材料加工过程的计算机控制课件.ppt

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1、第八章材料加工过程的计算机控制目录8.1引言8.2计算机控制技术基础8.2.1计算机控制系统的概念8.2.2生产过程控制系统的发展8.2.3计算机控制系统的分类8.2.4控制系统计算机的分类和选择(自修)8.2.5控制系统的主要特点和基本要求目录28.3过程通道与数据采集8.8.1检测技术8.8.2控制仪表与装置8.8.3过程通道及数据采集8.4材料加工的计算机控制8.4.1高分子材料加工的计算机控制8.4.2金属材料加工的计算机控制8.4.3无机非金属材料烧成的计算机控制计算机在材料加工中的应用分为：物化性能测试数据的采集和处理

2、计算机辅助研究计算机辅助模具设计和制造加工过程自动控制（过程检测与控制）材料加工过程的全面质量管理8.1引言过程检测与控制按预先设计的控制方法及策略，对被控过程施以有效的控制作用，使受控量按输入命令变化，达到把反映过程的各种参量（状态量）或受控量数值通过传感器或变送器等（统称一次仪表）检测出来，并转变为电信号，提供给控制系统显示或控制系统过程进行控制的目的。这一个过程就称为过程检测与控制。8.2计算机控制技术基础8.2.1计算机控制系统的概念基本原理控制系统与过程电信号受控量检测量电信号随检测量变化按输入命令变化筒温设定值计算机执行

3、机构料筒筒温温度监测调节器D/AA/D实时检测：将被控对象参数的瞬时值通过自动化仪表检出，经转换为工控机能识别的数据。实时决策：分析、比较、判断被控参数与给定目标间的差距，提出控制方案。实时控制：根据决策结果，将控制命令转换为工业对象能够接收的控制信号。实时控制的含义8.2.2生产过程控制系统的发展原始生产过程控制系统完全由人工实现；通过人的感官对被控对象的工艺参数进行检测；人的大脑对偏离程度作出判断并根据经验作出决策；由人去执行、调节。人：检测元件、调节器、执行器设定值比较偏差调节器控制信号执行器被控过程被控参量检测元件及变送器测

4、量值采用模拟控制器的自动控制系统利用控制器代替人的分析、判断、决策功能计算机自动控制系统代替人的分析、判断、决策和常规二次仪表的功能；8.2.3计算机控制系统的分类开环控制系统：生产过程的巡回检测和数据处理系统操作指导控制系统闭环控制系统：直接数字控制系统（DDC）监督控制系统（SCC）：SCC加模拟控制器的控制系统SCC加DDC控制系统分布式控制系统-分组式控制系统集散控制系统（DCS）开环控制系统开环控制(离线控制)：计算机将测量数据计算后，将被控制数据显示或打印输出，供操作人员参考，以实现对生产过程的控制。计算机本身不直接参与

5、控制，而是由人直接改变调节器的设定值或直接操作执行机构生产过程计算机显示打印计算结果原料产品控制常见系统：生产过程的巡回检测和数据处理系统；操作指导控制系统闭环控制系统闭环控制也称在线控制。计算机将控制参数的数据采样并计算后，输出经过处理的数值，直接改变常规调节器的给定值或操纵执行机构以控制生产过程。这种控制系统由计算机直接参与给定值整定或控制。生产过程计算机显示打印计算结果原料产品控制常见系统：直接数字控制系统（DDC）；监督控制系统（SCC）。DDC计算机取代模拟调节器SCC计算机既定条件下的给定值，并返回DDC级；自动改变模拟

6、调节器或DDC工控机的给定值，使生产过程优化两种形式：SCC加模拟调节器的控制系统SCC加DDC控制系统分布式控制系统由多台微处理器或微机分别承担部分控制任务企业级经营管理计算机车间级监控计算机(SCC)车间级监控计算机(SCC)装置控制级DDC装置控制级DDC加工对象A加工对象B装置控制级DDC装置控制级DDC加工对象C加工对象D工厂级集中控制计算机至其它工厂至其它工厂集散控制系统(DCS)管理计算机监控计算机CRT操作台高速数据通道基本控制器数据采集器基本控制器DEP面板工业对象小规模中规模大规模8.3过程通道与数据采集输入部分

7、：传感器、变送器、A/D转换输出部分：D/A转换、信号调节器、控制执行器8.3.1检测技术检测与转换技术：传感器变送器检测与转换技术从诸多不能直接输入计算机处理的被检测的物理量中提取所需要的信息，并转换为能反映物理量实际变化的电信号。传感器将被测对象的物理参数转换成相应的易于检测、传送或控制的模拟信号的器件；由敏感元件和部分测量电路构成。电阻式传感器电感式传感器电容式传感器电阻式传感器把被测参数转换为相应的电阻值，通过测量电阻值来反映被测参数；电位器式电阻传感器、电阻应变式传感器、热电式传感器电感式传感器把被测参数转换为相应的电感值

8、，通过测量电感值来反映被测参数；气隙式电感传感器、电涡流式传感器、差动变压器电容式传感器把被测参数转换为相应的电容值，通过测量电容值来反映被测参数对温度、压力、液位、流量、成分等物理量进行测量，并转换成统一的标准信号。传感器是借助于敏