工业仪表与自动化装置 /oa 地热回灌水处理电控系统设计与应用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20251278 以天津某地地热回灌水处理项目为背景,设计了一套工艺为“药剂投加+混凝沉淀 +管式微滤膜过滤”的电控系统。通过分析工艺各单元自动控制逻辑,重点阐述了电气供电、控制方法、仪表监测的硬件配置,以及西门子S7-300系列PLC模块化程序与人机界面的开发过程。该系统已在项目现场成功应用并稳定运行,结果表明,系统运行安全可靠,能精准实现设备联动、参数调节与安全联锁,有效保障回灌水质达标,在提升地热回灌处理智能化水平的同时,实现了少人值守,为同类孔隙型热储地热回灌项目提供了技术借鉴。 2026年06月15 00:00 2026年03期 3 8 1343255 杨树军1;黄浩鹏2;宋代旺1;汪程鹏1;张寅1;晏鹏1 基于STM32+FPGA线路故障自动检测系统设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20251246 该文设计并实现了一种基于STM32和FPGA双控制器的线路故障自动检测系统。该系统通过采集电力线路的电压、电流等参数,利用STM32的高性能处理能力,运用故障检测算法,实现对线路短路、断路、接地等常见故障的实时监测与诊断。系统采用模块化设计,包括信号采集模块、数据处理模块、通信模块和报警模块。信号采集模块通过传感器获取线路的实时数据;数据处理模块利用FPGA进行快速傅里叶变换(FFT)和小波变换等算法分析,识别故障特征;通信模块通过无线或有线方式将故障信息传输至监控中心;报警模块则通过声光报警提示故障发生。实验结果表明,该系统能够准确、快速地检测线路故障,具有较高的可靠性和实用性,适用于电力系统的故障监测与维护。 2026年06月15 00:00 2026年03期 9 15 1608526 江丰;唐晨;谢永超 基于ZYNQ-7020核心板的高速多通道自动化测试平台 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20251145 随着信息化技术的快速发展,产品质量标准持续提升,在产品生产、试验及交付环节需开展多轮测试,其涉及到的检测参数日益增多。该文提出一种基于ZYNQ-7020的高集成数字平台式多通道自动化测试系统,阐述了硬件框架、工作原理及软硬件模块设计方案,总结了该方案下产品的技术特点与应用场景。该系统可大幅提升批量生产阶段的测试效率,适用于信息领域产品的高复杂度测试需求。 2026年06月15 00:00 2026年03期 16 19+42 1728986 白雪娟;梁涛涛;张佩佩 煤矿井下无人车辆液压制动控制系统设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20251256 针对井下无人车辆的研制需求,设计了一套液压制动控制系统。针对车辆行车制动与驻车制动过程,采用液压仿真软件AMESim进行仿真分析,同时在实验平台上开展试验验证。通过对仿真与试验数据的对比分析,验证了所设计井下液压制动控制系统的正确性与可行性,为矿井下无人车辆的制动系统设计提供了可靠的参考依据。 2026年06月15 00:00 2026年03期 20 24+34 2273927 刘畅 水质在线监测系统的设计与应用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20251173 该文针对传统水质监测的滞后性与人工依赖问题,设计了一套覆盖源水、过程水及出厂水全流程的多指标在线监测系统。系统通过部署多种类水质在线分析仪表(如 pH 、浊度、余氯、氨氮、高锰酸盐指数、电导率等),利用分布式PLC站进行数据采集与协议转换,经由工业以太网将实时数据上传至中央监控平台(SCADA)。重点阐述了系统的总体架构设计、现场仪表部署与安装、数据采集与控制,监控管理平台功能及实际应用。应用结果表明,该系统实现了水质数据的实时感知与智能预警。基于实时数据的智慧加药模型,实现了加药量的精准调控,在降低药耗的同时,显著提升了水厂运行的智能化水平与供水安全。 2026年06月15 00:00 2026年03期 25 29 1721249 曹震迁;王正;屈兴亮;杨宁;章佳禄;王安琦 基于PLC与MCGS的智能烘干除菌系统 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20260002 针对消防员战斗服及战斗靴在灭火救援后潮湿、沾染有害物质、易滋生细菌且传统烘干方式效率低、损伤装备、无消毒功能等问题,为此设计了一套基于西门子S7-200SMARTPLC为控制核心、以MCGSTPC1031Ni触摸屏为人机交互界面的专用智能烘干除菌系统。