:1、对船舶设备中各个监测点进行实时监测,包括压力、温度、运行状态。
2、对部分设备进行远程控制,如海水泵、冷却水泵。
3、系统对越限的监测点,作出声光报警反应。
4、系统能保存监测点的历史纪录,便于轮机管理人员查看分析。
⏹系统描述本系统在监视与报警工作时,先通过研华的ADAM系列的数据采集模块将监视的参数采集到UNO-2160嵌入式工控机内部,然后根据程序对被测参数进行比较和处理,形成控制指令,再通过输出接口控制外部设备实现声光报警、打印记录和LCD显示等等。
同时,通过UNO-2160嵌入式工控机可以发出控制命令,启动、停止各类泵等相应的设备。
系统在UNO-2160嵌入式工控机的平台上开发一套监控软件,其监控界面如图2所示。
⏹项目实施(产品型号及详细产品规格)系统共检测118个模拟量,128个开关量。
其硬件配置如下:1、研华嵌入式工控机UNO-2160 带有PC/104扩展槽的Celeron400MHz通用网络控制器一套2、ADAM-5000/485 总线通讯模块一个3、ADAM-4018 8路热电偶输入模块八个4、ADAM-4017+ 4-20mA 8路模拟量输入模块三个5、ADAM-4015 6路热电阻输入模块五个6、可编程逻辑控制器(PLC)一套⏹系统架构图总结本系统数据采集模块和上位微机都采用了研华自动化工控产品,特别是研华嵌入式工控机UNO-2160紧凑的外形,多种网络接口,无风扇的工艺,为用户带来极大的方便,在近一年的实际运行中未出现故障,为船舶的安全、可靠的航运起到的非常重要的作用,同时也为航运公司带来的巨大经济效益。
研华板卡参数说明
研华板卡参数说明MOdifled by JACK On the afternoon Of DeCember 26, 2020研华采集卡参数说明摘婆:数据采集卡名目繁多、类空丰富,功能强大,很多数据采集卡不仅具有模拟址的输入、输岀功能,同时也具有开关址的输入、输出功能和其他很多特殊功能C这些数据采集卡能满足绝大名数检测与控制系统中数据采集要求。
熟悉与数据采集卡向光的技术指标和技术术语,对理解数据采集卡的工作原理并正确地做出选型,具有十分重要的总义。
下面以研华数据釆集卡来说明-)模拟量输入1、通道数(ChannelS)通道数指可同时采集模拟量的个数,例如在温度场实验中,我们需要检测6个不同物理位置的温度,这时就需要在6个不同位置安装温度传感器,每一个传感器都会输出自己位置的温度信号,数据采集卡就至少需要6个AD转换器,来满足系统检测的要求。
绝大多数数据采集卡上只有一个AD转换器,通过使用模拟开关来分时采集不同通道的数据,从而得到多通道的数据采集卡。
2、分辨率(ReSOIUtiOn)一般数据采集卡的分辨率也是该设备中AD转换器的分辨率,大多数数据采集设备采用逐次比较型AD转换器,分辨率一般有8位、10位、12位和16 位,U前大多数数据采集卡都具有12位和16位两种分辨率。
12位的分辨率可以分辨,满程电压的1/4096, 16位可以分辨满程电压的l∕65536o3、精度精度是指数据釆集卡在满量程范圉内任意一点的输出值相对于其理想值之间的偏离程度。
数据采集卡的精度受卡上放大倍数的影响比较大,一般厂商给出的数据采集卡的精度指标都很高,12位AD采集卡的精度在满程输入电压(FSR)的%±1LSB・但在实际检测过程中,受到很多因素,特别是外部电磁干扰信号,电源干扰和传感器噪声等影响因素的限制,检测的精度往往达不到这样的水平。
在实际应用中,干扰严重的环境可能使釆样结果与厂商标称的精度相差棋远,在弱信号(例如热电偶信号)和高阻抗输出信号(例如压电陶瓷传感器、诰氧传感器输出信号)的才集中尤其如此,原因是逐次比较型AD采集的是微秒级时刻的电信号,而实际输入的信号是传感器输出信号与干扰信号的叠加,在这些干扰信号中,工频干扰信号是比较普遍的,防止工频干扰信号比较有效的方法是与工频信号同步,在工频周期时间内连续采集若干个信号取平均值,这样操作会降低实际的釆样速度,在不需要高速采集但要求高精度采样的情况下可以得到比较好的效果。
船舶智能监控技术的关键技术与应用
船舶智能监控技术的关键技术与应用在当今科技飞速发展的时代,船舶行业也迎来了智能化的变革。
船舶智能监控技术作为保障船舶安全、提高运营效率的重要手段,正日益受到广泛关注。
这项技术涵盖了众多关键技术,并在船舶的各个领域得到了广泛应用。
一、船舶智能监控技术的关键技术1、传感器技术传感器是船舶智能监控系统的“眼睛”和“耳朵”,它们负责收集船舶运行过程中的各种数据。
例如,压力传感器可以监测船舶的燃油压力和液压系统压力;温度传感器能够实时感知发动机的温度和舱内温度;位置传感器则能精确确定船舶的地理位置。
这些传感器所采集的数据为后续的分析和决策提供了基础。
2、数据采集与传输技术采集到的传感器数据需要高效、准确地传输到监控中心。
这就涉及到数据采集与传输技术,包括有线传输(如以太网)和无线传输(如卫星通信、蓝牙等)。
在船舶运行环境中,数据传输的稳定性和可靠性至关重要,要确保在复杂的电磁环境和恶劣的天气条件下,数据能够不丢失、不延迟地送达。
3、数据分析与处理技术大量的采集数据如果不经过有效的分析和处理,就只是一堆毫无意义的数字。
数据分析与处理技术通过运用数学模型、算法和统计方法,对数据进行筛选、整合和挖掘,提取出有价值的信息。
例如,通过对船舶发动机运行数据的分析,可以提前发现潜在的故障隐患;对船舶航行轨迹和速度数据的分析,能够优化航线规划,降低油耗。
