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儀表表盤圖像無(wú)線識(shí)別裝置

作者： 時(shí)間：2017-02-27 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò) 收藏
工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中，有大量的傳統(tǒng)儀表不具有數(shù)據(jù)通信能力，僅有就地顯示功能，通過(guò)圖像識(shí)別技術(shù)可以得到這類儀表的讀數(shù)進(jìn)行本地顯示，然后讀數(shù)信息通過(guò)流程行業(yè)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)。無(wú)線讀表器作為一種儀表表盤圖像無(wú)線識(shí)別裝置，可以將這類傳統(tǒng)儀表的參數(shù)以無(wú)線方式集成到監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)中，確保員工安全和提高工作效率，進(jìn)一步提高生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化水平。

概述

工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中，有大量傳統(tǒng)儀表僅有就地顯示功能，需操作人員去儀表安裝現(xiàn)場(chǎng)就地讀數(shù)，與控制室無(wú)任何聯(lián)系，根本談不上與控制系統(tǒng)通信的問(wèn)題。像就地顯示的壓力表、溫度計(jì)、真空表等等（見(jiàn)圖1）。

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但隨著生產(chǎn)技術(shù)水平的提高，對(duì)過(guò)程檢測(cè)參數(shù)集中監(jiān)測(cè)的要求越來(lái)越迫切，對(duì)這一類就地顯示儀表的改造也列上議事日程了。一種辦法是采用可以遠(yuǎn)傳信號(hào)的變送器取代就地顯示儀表，這不僅涉及較多的投資，也需拆除就地顯示儀表、安裝新的變送器，這個(gè)過(guò)程可能要在管道、設(shè)備上進(jìn)行切割、焊接，敷設(shè)導(dǎo)線或中斷生產(chǎn)過(guò)程。另一種辦法是采用儀表表盤圖像無(wú)線識(shí)別裝置，直接在原有就地顯示儀表的儀表表盤上安裝圖像無(wú)線識(shí)別裝置，將原有就地顯示儀表的顯示值轉(zhuǎn)換成數(shù)字讀數(shù)后，再以無(wú)線通信的方式傳送到控制室的控制系統(tǒng)。這樣可以避免拆卸舊的儀表、破壞壓力密封且無(wú)需進(jìn)行泄漏檢查，還可以在不影響原有儀表的顯示和無(wú)需停產(chǎn)的條件下快速完成原有就地顯示儀表的改造升級(jí)工作。無(wú)線讀表器與有線變送器方案投資比較見(jiàn)表1。

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2008年11月，美國(guó)霍尼韋爾（Honeywell）公司與賽普拉斯環(huán)境系統(tǒng)（Cypress Envirosystems）共同開(kāi)發(fā)了無(wú)線讀表器產(chǎn)品，它是符合ISA100.11a無(wú)線通信國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的霍尼韋爾OneWireless無(wú)線網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中的一類無(wú)線設(shè)備。

中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所也對(duì)儀表表盤圖像無(wú)線識(shí)別裝置進(jìn)行了研究，提出了一種符合由中國(guó)提出并制定的WIA-PA無(wú)線通信國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)儀表識(shí)讀裝置的設(shè)計(jì)方案。

儀表表盤圖像無(wú)線識(shí)別裝置的工作原理

圖2所示為美國(guó)霍尼韋爾公司的無(wú)線讀表器在就地壓力表上安裝示意圖，當(dāng)就地壓力、溫度、真空顯示儀表為圓形、表盤直徑為38mm~152.5mm之間時(shí)，它可以通過(guò)安裝用適配器直接夾在現(xiàn)有的就地顯示儀表的表盤上，安裝用適配器2需根據(jù)就地壓力表3的尺寸選用，而無(wú)線讀表器1通過(guò)安裝用適配器固定在就地壓力表上。

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工業(yè)儀表識(shí)讀裝置主要由圖像采集模塊、處理器模塊、無(wú)線模塊及實(shí)現(xiàn)輸入輸出、電源和存儲(chǔ)功能的母板模塊等幾部分構(gòu)成。圖像采集模塊中的圖像傳感器包括可提供閃光支持、自動(dòng)聚焦、光學(xué)縮放以及機(jī)械快門支持的微控制器，圖像傳感器獲取儀表表盤圖像。圖像處理及識(shí)別軟件負(fù)責(zé)對(duì)獲取的儀表表盤圖像進(jìn)行感興趣區(qū)域的分割、增強(qiáng)、二值化處理及識(shí)別儀表數(shù)值。對(duì)于指針型工業(yè)儀表主要通過(guò)判斷圖像中指針的角度來(lái)得到儀表讀數(shù)。
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