该系统集成了分区温湿度控制、自适应烘干工艺、臭氧/紫外线协同除菌三大核心功能。通过PLC精确控制热风循环、除湿及除菌单元,并利用MCGS组态软件实现了“一键式”装备类型选择、烘干状态三维可视化、安全联锁报警及维护管理。实际应用表明,该系统能在 90 min内完成一套重型战斗服及战斗靴的彻底烘干与高效除菌,相比传统方法效率提升超 50%,同时装备材料强度衰减率降低至 5%以下,显著提升了消防装备的后勤保障效能与使用安全性,实现了消防装备后勤保障的智能化与标准化,为流程工业装备在专业领域的创新应用提供了范例。 2026年06月15 00:00 2026年03期 30 34 1185683 李杨 基于PLC的市政排水一体化泵站控制系统的设计与实现 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20260106 针对传统市政排水泵站存在的能耗偏高、响应滞后及自动化程度不足等问题,该文设计并实现了一套以PLC为核心的智能集成控制系统。该系统基于“集中监控、分散控制”理念,构建了监控管理、网络通信与现场控制三层分布式架构,通过工业以太网实现数据贯通与指令协同。在控制策略上,综合了液位动态调节、变频PID闭环控制、分时电价响应与设备均衡轮巡等方法,形成安全、节能与经济运行相结合的多目标优化方案。硬件采用模块化PLC与“一拖二”变频主电路设计,支持冗余运行;软件通过结构化编程开发了智能决策、闭环调节与泵组协同等功能模块,实现自动/手动/远程多模式控制。实际运行表明,该系统在保障排水安全的前提下,显著提升了泵站运行效率、降低了能耗,为同类市政排水设施的智能化升级提供了可行路径。 2026年06月15 00:00 2026年03期 35 42 1815713 王小虎1;王芹2 基于LabVIEW的AD9910自动测试软件设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20260074 随着科技地发展,AD9910芯片市场需求量越来越大,对芯片出厂测试的时间和准确性提出了更高要求,因此设计了一种基于LabVIEW的AD9910自动测试软件,该软件通过程控信号源、频谱仪等设备实现了对AD9910出厂参数一键自动化测试的功能,测试用时少至20S,软件还包含自动检测各设备端口号、各设备网络检查、FPGA程序下载、测试数据保存等多种功能,通过与芯片指标及老的测试设备结果进行对比,确定本文设计的自动测试软件完全满足AD9910出厂测试要求的功能与性能,具有工程应用价值。 2026年06月15 00:00 2026年03期 43 47 1483679 丛志红;杨飞虎 面向铁路货车车钩的自动化除尘系统研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20260039 针对铁路货车车钩人工清洁效率低、质量不稳定及作业环境危害大等问题,文中设计并实现了一套基于光栅投影识别、机器人轨迹规划和清洁度机器视觉检测的自动化除尘系统。该系统能够通过光栅投影技术自动识别车钩型号,结合六轴工业机器人搭载柔性力控补偿装置,实现车钩复杂表面及钩腔内部的高效柔性除尘。设计采用横向与纵向复合轨迹规划策略,确保除尘头对边角、交叉孔等不规则区域的覆盖性清洁。系统同时集成工业热风机干燥、耗材自动更换及集尘过滤模块,并引入视觉检测技术对比工件表面涂层特征,实时判断清洁度。应用结果表明,该系统实现了除尘流程全自动化,数据无线传输与无纸化记录,显著提升了清洁效率与一致性,降低了人工劳动强度及粉尘暴露风险。在实际运行中系统稳定性良好,为铁路货车检修信息化与标准化提供了技术支撑。 2026年06月15 00:00 2026年03期 48 53 1720049 王鹏 一种海上风机行为视频监控系统的设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20260017 传统视频监控系统依赖全局特征提取方法,易受云层、海浪等背景噪声干扰,导致故障定位精度偏低、故障位置判断确定性偏低。为此,设计海上风机行为视频监控系统。在服务器模块中,设计了基于无线局域网的嵌入式数字网络视频监控服务器架构。在海上风机行为视频监控模块中,针对不同区域配置不同的监控摄像设备,联合嵌入式数字网络视频监控服务器实现海上风机行为视频监控数据采集。在海上风机故障检测模块中,设计你只看一次基于(You Only Look Once, YOLO)的注意力机制故障目标检测网络,基于采集的海上风机行为视频监控数据实现风机故障检测。将所设计系统安装于实验海上风电场中,测试系统性能。