4、图像识别技术在船舶监控中,图像识别技术发挥着重要作用。
通过安装在船舶上的摄像头,可以实时获取船舶周边的环境图像。
图像识别技术能够自动识别出其他船舶、障碍物、港口设施等,为船舶的航行安全提供保障。
同时,也可以用于对船舶上设备的状态进行监测,如识别设备的损坏、泄漏等情况。
5、智能预警与决策技术基于数据分析的结果,智能预警与决策技术能够及时发出警报并提供决策建议。
当监测到船舶的某个参数超出正常范围或存在潜在风险时,系统会自动发出预警信号,提醒船员采取相应措施。
并且,系统还可以根据当前的情况和预设的规则,提供最优的决策方案,如调整船舶速度、改变航线等。
货运轮船的智能监控系统如何应用
货运轮船的智能监控系统如何应用在当今全球化的贸易环境中,货运轮船承担着大量物资的运输任务。
为了确保货物的安全、轮船的高效运行以及对各种潜在问题的及时发现和解决,智能监控系统的应用变得至关重要。
货运轮船的智能监控系统是一个复杂但又极为实用的集成体系。
它涵盖了多个方面的技术和设备,包括传感器技术、数据传输与处理技术、图像识别技术等等。
首先,传感器是智能监控系统的“感知器官”。
在轮船上,各种类型的传感器被广泛应用。
例如,压力传感器可以实时监测船舱内货物的重量分布,避免货物过载或不平衡导致的轮船稳定性问题。
温度传感器则用于监控货物存储区域的温度,对于一些对温度敏感的货物,如食品、药品等,确保其在适宜的温度环境中保存。
湿度传感器能够检测船舱内的湿度,防止货物受潮受损。
此外,还有振动传感器、位移传感器等,分别用于监测轮船的机械运行状态和货物的位移情况。
这些传感器所采集到的数据通过高效的数据传输技术,如卫星通信、无线局域网等,及时传输到监控中心。
在数据传输过程中,要确保数据的准确性和完整性,同时还要考虑到传输的安全性,防止数据被非法获取或篡改。
一旦数据到达监控中心,强大的数据处理技术就开始发挥作用。
通过对海量数据的分析和挖掘,可以提取出有价值的信息。
比如,通过对轮船运行轨迹和速度的数据进行分析,可以优化航线规划,提高运输效率,降低燃料消耗。
对货物状态数据的长期监测和分析,可以预测可能出现的问题,提前采取措施进行防范。
图像识别技术在智能监控系统中也扮演着重要角色。
在轮船的关键部位,如船头、船尾、货舱入口等,安装高清摄像头。
这些摄像头拍摄的图像通过图像识别技术进行实时分析,能够自动识别出轮船周围的障碍物、非法入侵人员等潜在威胁。
同时,图像识别技术还可以用于货物的清点和管理,确保货物的数量和种类与运输清单相符。
为了让智能监控系统更好地发挥作用,还需要建立完善的预警和报警机制。
当系统检测到异常情况时,如货物温度过高、轮船偏离航线、设备故障等,能够及时发出警报,并将相关信息推送给相关人员。
船舶智能化系统船舶监控远程操作和自动化控制
船舶智能化系统船舶监控远程操作和自动化控制随着科技的不断进步和人们对船舶运输安全要求的提高,船舶智能化系统的发展成为了当今航运行业的一个重要趋势。
在这篇文章中,我们将探讨船舶智能化系统对船舶监控远程操作和自动化控制的影响。
一、智能化船舶监控系统智能化船舶监控系统是船舶智能化系统中的一个重要组成部分,它通过集成各种传感器和监测设备,对船舶的运行状态进行实时监控和数据采集。
这些传感器可以监测船舶的位置、速度、姿态、温度、湿度等多个参数,并将数据传输到中央控制台进行处理。
在传统的船舶监控系统中,操作人员需要亲自前往各个舱室进行巡视和数据采集,这不仅耗费人力物力,而且可能存在安全隐患。
而有了智能化的船舶监控系统,操作人员可以通过中央控制台实时监测船舶的各项数据,大大提高了船舶的安全性和运行效率。
二、船舶远程操作系统船舶远程操作系统是船舶智能化系统的另一个重要组成部分,它通过网络技术实现对船舶各个系统的远程操作和控制。
借助于船舶智能化系统,船舶的各种设备和系统可以实现远程监视、远程控制和远程调试等功能。
船舶远程操作系统的出现,不仅提高了船舶的操作便利性和工作效率,还减少了操作人员的工作负担和工作风险。
例如,在船舶发生故障时,操作人员可以通过远程操作系统进行诊断和修复,避免了因为操作人员到达现场需要一定的时间和成本。
三、船舶自动化控制系统船舶自动化控制系统是船舶智能化系统中的核心部分,它通过集成各种自动化设备和控制器,实现对船舶各个系统的自动控制和调节。
船舶自动化控制系统可以通过预设参数和逻辑控制,对船舶的运行过程进行自动化管理和调整。
船舶自动化控制系统的引入,不仅提高了船舶运行的稳定性和安全性,还加快了船舶的工作效率和节能减排的能力。
例如,船舶的自动导航系统可以通过卫星导航和自动操纵技术,实现船舶的自动驾驶和路径规划,大大减少了人为操作的错误和能源的浪费。
四、船舶智能化系统的挑战与前景尽管船舶智能化系统在航运行业中具有广阔的前景,但是其发展还面临一些挑战。
船舶液压起货机实验监测系统设计与实现
第31卷第1期 2008年3月中 国 航 海NAV IGA TION OF CHINAVol.31No.1 Mar.2008 收稿日期:2007211230作者简介:甘辉兵(1981—),男,湖北公安人,博士生,从事轮机自动化与智能化研究。
E 2mail :ghb81@ 。
文章编号:1000-4653(2008)01-0052-05船舶液压起货机实验监测系统设计与实现甘辉兵, 任 光, 张均东, 江 欣, 何治斌(大连海事大学,辽宁大连116026)摘 要:针对目前船舶液压系统实践教学和科研测试等环节中存在设备陈旧、针对性不强、监测手段落后等问题,提出并设计了一套船舶液压起货机教学实验监测系统,该系统采用实际液压系统并辅以实时监测系统。
