多功能安防設備綜合檢測系統的設計構想

【摘 要】隨著人們的生活水平不斷提高，人們的安全防范意識逐漸增強，安防也開始越來越受到人們的重視。但是傳統安防對人的依賴性比較強，非常耗費人力，而通過融合計算機技術、網絡技術、數字視頻技術、傳統視頻和安防技術的智能安防系統卻顯示出巨大的優越性。消費者對安防產品質量及安全性的要求的不斷提高，以及安防產品生產日益規模化和標準化，作為安防行業的重要組成部分安防產品的檢測就變得不可或缺。同時迫切要求安防檢測機構提高自身檢測水平和能力，提高檢測技術標準。當然所有的檢測標準都是在實際環境或者模擬實際環境進行多次試驗得到的，但是有的時候在進行一種測試的同時稍加處理就可以得到多個技術指標的參數。因此有多功能安防設備檢測系統的出現，所謂多功能安防設備檢測系統就是一個檢測系統能夠同時檢測產品的幾項技術指標，否則多功能就無從談起。本文就是通過對現有安防檢測系統的分析研究，提出設計一套多功能安防產品檢測系統，對系統的設計原理進行了簡單介紹。

【關鍵詞】多功能安防；檢測系統；環境試驗

電子產品的儲存、運輸和使用環境是多因素構成的綜合環境。綜合環境對產品運行所造成的影響常常是單項環境因素試驗代替不了的。因此，綜合環境試驗方法受到人們的重視。綜合環境試驗就是在經濟和技術條件允許的情況下，盡可能在實驗室內再現產品在實際儲存、運輸、使用條件下所經歷的各種環境及其變化情況。環境試驗就是將產品暴露在自然環境或人工模擬的工作環境中，檢測環境中的各種因素對產品運行的影響。而環境試驗實際上就是對產品在實際環境中的貯存、運輸和使用的性能做出評價。通過環境試驗可以得到產品設計和產品性能等方面的信息，是保證產品質量的重要手段。檢驗產品的合格與否不光是看其功能有多強大和性能有多優秀，還要綜合其各方面條件來進行評價，例如在嚴酷環境中，產品能否實現其功能和運行性能是否可靠，若系統發生故障其維修成本的高低等。環境試驗在提高產品運行可靠性方面占有重要位置，可以毫不避諱的說，如果沒有環境試驗，就無法正確鑒別產品的品質、確保產品質量。

本文就是根據目前市場需求，嘗試著自行設計一套多功能安防設備綜合檢測系統，該檢測系統試著模擬相關標準中規定的環境實驗條件對安防設備進行高溫低溫試驗、恒定濕熱試驗、沖擊試驗、正弦振動試驗。該檢測系統主要針對設備的環境適應性的各項指標進行相關試驗，其實質就是一款綜合環境試驗箱。

1.檢測系統設計原則及控制要求

綜合環境試驗是對產品進行環境適應性的鑒定與驗收必須的試之一，而綜合環境試驗箱需要能夠按照試驗的要求，自動的控制試驗箱內的溫度、濕度、振動、沖擊等環境應力。盡可能真實地模擬出產品的實際使用環境，從而可靠地對產品環境適應性進行驗證，從而保證產品能在實際運行環境中安全、可靠地運行。綜合環境試驗不僅在安防領域，在各行業已經廣泛應用。因此可靠地綜合環境試驗系統的構建就變得尤為重要。

1.1系統設計原則

該綜合環境試驗箱與其他控制系統一樣，該控制系統也是為了實現被控對象的工藝要求，以提高檢測效率和檢測質量。因此在控制系統設計時，遵循以下基本要求：

（1）滿足被控對象的控制要求。設計前深入研究被控對象的動作循環，了解季節裝置工作原理，擬定電氣控制方案。

（2）在滿足控制要求的前提下，力求控制系統簡單、經濟、實用、維修方便。

（3）保證控制系統能夠安全可靠的運行。

（4）考慮生產發展和工藝改進，在參數選擇時，適當留有余地。

1.2系統控制要求

該多功能安防設備綜合檢測系統主要是對河北的環境適應性進行檢測，而環境適應性試驗要求對設備進行高溫、低溫試驗、恒定濕熱試驗、沖擊試驗、正弦振動試驗。相應的需要進行控制的也就是試驗箱內部的溫度、濕度、沖擊試驗臺、正弦振動臺。

