瓦斯鋼瓶是很普及使用的民生用品，鋼瓶定期檢查的重要性在大眾的安
全格外需要重視，將瓦斯鋼瓶檢驗流程電腦化、自動化，以提升檢驗鋼瓶品
質，減少人為誤差，淘汰劣化鋼瓶，適當降低鋼瓶檢驗成本，提高鋼瓶檢驗
水準，常是瓦斯鋼瓶檢驗業者研究的重要議題。
本論文是使用PLC 控制器、人機介面、類比通訊模組與壓力傳送器組成
一套人性化加壓監控系統，針對瓦斯鋼瓶耐壓試驗機之管路系統，監控加壓
時之壓力變化，並在壓力不足時，即時連線中止鋼瓶耐壓試驗程序，避免鋼
瓶耐壓試驗機在鋼瓶檢驗壓力不足時，卻對鋼瓶進行耐壓膨脹數據判定。由
實驗結果得到，鋼瓶耐壓試驗機壓力監控系統在測試鋼瓶加壓時，以人機介
面判讀壓力數值誤差控制在0.3kg/cm2 範圍內，並有效找出異常閥件予以預先
更換，避免正常檢驗作業下造成停機損失。與裝設壓力監控系統之成本費用
比較，監控系統成本費用僅佔鋼瓶耐壓試驗機年度損失的17.1%，證明本研
究可節省鋼瓶檢驗費用支出。當管路系統壓力洩漏時，壓力監控系統即時警
報並確實中斷鋼瓶耐壓試驗程序，驗證鋼瓶耐壓試驗機壓力監控系統有效確
保鋼瓶試驗品質、減少人為誤差並淘汰劣化瓦斯鋼瓶。

To ensure the safety of daily-used gas cylinders, it is very important to have regular inspections on the quality of cylinders. These inspection processes are automatically carried out and controlled by a computer to reduce the human
resource demand. Therefore, it is a key issue to improve the accuracy and reduce the cost of the automatic testing system.
In this thesis, a pressure monitoring system composed of a PLC, human-machine interface and an analog communication module with pressure sensors is proposed to improve a conventional gas cylinder pressure testing platform. The corresponding pressure data of the pipelines in the testing platform are instantly fed back to the proposed monitoring system. While an error on the cylinder pressure is monitored, the pressure testing process will be immediately
shut down. As a result, a mistake of regular inspection can be avoided. From the experimental results, it is seen that the proposed monitoring system can make the testing process more easier for the operator to avoid mis-checking the
pressure-resistance of the cylinder. The accuracy of the pressure monitoring system can be improved to 0.3kg/cm2 which is much better than traditional analog pressure meter. The cost of the proposed monitoring is only about 17.1% of the yearly loss coused by the mis-checking on the cylinder quality.

目 錄
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
圖目錄 vi
表目錄 ix
第一章緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 論文大綱 2
第二章文獻探討 4
2.1 鋼瓶檢驗機制探討 4
2.2 鋼瓶材料及焊接技術探討 10
2.3 注水加壓器原理探討 11
第三章鋼瓶耐壓試驗機防漏設計 14
3.1 研究架構 14
3.2 人機介面與PLC 控制系統 23
3.3 壓力傳送器信號分析 28
3.4 試驗流程動作分析 30
第四章研究實測結果與分析 38
4.1 監控系統安裝 38
4.2 系統加壓監控功能試驗 42
4.3 研究結果分析比較 55
第五章結論與未來研究方向 58
參考文獻 59

圖目錄
圖2-1 製造完成鋼瓶檢驗項目 5
圖2-2 使用中鋼瓶再檢驗項目 5
圖2-3 鋼瓶加壓膨脹示意圖 6
圖2-4 鋼瓶耐壓試驗機試驗流程圖 8
圖2-5 鋼瓶耐壓試驗機架構圖 9
圖2-6 鋼瓶鋼材組成結構圖 10
圖2-7 加壓器內部構造圖 12
圖2-8 加壓器作動示意圖 13
圖3-1 鋼瓶檢驗作業流程 16
圖3-2 加壓系統管路圖 19
圖3-3 動作閥件球體受損 21
圖3-4 閥件故障測試流程圖 22
圖3-5 人機介面連接埠示意圖 24
圖3-6 永宏PLC 控制器 26
圖3-7 階梯圖程式編輯架構 27
圖3-8 階梯圖編輯軟體 27
圖3-9 壓力傳送器與類比通訊模組 29
圖3-10 壓力傳送器特性曲線圖 29
圖3-11 壓力傳送器、PLC 控制器與鋼瓶耐壓試驗機架構圖 30
圖3-12 鋼瓶耐壓試驗與防漏系統流程圖 31
圖3-13 人機介面之壓力偵測系統功能示意圖 32
圖3-14 壓力檢測監控設計圖 33
圖3-15 系統閥件故障測試設計圖 34
圖3-16 閥件測試曲線設計圖 35
圖3-17 壓力異常警報記錄設計圖 36
圖3-18 閥件故障更新記錄設計圖 37
圖4-1 壓力監控系統電路配置 39
圖4-2 電路組裝示意圖 39
圖4-3 壓力傳送器與機械錶組裝 40
圖4-4 鋼瓶試驗機操作面板配置 41
圖4-5 輸出信號併接 41
圖4-6 壓力傳送器校對試驗圖 42
圖4-7 壓力傳送器特性曲線實際測試圖 43
圖4-8 人機介面功能參數設定 44
圖4-9 鋼瓶試壓機加壓曲線圖 45
圖4-10 鋼瓶試壓機加壓異常曲線圖 49
圖4-11 人機介面之系統閥件故障測試功實體畫面 51
圖4-12 手動備用閥實體配置圖 52
圖4-13 故障閥件測試圖 54

表目錄
表2-1 液化石油氣鋼瓶應實施之試驗壓力 6
表2-2 液化石油氣鋼瓶瓶身鋼料 11
表3-1 壓力傳送器規格 28
表3-2 蜂鳴器警示聲號對照表 35
表4-1 規格20kg 瓦斯鋼瓶加壓數據 46
表4-2 規格16kg 瓦斯鋼瓶加壓數據 47
表4-3 規格4kg 瓦斯鋼瓶加壓數據 48
表4-4 閥件故障功能測試數值 53
表4-5 加壓監控系統成本估算 55
表4-6 檢驗流程中斷損失估算表 57
表4-7 系統成本與停機損失比較表 57

參考文獻
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