利用Visual C #和Visual C ++语言开发了实时监测软件,嵌入基于Direct X 技术的三维起货机动画,完成了起货机三维动画监测显示。
系统已投入实际的教学实验与科学研究中,实践表明该系统具有运行稳定、扩展性强、效果良好等优点。
关键词:船舶、舰船工程;液压起货机;监测;三维动画中图分类号:U664.4+3 文献标识码:ADesign and R ealization of an Experimental Monitoring Systemfor Marine H ydraulic CraneGA N H ui 2bi n g , R EN Guang , Z H A N G J un 2dong , J I A N G X i n , H E Zhi 2bi n(Dalian Maritime University ,Dalian 116026,China )Abstract :An experimental monitoring system for marine hydraulic crane is presented to improve the less advanced situation in teaching and scientific research on marine hydraulic system.An actual hydraulic system added with a real 2time monitoring system is adopted in the system.The real time monitoring software is developed with Visual C #and Visual C ++.The embedded 3D 2animation crane is based on the Direct X technology.The application of the system in experimental teaching and research shows that it has advantages in stability ,extension ,effectiveness etc.K ey w ords :ship ,naval engineering ,hydraulic crane ,monitoring ,three dimensional animation 随着现代船舶自动化和集成化水平的不断提高,液压系统已经广泛地应用于船舶上的各类机械,如起货机、锚机、绞缆机和舵机等重要设备都是液压驱动的设备[1]。
503-舰载高速图像采集系统
舰载高速图像采集系统
科天健公司的高速图像采集系统在海面上也有同样的应用,将设备装载在船上,组成舰载高速图像采集系统,监控海面及海边陆地上高速运行的物体,实时显示并存储下来。
针对海面昼夜温差大的问题,采用宽温产品,不管是相机,采集卡还是存储设备,都能在-40 ºC 到60 ºC的环境下正常运行;而针对船体不停颠簸,采用非常结实的机箱,加固所有设备,所选的器件抗震系数都很高。
在海面上使用没有任何问题。
根据项目需求,舰载高速图像采集系统组成为:
1.CameraLink输出的高速相机CamRecord CL600X2;
2.CameraLink高速采集卡microEnable IV AD4;
3.CameraLink传输线缆与光纤;
4.光纤与CameraLink互转的转换盒;
5.带存储体的工控机。
研华数据采集卡PCI1712与Matlab在设备自动化行业设备状态监测中的应用
⏹系统需求发电机组在出现故障时的振动信号通常是一快速瞬态变化的参量,必须高速采集。
而评价一套高速动态信号采集系统的主要技术指标有:系统通过速率、系统精度、系统分辨率、系统线性误差、系统共模抑制比、系统通道串扰抑制比以及系统短期稳定度。
此外,还有一些重要指标:系统控制方式、系统总数据量、系统可靠性、系统功耗以及系统自动增益调节方式等。
其中,系统通过率是高速数据采集系统区别于一般采集系统的最为关键的一项技术指标。
对于发电机组振动信号采集系统而言,在诸多技术指标中,最为重要的是系统的分辨率、精度与通过率。
Matlab 的编程是一种描述性的语言,对采集卡的实时控制需要一些中间件驱动。
⏹系统描述 数据采集与存储 1. 数据采集的定时与控制采样频率需要根据系统设计的要求,同时根据目前用于该系统的振动加速度传感器的中心响应频率而定,此外,还要考虑采集卡所用的PCI 总线的带宽以及IDE 硬盘数据存储的速率要求等,在本系统中,振动加速度上限响应频率为20kHz ,为考虑采样精度,对每个周波拟采样8~10点,由此可得,要满足传感器所感应的信号的要求时,振动加速度信号的采样频率为800kS/s ,由于PCI -1712板载只有一路ADC ,考虑到通道之间切换、通道建立等时间,将其采样频率定在1MS/s 。
为了能确保连续采集的数据反映设备的振动特性,PCI -1712连续采集时间可控制在2.4s ,约为案例名称:研华数据采集卡PCI-1712与Matlab 在设备自动化行业设备状态检测中的应用 行业分类:电力 地点:发电机组的两个旋转周期;2.高速缓存技术在满足采集速率要求的前提下,为减轻数据存储对记录设备速度方面的要求,采用FIFO存储器对数据进行缓冲,所有数据以二进制方式传输,在一定程度上降低了对数据传输和存储速度方面对主机资源配置的要求。
