典型的气柜活塞状态监测系统硬件主要有活塞倾斜测量仪、活塞扭转测量仪、活塞漂移测量仪、柜位测量仪、PLC控制系统、触摸屏、上位机构成。

主要硬件及测量原理如下：

活塞倾斜测量仪

活塞倾斜测量仪的核心是激光测距传感器或差压传感器，当活塞发生倾斜时，传感器颞部液位会发生变化，根据测量的液位高度或差压信号，由系统根据空间几何，采用数学运算方法得出最高点倾斜高度。

活塞扭转测量仪

活塞扭转测量仪采用高精度三轴陀螺转角仪作为传感器，安装在活塞顶部中央，当活塞运动时带动其运动和旋转，进而输出活塞扭转角度。

活塞漂移测量仪

活塞漂移检测仪的核心是激光传感器，典型的应用是一组四台激光测距仪平均分布在活塞外壁同一水平圆周上，每台间隔角度为90°，激光传感器所发出的激光垂直正对煤气柜柜壁，实时测量活塞与煤气柜柜壁之间的距离。当活塞产生漂移时，激光传感器随活塞漂移而移动，而系统则根据气囊与煤气柜柜壁之间的间距间接判断活塞的漂移距离。

柜位测量仪

活塞柜位测量采用高精度激光传感器来测量，整个测量分为光源部分和被测反射物部分，其中光源部分（激光传感器）安装在柜顶，被反射物（气囊顶部平台）安装反射板接收光源并反射，进而由激光传感器接收到被反射光源并自行计算柜顶到气囊顶部空高距离并进一步输出。系统接收激光传感器输出的空高距离之后，根据预先输入的气柜相关参数计算出气囊的当前高度，进一步计算出气囊的上升下降速度。

PLC控制系统

控制系统采用台达AS系列PLC或西门子Smart 200小型PLC，该PLC是专为自动化设备设计的高性能泛用型控制器。功能齐全，降低成本。

触摸屏

触摸屏采用台达DOP-100 系列，该系列采用新一代Cortex-A8 / 双核心 1GHz 高速处理器，搭配高亮度、高对比、高炫彩65536 色LCD 显示荧幕。通过组态软件的编写与PLC系统配合实现数据的展示、存储，人机交互等功能。

系统的主要功能及画面参考如下：

1. 活塞扭转

活塞扭转界面主要包含：显示活塞扭转测量仪实时测量数据，测量范围-90°~90°；设定报警范围；动态指针显示扭转范围，指针和仪表盘根据设定报警范围用不同颜色区分。

3. 活塞漂移

活塞漂移界面主要包含：各测量点实时数据；活塞距离柜壁最小距离以及最小距离对应的方向角；各测量点距离报警设置，当测量距离低于设置值时对应数据数值背景变红并闪烁；

4. 柜位

柜位界面主要包含：实时显示柜位测量仪测量数据，以及计算出的柜位高度；根据数学公式实时计算并显示柜容，可以根据实际情况进行柜位的0点修正，以便更准确的计算柜容值；动画显示柜位高度，气囊可随实时测量值变化，同时，设有与煤气柜平行的标尺用于实时指示煤气柜的高度，更直观方便。