2.檢測系統的工作原理

該綜合環境試驗系統由信息采集單元、系統控制單元、輸出控制單元、電源模塊四個部分組成。整個系統的工作原理圖如圖所示。

2.1信息采集單元

在該多功能安防設備綜合檢測系統中，主要進行設備的環境適應性的相關試驗。因此，需要對試驗環境的信息進行采集以達到模擬真實環境的目的，可以說檢測系統功能的實現信息采集不可或缺，沒有信息采集或者說信息不能正確的采集，那么這樣的系統是不能滿足生產生活需要的。根據相關試驗要求該檢測系統需要采集的信息主要有試驗箱內溫度、濕度，以及用戶根據試驗相關規定設定的試驗溫度值、濕度值，振動試驗和沖擊試驗的試驗參數。該系統利用傳感器采集溫度、濕度參數。通過外設鍵盤接收用戶設定的試驗參數。

2.2系統控制單元

在該多功能安防設備綜合檢測系統中，對系統通過傳感器采集到的信息以及用戶設定的參數進行對比運算，根據對比運算結果做出控制決策。在該檢測系統中采用PLC作為運算控制核心，組成PLC控制系統。

PLC控制系統具有以下特點：

（1）可靠性高，抗干擾能力強：由于PLC在軟件和硬件方面都進行了完備的可靠性設計，相比于單片機等控制器，PLC在惡劣的工作環境中具有很高的可靠性。它在軟件方面采用數字濾波技術和校驗技術，并且設置了自檢和故障診斷程序，采用周期掃描和對輸入/輸出集中處理的工作方式，有效地提高PLC的抗干擾能力，保證系統能夠可靠運行。硬件方面采用光電隔離、電磁屏蔽、硬件濾波和接地等技術，選用優質器件，可靠安裝，對印制電路板的設計、加工和焊接工藝嚴格要求。對模板和機箱進行完善的電磁兼容性設計，有效地減少環境干擾。

（2）功能強大，擴展靈活方便。PLC不僅具有基本的邏輯運算、定時、計數和順序順序控制能力，還有網絡傳輸、故障診斷與自檢、數值處理、A/D，D/A轉換功能。由于采用模塊化設計，可以方便地擴展多種功能模塊，如觸摸屏、運動控制、高速計數、位置控制等，用戶可根據自己的需要進行組合，構建滿足多種控制要求的自動化系統。同時利用自身的網絡通信功能，實現單機自動化以及計算機集成制造系統、智能控制系統。

（3）編程簡單，修改方便 ：PLC采用的編程語言大多為梯形圖語言，梯形圖符號及其含義與傳統電器控制電路相似，形象直觀、易學易用。若程序出現錯誤，用戶可以通過上位機很方便的用梯形圖修改程序，然后下載到PLC中。

（4）體積小、重量輕、功耗低：由于PLC及其特殊功能模塊中廣泛應用于微電子技術，其結構緊湊、體積小、功耗低，使得系統安裝與維護工作量大大降低。

2.3輸出控制單元

PLC根據對比運算的結果做出相應的控制決策，通過控制相關輸出設備從而完成系統的輸出控制，達到系統的控制要求。

該控制系統是利用 PLC把傳感器采集的有關參數（如溫度、濕度）轉換為數字信號，并把這些數據暫存起來 與給定值進行比較。經一定的控制算法后，給出相應的控制信號對相關設備進行控制。

2.4電源模塊

所有的控制系統要能正常運行，完成控制目的，都必須對系統提供工作電源，該系統也不例外。電源模塊向系統提供電源，保證系統能正常工作。電源模塊需要具備輸出電源穩定、抗干擾能力強、使用壽命長等特點。

試驗箱內的有關參數（溫度、濕度等）通過傳感器檢測，將抽象的信號轉換為具體的電信號，再通過由運算放大器組成的運算放大電路將微弱的電信號放大成的易于系統捕捉的電信號。由于環境溫度與溫度傳感器的輸出電流成正比，且溫度傳感器響應快、線性度好及高阻抗電流輸出等特點，適于遠距離傳輸。溫度傳感器可把-5～55℃的溫度轉換成1～4V的電壓。濕度傳感器也可以將檢測到的10%～90%的相對濕度參數通過測濕調理電路轉換成4～20mA的電流輸出信號。檢測控制系統的執行機構包括制冷設備、加熱設備、加濕設備、除濕設備、振動臺、沖擊試驗臺等設備。系統工作時，PLC通過溫度、濕度傳感器來測量試驗箱內的溫度、濕度并與設定值相比較 ，如果試驗箱的溫度或濕度超出了設定值，PLC就輸出控制指令，控制接通相應的設備，使試驗箱內的溫度和濕度都在設定值誤差允許的范圍內。系統的工作流程為開始——溫度設定——濕度設定——正弦設定——圖像檢測——報警檢測——安全性檢測——極限條件檢測——結束

3.小結

本文主要是根據電子類產品相應的國家標準，以及市場上一些多功能檢測設備，提出構建多功能安防設備檢測系統，由于篇幅所限，主要是闡述了該系統的主要工作原理和工作流程，對其主要電路圖和PLC源程序未做詳細說明，望理解！ [科]