FIFO存储器具有两个特点:一是数据进出有序;二是输入/输出端口独立。
计算机在船舶检验中的应用
计算机在船舶检验中的应用船舶检验是保障船舶安全和环境保护的重要环节,通过检验可以及时发现船舶存在的问题和隐患,从而及时进行维修和改进,保证船舶运行的安全和有效性。
随着科技的发展,计算机在船舶检验中的应用也逐渐成为一种趋势,其在提高检验效率、减少人力成本、提高检验精度等方面发挥着重要作用。
本文将介绍计算机在船舶检验中的应用,并讨论其带来的益处和未来发展趋势。
1.数据采集和管理计算机可以用于船舶检验数据的采集和管理,通过数据采集设备可以对船舶进行多方位的信息采集,包括船舶结构、船舶设备、船舶运行情况等。
采集的数据可以通过计算机软件进行管理和分析,形成完整的数据报告,为检验人员提供便利快捷的信息查询和分析功能,大大提高了数据处理的效率和准确性。
2.虚拟仿真技术船舶检验中常常需要对船舶结构、设备等进行检验和评估,而传统的检验方法往往需要借助于实物模型或者试验台进行,其成本较高且时间较长。
而借助计算机的虚拟仿真技术,可以通过计算机软件对船舶进行详细的结构和设备建模,进行模拟试验和分析,从而提供更为准确、经济和高效的检验手段。
通过虚拟仿真技术,检验人员可以快速获取船舶结构、设备等方面的详细信息,找出问题和解决方案,显著提高了检验的效率和准确性。
3.智能监测系统计算机可以在船舶上安装智能监测系统,通过传感器实时监测船舶的运行状态和设备性能,获得船舶的健康数据。
通过计算机软件分析这些数据,可以实现对船舶运行状态的实时监测和预警,及时发现和处理船舶设备的异常状况,确保船舶的安全和有效运行。
与传统的手动巡检方式相比,智能监测系统的应用大大提高了船舶检验的效率和准确性,减少了船舶损坏和事故的发生。
二、计算机在船舶检验中的益处1.提高检验效率借助计算机技术,船舶检验可以快速实现大量的数据采集、管理和分析,能够快速获取船舶的详细信息,发现问题和提出解决方案,大大提高了检验的效率。
2.减少人力成本计算机技术的应用使得船舶检验工作可以自动化和智能化,减少了人力成本和人力投入,降低了检验的成本。
船舶在线监测系统掌握船舶在线监测系统的功能与应用
船舶在线监测系统掌握船舶在线监测系统的功能与应用船舶在线监测系统(Ship Online Monitoring System)是一种用于实时监测船舶状态并进行远程控制的系统。
它结合了传感器、通讯技术和数据处理技术,能够及时获取船舶各种参数信息,实现对船舶的全面监测与管理。
本文将介绍船舶在线监测系统的功能与应用。
一、船舶在线监测系统的功能1. 实时监测船舶参数船舶在线监测系统可以通过传感器实时监测船舶的姿态、航向、船速、推进器状态、燃油消耗等各项参数。
通过这些数据的采集和分析,船舶管理人员可以了解到船舶的运行状态,并及时做出相应的调整和决策。
2. 船舶安全警报船舶在线监测系统可以根据设定的安全参数,实时监测船舶的状况,并在发生异常时发出警报。
例如,当船舶偏离航线、船舶倾斜角度过大、船舶燃油消耗超过设定值等情况发生时,系统会通过声音、声光等方式进行报警,提醒船员和管理人员采取相应的措施。
3. 船舶位置追踪船舶在线监测系统配备了定位功能,可以通过全球卫星导航系统(如GPS)定位船舶的具体位置。
船舶管理人员可以实时了解到船舶的位置信息,对航线进行监控和调整,确保船舶安全运行。
4. 船舶维护管理船舶在线监测系统可以对船舶的设备状态进行监测,并提供设备维护保养的建议。
通过监测船舶各个设备的运行状况,及时检修和更换故障设备,可以减少船舶故障的发生,提高船舶的可靠性和使用寿命。
二、船舶在线监测系统的应用1. 船舶安全管理船舶在线监测系统广泛应用于船舶的安全管理中。
通过实时监测船舶的各项参数和位置信息,船舶管理人员可以及时发现潜在的安全隐患,并采取相应的措施进行预防和应对。
同时,在船舶发生事故时,船舶在线监测系统可以提供详细的数据支持,协助相关部门进行事故的调查和分析。
2. 节能减排船舶在线监测系统可以监测船舶燃油消耗和排放的情况,帮助船舶管理人员掌握船舶的能源使用情况,并提供相应的节能减排建议。
通过优化船舶的航速和航线,合理调整船舶的负载和航行参数,可以降低能源消耗和环境污染,实现可持续发展的目标。
高速数据采集卡在船用雷达系统中的应用v3.0分析
高速数据采集卡在船用雷达系统中的应用近年,船舶行业快速发展,特别是国产航母“辽宁号”成功下水之后,我国船舶行业迎来的快速发展的良好时机,相关的配套设备也面临着不断升级的要求,如船用雷达的反映速度应越来越快、目标识别越来越精准。
北京坤驰科技有限公司的ADQ14系列采集卡,因其自身采集速度快、数据处理能力强、可用户定制算法开发等特点赢得了一系列军工用户,近期,其在某船舶研究机构研制的船用雷达系统中,成功担任了的雷达数据采集、传输、处理的核心任务,以下为该系统及ADQ14板卡的应用介绍。
1,船用雷达系统简介该系统与以往的传统雷达系统不同,并非用于单个目标的识别,而是应用判断目标以外的背景信息,实现特定目的的搜索功能。
可以说,识别的范围更广、信息含量更大,所需要处理的数据也更多,采集所需图像的同时,还要精确记录方位、时间等多维信息,整个系统实现难度大、硬件需求高。
这也使得ADQ14板卡在一系列同类板卡中脱颖而出。