结果显示:设计系统的定位精度评分为1.0,故障定位置信度熵整体低于0.3,证明了系统对故障位置的判定具有高度确定性,应用精度较高。 2026年06月15 00:00 2026年03期 54 58+83 1714899 李健平,伍尚斌*,邓浩钦,巫凯宇 基于电阻应变原理的称重式小型蒸发器设计与实现 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20260082 当前小型蒸发器依赖人工观测精度较低、实时性差,大型蒸发器与蒸发池冬季结冰期无法运行,为解决这些局限性,该研究提出了一种基于电阻应变原理的称重式小型蒸发器,通过防震称重平台与防风防鸟兽结构、24位高精度AD采集电路设计,结合二次多项式温度补偿算法与自适应滤波算法,实现了蒸发量的高精度、动态且连续的蒸发监测。实验室试验结果表明,仪器在0~ 100 mm 测量内,蒸发量≤10 mm时,绝对误差 ≤0.1 mm,蒸发量>10 mm时,蒸发量相对误差≤0.9%。在安阳气象观测场进行的野外对比观测试验表明,设备缺测率仅 0.42%,冬季结冰期仍可正常观测,蒸发量≤10 mm时,绝对误差≤0.2 mm ,蒸发量>10 mm时,蒸发量相对误差 ≤1.9%,日蒸发量与人工观测数据变化趋势一致性良好。该仪器符合业务运行观测要求(0~100 mm ,绝对误差 ≤ 0.2 mm(≤10 mm),相对误差 ≤2%(>10 mm),可广泛应用于气象观测、农业灌溉、水资源管理及科学研究等领域。 2026年06月15 00:00 2026年03期 59 64 1610033 安素霞;李明放;王中金;李佳;李爽 一种用于水利灌溉井的管道压力在线检测装置的设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20250789 为解决水利灌溉井管道的测压仪表送检时间长以及拆卸不便等问题,该文设计了一款压力仪表在线检测装置。该装置通过高压连接管将灌溉系统的压力仪表和压力标准器直接连接,实现在不关闭灌溉系统和不拆卸压力仪表的前提下在线检测。装置采用纯机械结构设计,安装成本较电子传感器低约40%,且无需布线,适用于偏远地区及中小型灌溉井。该装置以其高可靠性、低成本与强环境适应性,不仅解决了传统检测方法的痛点,还显著提升了灌溉效率与资源利用率,为农村及偏远地区的经济发展提供了有力支撑,助力国家节水战略与农业现代化目标的实现。 2026年06月15 00:00 2026年03期 65 69 1660100 王晓菲1;闫小妞1;任艳萍2 基于树莓派与STM32主从控制的两轮移动拍摄机器人设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20260099 针对现有移动拍摄机器人成本高、运动模式单一、灵活性受限等问题,设计了一种两轮移动拍摄机器人。该机器人以树莓派3B+ 为主控制器,搭建网络服务器并通过Wi-Fi模块与上位机控制平台实时交互;以STM32单片机为从控制器,在传统PID控制基础上引入飞轮电机与惯性飞轮组件,将JY901九轴姿态传感器采集到的机器人倾斜角度与角速度作为反馈量,构建串级PID双闭环控制系统。主从控制器经串口通信,协同控制步进电机、飞轮电机、拍摄模块及舵机等电路,结合自主开发的上位机控制平台,实现了机器人“自行车式直行”“斜向行进”与“横向移动”三种模式下的移动拍摄。实验结果表明,该机器人实现了水平方向 0~360°、垂直方向 0~180°的视角范围拍摄,在不大于1 N撞击力的扰动载荷作用下,1.5 s内自动恢复平衡,具有成本低、灵活性好、稳定性高的特点。 2026年06月15 00:00 2026年03期 70 77 2560316 苏宏锋1,2 极端湍流下火力发电机组引风机异常振动自适应控制 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20251244 极端湍流条件下,因整机振动和变化幅值测算精度不足、传统控制方法无法同步处理异常振动目标及缺乏自适应控制区间调节机制,导致引风机控制失衡。为此,提出火力发电机组引风机异常振动自适应控制方法。通过精确测算输出模糊控制目标,采用上下阻尼优化策略建立自适应控制区间,并动态平衡运行频率,实现精准控制。实验表明,该方法在一倍频与高频振动下位移值为 3.2~4.5 mm,控制精度和性能优越。 2026年06月15 00:00 2026年03期 78 83 1706391 董英杰1;周小平2;刘强2;梁登3 液压系统压力变送器变频调速恒压节能控制方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20251237 在液压系统变频调速恒压控制中,实现精确节能的核心难点在于:传统基于二阶校准的信号处理方式,难以克服压力信号编码模糊带来的控制滞后与超调问题,尤其在负载频繁波动工况下,易导致液压泵空载能耗居高不下。