具体的高速数据采集相关需求如下:A)采集信号特征:总共4路信号(1)video AD信号,幅度为±5V;(2)trig触发信号,+12V电平信号2200Hz、1200Hz、600Hz (3)BP方位信号,+12V电平信号186Hz;(4)HD正北信号, +7V电平信号0.414Hz。
图1 触发信号与回波视频信号的时序图图2 方位信号与0点信号的时序图B)采集控制设备开机工作后,由触发信号控制开始采集和存储,天线每旋转一圈,会产生1个0点信号(HD)和多个方位信号(BP),在软件上设置任意角度采集,在采集扇角外的区域内,只数字计数,AD不采集。
C)存储需求在以最大采样率来计算数据量,如当采集卡工作在500MS/S 时,需能够实时把数据存储在电脑指定硬盘内。
D)软件需求1、能够设定每次触发后的采集时间;2、能够按要求设定数据存储的格式和类型;3、实时传输数据,传输速率应能满足采集需求;4、能够设置采样频率;5、能够根据用户要求定制采集软件,提供软件代码,以供用户二次开发;E) 逻辑开发2、前端的雷达系统指标:型号:FURUNO-M1945显示器:12.1” LCD天线:4’, 6’可选量程:72海里功率:6kw较高的短程目标探测能力高级的自动增益、调谐、雨雪和海浪抑制模式48rpm高速运行天线真运动方式回波跟踪比较本船和其他船舶的踪迹独特的画面功能能够快速转换到用户自定义的雷达设置图3 接收天线图4 雷达整体接线图3、高速数据采集卡指标如下:A)概述接口形式:USB、 cPCIe/PXIe、PCIe、MTCA-4支持扩展模块:SSD存储模块、触发/定时模块、10Gbit高速光纤以太网传输模块逻辑及软件:FPGA封装大量实时信号处理模块并支持用户开放、内部软件开发工具包(SDK)应用领域:雷达、激光扫描、质谱分析、雷达、超声成像等B)具体参数型号:ADQ14DC-2A-VG-USB规格:2通道,500MS/s,14bit,DC耦合接口形式:USB 3.0 200MB/s输入范围:(VG):0.5, 1, 2, 5 Vpp连接器:SMA-3dB带宽:250MHz时钟:内/外时钟参考触发:软件、内部触发、外触发输入/输出、电平触发其他:支持GPIO、过压保护FPGA:Xilinx Kintex 7 K325T4、现场测试本着对客户负责的服务精神,在前往客户现场验收测试之前,坤驰科技的相关工程师进行了严格的内部调试与验证,并开发了一些用户用的到的相关应用功能,在确认没有任何问题后,前往用户应用现场进行测试,整个现场验收过程愉快、顺利,无论是产品性能还是坤驰工程师的服务态度都得到了用户极高的评价。
船舶姿态测量信号采集系统
船舶姿态测量信号采集系统摘要:船舶在航行的过程中,会随着海浪等因素的影响,出现各种摇摆运动,这种现象会对船舶在海上航行的安全性带来负面的影响。
因此,为保证船舶航行的安全性和稳定性,对其姿态测量进行深入的研究。
在船舶姿态测量中,首先要进行的就是信号的采集,有了船舶姿态的信号,才能够对其姿态进行修正,进而避免各种危险事故的发生。
目前的船舶姿态测量信号采集系统存在诸多缺点,如采集精度低、信号响应时间长等。
针对这些缺点提出一套新型的船舶姿态测量信号采集系统方案。
实验数据表明,提出的船舶姿态测量信号采集系统,能够实时有效对船舶姿态测量信号进行采集,系统精度及可靠性较高。
关键词:船舶;姿态测量;信号采集引言随着信息技术的发展,数据采集系统被广泛应用到各行各业,数据采集系统是其他系统运行的基础。
在应用实践中,数据采集系统可以实现对数据的处理和分析。
数据采集系统能够很大程度上提高社会生产效率,便捷人们生活,数据采集系统在运行过程中,可能受到环境因素的影响,降低数据采集的准确性,使得数据系统工作效率降低。
1船舶姿态测量信号采集系统设计1.1船舶姿态测量信号采集系统硬件设计根据船舶姿态测量信号采集系统的总体框架,其硬件主要包括加速度传感器、横倾角传感器、纵倾角传感器和RDC芯片。
要对船舶姿态测量的信号进行采集,需要对各个传感器的参数进行设置,并对其进行具体分析。
加速度传感器主要是对船首和船尾的加速度信号进行采集,分别将传感器安装在船舶的船首和船尾,将船首和船尾的加速度信号传输给数据采集卡。
横倾角传感器和纵倾角传感器是通过感知船舶的倾斜程度对船舶的倾角信号进行采集。
这2个倾角传感器采用相互垂直的方向进行安放。
采集卡是对得到的各方面信号数据进行汇总。
各个传感器用同样的数据接口对其进行连接,将数据信号传输到采集卡(RDC芯片),实现对各个信号的采集。
1.2船舶姿态测量信号采集系统软件设计基于船舶姿态测量信号采集系统的硬件设施,对其软件部分进行设计。
研华高速采集卡PCI-1714在发动机声音与振动监测的应用
系统描述基于Internet 的自动化以太网技术应用于工业及办公环境,并以极快的速度进入工业现场; PC_Based Automation 越来越成熟,逐步走向最前沿; 基于网络的科技正渗透到工业自动化中;以提供解决方案为主的客户导向正在取代产品导向。
FA-工厂自动化应用领域– 生产线:传送装置、车间、仓库– 批量生产控制:制药、食品加工、制酒行业 – 原材料处理:空气压缩、气体加工、水处理 应用技术:过程信号采集 过程控制 设备检测/运动控制 传统设备联网 工业以太网 人机界面案例名称: 工业自动化行业应用实例 行业分类:工业自动化 地点:ADAM-5510在国家级地表水检测中的应用国家现在正有计划的在各个水系,支流开始设立监测站,进行水质与水文监测,并希望最终能够在全国范围内形成监控网,具体的系统规划如下:(以长江流域为例)1.建立地区级水资源监测站,收集自然水的多种物理量信息,包括PH值,DO(溶氧),浊度,水温,电导,COD(化学耗氧量),TOC(总有机碳),氨氮等。
2.在本地纪录各种量的历史值,并在需要时上传到中心站3.水质监测信息通过电话网从监测站传输到地区环保监测中心,还可以通过卫星将数据传输到国家环保总局,进行统一的分析和处理。
工业级联网通讯工业以太网安全性要求1.数据加密(Data Encryption)、IP访问控制2.主机/设备冗余切换3.信号隔离/浪涌保护/故障处理自动重连4.设备自诊断/故障报警控制5.宽电压(10-30V)/冗余电源6.坚固安装:DIN导轨安装、面板安装、堆叠安装7.宽温度范围:-10~70 C项目实施水质自动监测站系统解决方案及系统配置1. ADAM-5017: 通过各种专用传感器,采集水质中的5项参数,包括PH值,DO(溶氧),浊度,水温,电导2. ADAM-5060: 在采样水质的过程中,控制各类阀门和水泵的工作状态和启停,保证整个采集过程的顺利进行3. ADAM-5090: 一方面通过RS-232与带有串口的智能仪表相连,获取被测参数值,另一方面与Modem 相连,将计算整理好的数据传输通过电话专线传输到地区环保监测中心4. ADAM-5510: 通过执行其内部用C语言编写的程序,自动的控制各个ADAM模块工作,从而就控制了整个监测的全过程。
轮机工程毕业论文---浅析基于数据采集卡的船舶机舱监控系统设计
浅析基于数据采集卡的船舶机舱监控系统设计船舶机舱监控系统是船舶自动化系统的重要组成部分。
船舶机舱的自动化程度在某种程度上就代表了整个船舶自动化系统的先进程度。
船舶机舱监控系统主要用于辅佐操作人员监控各项机组运行参数的变化情况,一旦发生异常,立即向操作人员发出警报,以便操作人员在第一时间检查警报信号发生处,并迅速做出处理,以减少非正常情况对船舶动力乃至整个船舶自动化系统造成的损害,从而大大降低船舶的损耗。
一直以来,船舶成本低、高效益、无事故是机舱监控的目的。
因此,研究船舶机舱监控系统有很大的必要性和实用性。
LabVIEW作为编程语言,编程灵活高效且面对对象,其强大的图形编辑能力及可视化编程环境更是快捷简便;数据采集卡作为普遍使用的一种实现数据采集功能的计算机扩展卡,可以通过以太网、USB、火线(1394)等多种型号的总线接入计算机,使用方便。
本文主要介绍了基于LabVIEW和数据采集卡的船舶机舱监控系统,该系统主要包括了用户登录、模拟量采集和开关量采集三部分,其中模拟量部分采集了温度、压力、电压等信号。
系统监控了船舶运行时主柴油机、辅柴油机、电站、主锅炉和辅锅炉的多个相关量。
关键词:LabVIEW;监控系统;船舶;机舱监控;数据采集。
目录第一章绪论 (8)1.1.课题研究目的及意义 (8)1.2.机舱监控系统国内外研究现状 (8)1.3.论文的主要内容 (9)第二章LabVIEW软件介绍 (10)2.1LabVIEW简介 (10)2.1.1LabVIEW概述 (10)2.1.2LabVIEW的优势 (10)2.2LabVIEW编程环境 (11)2.2.1启动界面 (11)2.2.2控件选板 (12)2.2.3函数选板 (13)2.2.4工具栏 (15)2.2.5工具选板 (16)2.3LabVIEW和数据采集 (13)第三章机舱监控系统软件设计 (21)3.1系统组成 (21)3.2设计步骤 (21)3.2.1用户登录 (21)3.2.2模拟量采集 (23)3.2.3开关量采集 (29)第四章程序仿真 (31)4.1用户登录仿真 (31)4.2模拟量采集部分仿真 (32)4.3开关量采集部分仿真 (32)结论 (33)致谢 (33)参考文献 (34)第一章绪论1.1. 课题研究目的及意义船舶机舱监控系统是船舶自动化系统的重要组成部分,船舶机舱监控系统主要用于辅佐操作人员监控各项机组运行参数的变化情况,一旦发生异常,立即向操作人员发出警报,以便操作人员在第一时间检查警报信号发生处,并迅速做出处理,以减少非正常情况对船舶动力乃至整个船舶自动化系统造成的损害,从而大大降低船舶的损耗[1]。
船舶智能监控系统的研究与应用
船舶智能监控系统的研究与应用在当今全球化的经济格局中,海洋运输占据着举足轻重的地位。
船舶作为海洋运输的主要载体,其安全、高效的运行至关重要。
随着科技的飞速发展,船舶智能监控系统应运而生,为船舶的运营管理带来了革命性的变化。
船舶智能监控系统是一个融合了多种先进技术的综合性系统,旨在实时获取船舶的运行状态、环境信息以及货物情况等关键数据,并通过智能化的分析和处理,为船员和岸基管理人员提供及时、准确的决策支持。
从功能角度来看,船舶智能监控系统主要包括船舶状态监测、环境感知、货物监控以及安全预警等多个模块。
船舶状态监测模块能够实时采集船舶的主机运行参数、电力系统状态、推进系统工作状况等关键信息。
通过对这些数据的分析,可以及时发现潜在的故障隐患,提前采取维护措施,避免因设备故障导致的航行事故。
环境感知模块则借助各类传感器,如气象传感器、海洋水文传感器等,实时获取船舶周围的气象条件、海浪情况、水流速度等环境信息。
这些信息对于船舶的航线规划、航速调整以及避碰操作具有重要的指导意义。
货物监控模块可以实时监测货物的装载情况、温度、湿度等参数,确保货物在运输过程中的安全和质量。
安全预警模块则通过对各种监测数据的综合分析,当发现可能威胁船舶安全的情况时,如恶劣天气、船舶碰撞风险等,及时发出警报,提醒船员采取相应的应对措施。