为攻克此难题,研究提出了一种基于高精度压力变送器与PLC-PID动态调频的恒压节能控制方法。该方法的核心在于构建一个高响应闭环控制系统:通过高精度压力变送器实时捕获系统压力微变化,并将信号无损反馈至PLC;控制器运用模糊PID算法,解算并预测负载需求,进而精准调节变频器输出频率,实时控制电机转速,最终实现泵输出流量与动态负载需求的最佳匹配。实验结果表明:相较于传统方法,该方法能有效抑制控制振荡,在不同工况下将系统空载能耗稳定控制在5 kW以内,且于频繁变载场景下,系统压力稳定无脉动,显著提升了液压系统的动态响应品质与绿色节能效益。 2026年06月15 00:00 2026年03期 84 89+96 2372629 谢惠玲 平流层飞艇气囊超压氦气压缩装置关键技术研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20251153 针对常规叶轮式压缩机无法满足平流层飞艇压缩氦气指标需求的问题,提出了基于活塞式气泵原理构型的氦气压缩装置设计参数确定方法。通过对平流层飞艇驻空阶段气囊压力影响因素的系统分析,明确了氦气压缩装置的流量、压缩比及功率计算方法,并基于设定的压力控制阈值建立了压力计算模型和数值仿真。结合某型平流层飞艇技术验证目标艇电源系统配置,对压缩装置的能源需求进行了校核,并通过飞艇驻空阶段的气囊压力数值仿真进行了验证。结果表明,该文提出的指标计算方法合理可行,压缩装置的工作过程和能源消耗模式符合设计预期。 2026年06月15 00:00 2026年03期 90 96 1500204 付莹波1;李辉1;许锋2 基于卷积循环神经网络的氧化铝涡街流量计计量误差智能化识别 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20251264 不同氧化铝涡街流量计信号在同一时间切片上的关联性存在差异,准确率不稳定,为此,开展了基于卷积循环神经网络的氧化铝涡街流量计计量误差智能化识别研究。结合高斯-牛顿法和梯度下降法解决氧化铝涡街流量计计量参数的非线性最小二乘问题,通过实现对数据的收敛,避免卷积循环神经网络陷入局部最小值。利用卷积循环神经网络对计量误差进行识别时,构建了共享卷积核参数和层间稀疏性连接关系,使得神经网络输出结果的损失稳定在较低水平,避免误差学习丢失导致的识别结果可靠性较低问题。在测试结果中,设计方法对不同程度氧化铝涡街流量计计量误差的漏检率稳定在0.05以下,对于不同流速工况下氧化铝涡街流量计计量误差的识别准确率稳定在0.93以上,具有较高的可靠性。 2026年06月15 00:00 2026年03期 97 102 1563581 杨威 基于HART通讯的仪表伴热监测系统开发与应用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20260005 针对中海石油华鹤煤化有限公司(以下简称“华鹤公司”)仪表伴热人工巡检效率低、实时性差以及风险高的问题,创新性开发了一套基于HART通讯的仪表伴热智能监测系统。该系统充分利用现有智能变送器内置温度传感器、HoneywellDCS系统及MES平台资源,通过HART协议读取变送器温度数据,在DCS层实现状态监测与分级报警,并通过MES系统提供移动端实时监控、历史趋势分析及线上巡检功能。应用结果表明,该系统显著降低了设备投入和人力成本,提升了监测的实时性与可靠性,有效预防了仪表冻堵及设备故障,为化工行业智能化巡检提供了可复制方案。 2026年06月15 00:00 2026年03期 103 106 1648517 于少锋;刘成亮 基于热网络模型的永磁电机温升与冷却系统联动控制方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20260007 针对永磁同步电机(PMSM)在高功率密度运行条件下存在的过热风险及冷却系统能效优化需求,该文提出了基于热网络模型的温升与冷却系统联动控制方法。构建了温升状态与冷却参数(包括冷却液流量和入口温度)之间的动态耦合关系。基于该模型,设计了联动控制策略:实时监测电机的工况(如电流、转速)以及关键温度点,并驱动模型在线计算当前的热状态及未来的温升趋势;控制器根据这些信息动态调节冷却系统的输出(如变频水泵的转速和阀门的开度),在确保电机各部位温度严格控制在安全限值内的同时,实现冷却能耗的最优化。试验结果表明,相较于传统控制策略,该方法实现了更低的超调量(中位数为1.5%)、更短的响应延迟 (3.2 s) 以及更低的平均功耗(185.8 W),表明显著提升了温升管理的精准性、实时性与节能性,有效平衡了电机安全运行与系统效率,为高性能电机的热管理提供了先进解决方案。 