在技术实现方面,船舶智能监控系统依赖于一系列先进的技术手段。
传感器技术是其中的基础,各种高精度、高可靠性的传感器能够准确地采集船舶及周边环境的各种数据。
数据传输技术则保证了采集到的数据能够快速、稳定地传输到数据处理中心。
目前,卫星通信、无线通信等技术的应用,使得船舶在远洋航行时也能够实现数据的实时传输。
数据分析和处理技术是船舶智能监控系统的核心,通过运用大数据分析、机器学习等技术,对海量的监测数据进行深度挖掘和分析,提取有价值的信息和知识。
智能算法的应用能够实现对船舶运行状态的预测、故障诊断以及风险评估等功能。
研华板卡参数说明
研华板卡参数说明 Modified by JACK on the afternoon of December 26, 2020研华采集卡参数说明摘要:数据采集卡名目繁多、类型丰富,功能强大,很多数据采集卡不仅具有模拟量的输入、输出功能,同时也具有开关量的输入、输出功能和其他很多特殊功能。
这些数据采集卡能满足绝大多数检测与控制系统中数据采集要求。
熟悉与数据采集卡向光的技术指标和技术术语,对理解数据采集卡的工作原理并正确地做出选型,具有十分重要的意义。
下面以研华数据采集卡来说明一)模拟量输入1、通道数(Channels)通道数指可同时采集模拟量的个数,例如在温度场实验中,我们需要检测6个不同物理位置的温度,这时就需要在6个不同位置安装温度传感器,每一个传感器都会输出自己位置的温度信号,数据采集卡就至少需要6个AD转换器,来满足系统检测的要求。
绝大多数数据采集卡上只有一个AD转换器,通过使用模拟开关来分时采集不同通道的数据,从而得到多通道的数据采集卡。
2、分辨率(Resolution)一般数据采集卡的分辨率也是该设备中AD转换器的分辨率,大多数数据采集设备采用逐次比较型AD转换器,分辨率一般有8位、10位、12位和16位,目前大多数数据采集卡都具有12位和16位两种分辨率。
12位的分辨率可以分辨,满程电压的1/4096,16位可以分辨满程电压的1/65536。
3、精度精度是指数据采集卡在满量程范围内任意一点的输出值相对于其理想值之间的偏离程度。
数据采集卡的精度受卡上放大倍数的影响比较大,一般厂商给出的数据采集卡的精度指标都很高,12位AD采集卡的精度在满程输入电压(FSR)的%+1LSB,但在实际检测过程中,受到很多因素,特别是外部电磁干扰信号,电源干扰和传感器噪声等影响因素的限制,检测的精度往往达不到这样的水平。
在实际应用中,干扰严重的环境可能使采样结果与厂商标称的精度相差甚远,在弱信号(例如热电偶信号)和高阻抗输出信号(例如压电陶瓷传感器、锆氧传感器输出信号)的才集中尤其如此,原因是逐次比较型AD采集的是微秒级时刻的电信号,而实际输入的信号是传感器输出信号与干扰信号的叠加,在这些干扰信号中,工频干扰信号是比较普遍的,防止工频干扰信号比较有效的方法是与工频信号同步,在工频周期时间内连续采集若干个信号取平均值,这样操作会降低实际的采样速度,在不需要高速采集但要求高精度采样的情况下可以得到比较好的效果。
一种高速采集卡在环境模拟试验设备中的应用
d s r e a e n t e p o l e ur me ti h l S d 8 t o 0 . .T e is e h t eci d b sd o h rf e rq i b i e n n t e Mi— t 一 F Meh d 5 0 4 h s u s t a I O
在环 境 模 拟试 验设 备工 程 中应 用 的要 求 、过程 和 结论 ,并 联 系实 际 ,提 出设 计 应 用 中应 注 意 的 问题 , 以便实 现
和改 进 系统性 能 ,为用 户 创造 价 值 。
关键 词 :环境试验标准; 环境模拟试验设备 ;数据采集卡;快速减压试验
中图 分类号 :T 7  ̄  ̄ 4. 2
文献标识 码 :A
文章编 号 :1 7 — 4 8 (0 0 2 0 5 - 2 6 2 5 6 2 1 )0  ̄ 0 8 0
Ap l a in o g - p e q iii n Ca d i n p i to fa Hi h S e d Ac u sto r n a c En i o m e t lTe tS se v r n n a s y t m
Ke r s:e vrn na e t tn ad;e vrn na i lt n ts e ie aaa q iio y wo d n io me tl s sa d r t n i me tlsmuai etd vc ;d t c us in o o t
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⏹ 系统需求
整个系统硬件采用研华ACP-4001工业工作站、30MS/s 的PCI -1714高速数据采集卡,以及5MS/s
的模拟数据输出卡PCI -1721。
⏹
系统描述
图
1 系统的工作原理
发动机在正常时,其振动的声音及其自身的振动频谱是有规律的,但是一旦发动机出现异
常时,其频谱便会出现变异和失真。
因此,可以通过监测发动机转动时的声音及其自身振
动信号来判别发动机的健康状态。
在发电机状态监测中,发动机转动时自身发出的声音的
案例名称:研华PCI-1714及其在船舶状态检测中的具体应用
行业分类:智能交通
地点(如:台湾)
监测是一个关键,其次,为整个电机机身的振动监测。