2026年06月15 00:00 2026年03期 107 112+128 1615845 黄明佳 基于XGBoost的供热系统温度变送器故障检测与容错控制研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20260037 为提升供热系统可靠性,本研究提出一种针对温度变送器故障的智能容错策略。该策略包含故障诊断与容错控制两部分。在诊断部分,融合极限梯度提升算法(XGBoost)预测与序贯概率比检验(SPRT),构建动态检测机制。XGBoost提供温度预测值,SPRT对预测偏差进行序列分析,从而实现对小幅度漂移与突发故障的快速、可靠辨识。在容错部分,采用双模软冗余设计,故障发生后,系统自动切换至备用信号源:模式一采用XGBoost预测值作为虚拟传感器输出;模式二基于热网物理关系,利用其他正常测点数据解析出替代值。二者通过置信度评估实现无缝切换,保障系统连续运行。应用结果表明,该方法能显著缩短故障检测时间,并在传感器故障后维持供水温度稳定,有效避免了系统停机与能耗上升,提升了供热安全性与可靠性。 2026年06月15 00:00 2026年03期 113 117 1463980 葛振福1;侯晨晨2 基于MCD的转炉煤气回收系统管网压力智能控制方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20260101 为提升转炉烟气回收系统管网压力的控制能力,确保转炉烟气回收系统运行的稳定性,研究基于机电一体化概念设计(MCD)的管网压力智能控制方法。依据转炉烟气回收系统的实际工艺,运用MCD搭建虚拟仿真环境,为控制方法的验证提供可靠平台;设计Smith预估补偿的非线性PID控制算法,引入双曲正割函数、指数函数构建非线性增益调节模块,动态适配管网压力的非线性特性,通过Smith预估器补偿系统纯滞后,形成闭环控制架构;在MCD虚拟环境中开展多工况实验验证,结果表明:稳态工况下,管网压力可在2 s内收敛至预设值(-40 Pa),波动区间为-39.9 -40.1 Pa,最大偏差绝对值≤0.1Pa;施加≤20%烟气量突变扰动后,压力最大偏差≤1.0 Pa,且能在 0.5 s内恢复稳定;180 min长期连续运行中,压力偏差绝对值≤0.3 Pa,全程无振荡、漂移;多预设压力切换时,响应迅速且无超调,稳定后偏差≤0.2 Pa。 2026年06月15 00:00 2026年03期 118 124 1387518 刘学飞 空调系统压力变送器的可靠性分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20260189 为保障空调系统压力变送器在国防系统等领域的稳定运行,该文对其开展可靠性分析研究。首先阐述空调系统压力变送器由的整体结构与信号转换工作原理,明确从性能与寿命两维度开展可靠性分析的思路。从性能上,分析其高精度稳定性、强抗电磁干扰、自诊断及长期低漂移的核心优势;从寿命角度,判定仪表外壳与传感器为无限寿命部件,重点针对作为薄弱环节的电路系统展开研究。采用工程加权分配法完成可靠性指标分配,依据GJB/Z299A—1991标准对各电路板单元进行可靠性预计,核算各单元失效率与平均故障间隔时间,最终测算出电路系统平均故障间隔时间。研究结果表明,空调系统压力变送器可靠性良好,可满足国防系统使用需求,具备推广应用价值。 2026年06月15 00:00 2026年03期 125 128 1154071 杨梅;孙永飞 基于多源数据融合的云边协同低压配电故障诊断算法研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20260215 针对低压配电网故障定位效率低、瞬时性故障难捕捉、隐性安全隐患预警缺失等运维痛点,该文提出一种基于多源数据融合的云边协同故障诊断算法。系统构建“端-边-云”三级协同架构:端侧智能监测单元实时采集电气量、状态量与事件量三类数据;边缘层部署轻量化GBDT模型(体积<1 MB),支持过流、电流突变、零序过量、温升异常四重触发机制,实现故障前5周波+后10周波精准录波与毫秒级初判;云端平台通过多源特征融合(电气暂态、阻抗谱、温度时序)完成深度复核与预警推送。在模拟验证表明:系统将平均故障研判时间缩短,效率提升96.6%,诊断准确率达96.7%,瞬时故障捕获率提升至 98.5% ,并成功实现电缆接头过热等隐患的72小时前瞻性预警,重复故障发生率降低 85.7%。 2026年06月15 00:00 2026年03期 129 134 1285002 尚坤;王昊;高成博