在旋转机械声音处理方面,采用滤
波器的输出用A/D转换器以每秒8~9MS/s采样,处理器每连续存储10240或20480个取
样数据为一帧信息。
图2 流程图
PCI-1714应用的几项关键技术
振动和噪声测试技术的实时性很强,要求其数据的存储和传输必须通畅迅速。
为了达到性能上的要求,在使用PCI-1714时应该特别注意以下几方面:
1. FIFO的运用
为了实时处理振动信号,避免数据覆盖,软件设置FIFO作为数据缓冲区,大小设置为振动信息帧长度的4倍左右。
在PCI-1714板卡中由于每路均内嵌32K FIFO高速同步缓存,足以满足声音、振动对存储的需要。
将采集到的数据存入FIFO,只有当其中的数据达到一个语音帧的长度后,才将数据由FIFO取出,送入编码数据缓冲区。
同样地,经过解码的数据也是存入发送FIFO,在中断到来时,从发送FIFO中取得数据,送到发送寄存器中输出。
程序中利用PCI-1714的结构特性,将FIFO设置为循环缓冲区(Circ-Buf),这样在指针到达缓冲区的底部时,系统会自动修改指针指向缓冲区的头部,而不需人为地修改。
2.数据精度的处理
PCI-1714每路均有独立的S/H(采样保持)以及12bit的A/D,可以满足系统对发电机状态监测的精度要求。
但为确保运算精度和防止数据溢出,在实现过程中主要采用了两种方法:一是对某些精度要求较高的运算,将计算的中间变量采用32位来表示;二是对于幅度范围变化比较大的变量或数组,如激励增益、自适应码本的自相关数组等,采用标量浮点或块浮点表示,用一个字存储使该数或数组规格化所需的左移位数(EXP),其余字存储规格化后的尾数,不仅能够提高运算速度,还可以确保数据的精度。
3. 数据传输
在高速数据采集过程中,数据的位传输数率一直是制约高速数据采集实现的一个关键因素,PCI-1714采用Bus Master DMA把A/D转换数据直接写入系统内存,有效解决了这一问题。
为了防止PCI 总线延时(latency)造成数据丢失,采用了板上提供的32k采样点的FIFO作为缓存,保证了信息帧的完整性和可读性。
软件实施
整个系统采用了Windows2000 操作系统平台,Visual C++为程序开发平台,在本系统中,数字
信号处理是这个程序设计的关键,包含有大量的数据计算、频谱分析和三维图形显示。
Visual C++具有极强的编译能力,但数据处理与图形的编辑能力较弱,Matlab是一种基于解释语言的编程环境,对数字信号处理以及图形的处理能力较强,因此,在本系统中,采用Visual C++进行数据采集、线程以及界面的设计与管理。
数据采集和存储在前台运行,而让Matlab于Visual C++的后台运行,用于对采集的数据进行FFT、频谱分析以及三维图形显示。
这一方法充分利用了Visual C++以及Matlab 的优势。
软件实施过程中,还有一个关键,便是如何防止数据的丢失,数据丢失一般是由数据显示与数据采集之间的矛盾引起的,因为Windows2000是一个多任务、多线程的非实时系统,数据显示、图形显示必然会对要求实时高速数据采集产生一定的时延作用,造成数据丢失、声音的变异和失真,极大影响系统对发动机诊断的准确性。
为克服这一缺憾,我们采用间隙高速数据采集的方式,即在某个时间段内让计算机集中高速采集一组实时数据,并将其暂存于数据缓存池中,然后停止数据采集,集中时间来处理数据、分析、数据输出和屏幕刷新显示等过程。
这样即保证了信号的完整性,又满足了系统对信号处理的要求。
实际上,在我们的试验中,发动机一旦有异常,其声音信号和振动信号会周期性出现较长时间,因此,间隙式的高速采集一般不会影响系统诊断的功能。
图3为实时监测界面。
从图4可以发现,发动机的振动频率主要为100Hz和200Hz,主要为200Hz,同时还参杂一些类似白噪声的高频信号,这些信号可能是数据采集通道、振动传感器等本身的噪声所引起的。
在振动和噪声测试中,我们发现:
在发动机振动剧烈时,如发现还伴有声响,信号的频谱会发生较大的偏移,甚至高频信号会周期性的出现,这种故障一般是其转轮等旋转部件与其他的静止部件发生了碰撞,此时,应立即停止检修;
当船舶航行速度加快,发动机的噪声加剧,同时机组的振动频率以及幅值也在加快,说明此时发动机自身存在缺陷,发动机的输出功率在其额定功率附近。
另外可能是喷油嘴处的喷油量不足引起的;
当船舶航行速度加快,机组的横倾信号的幅值加大,船体航行不平稳,说明可能是螺旋桨的叶片大小不均匀、也有可能是其中的某一叶片破损,断裂等故障。
船舶不同的故障往往与其声音、振动信号出现奇异相关联,因此,只要信号出现奇异,便可判定船舶有故障,同时,进一步对其频谱进行分析,便可了解故障的特征。
图3:声音与振动实时监测分析图⏹项目实施(产品型号及详细产品规格)
⏹系统架构图
总结
基于高速数据采集的船舶健康状态的监测目前是一们新兴学科,关键是基于PCI总线的高性能高速数据采集板卡的研制在基于PC系统的SCADA系统中一直是一个难点,因为高速数据采集板卡的研制不仅要求数据采集具有急速的信号采样频率,更为重要的是要求有较大的板载高速存储空间、信号的同步技术、高速数据锁存技术以及数据传输技术。
作为eAutomation的倡导者的
Advantech公司,推出的PCI-1714板卡,采样速率高达30MS/s、具有四路同步锁存、同步采集、同步存储,对采集的数据采用DMA传输方式等特性,满足了现代工业对一些语音、振动信号处理的要求,本系统的成功应用便是一个证实。