智能化测控系统设计ppt课件.ppt

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1、1智能化测控系统设计概论1.1智能化测控系统概论智能化测控系统广泛应用于工农业生产、科研、国防、医疗卫生、体育及社会服务等各个领域。它的主要作用有以下几点：对被测对象的有关物理、化学参量进行信号采集与处理；以模拟、数字、图表、图像等方式显示记录测量和处理结果；对有关对象进行有效的控制。11.1.1智能化测控系统的特点智能化测控系统与传统的测控系统相比，通常有如下一些特点：能实现程序控制下的多通道、快速实时测量与处理，测试速度显著提高。通常为人工操作传统测控系统测试工效的几倍、十几倍、几十倍甚至更高。具有自动校正零位、自选量程、自动校准满度等功

2、能，可大大减少系统零漂和温漂所造成的误差，从而不仅可以适当降低系统对传感器、滤波器、放大器等一次、二次仪表（电路及器件）的要求，而且使计算机测控系统具有更高的精度。能对传感器、放大器的非线性在不增加任何硬件的情况下采用软件校正，而且精度高，应用范围不受限制。2无需另加专用的硬件运算电路，利用CPU强大的运算能力可以对测试数据进行所要求的复杂运算和统计、分析、处理等。根据需要，可方便地实现LED、LCD、CRT等显示和打印、记录输出，其中CRT显示和打印输出可以是数据、表格、曲线、直方图等等。在许多不同应用场合，往往可以在不改变或很少改变系统硬

3、件电路的情况下，根据不同应用需要，通过修改测控软件便能方便地构成完全满足不同测控要求的新系统的需要。3无需另加专用的硬件运算电路，利用CPU强大的运算能力可以对测试数据进行所要求的复杂运算和统计、分析、处理等。根据需要，可方便地实现LED、LCD、CRT等显示和打印、记录输出，其中CRT显示和打印输出可以是数据、表格、曲线、直方图等等。在许多不同应用场合，往往可以在不改变或很少改变系统硬件电路的情况下，根据不同应用需要，通过修改测控软件便能方便地构成完全满足不同测控要求的新系统的需要。4在许多情况下，计算机测控系统可采用分时复用技术使系统具有

4、更高的性能/价格比。能方便实现传统测控系统无法或难以实现的一些功能。允许进行远程操作，随时可以调整设定参数，下达各种操作命令等。能方便地构成不同规模的实时测量、控制与管理网络；从而使整条生产线，整个车间乃至整个企业实现科学高效运行。51．1．2计算机测控系统的分类1.按被测控参量分类电工量包括电压、电流、电功率、电阻、电感、电容、频率、磁场强度等；热工量包括温度、热量、比热、热流、热分布，压力、压差、真空度，流量、流速，物位、液位、界面等；机械量包括位移、形状，力、应力、力矩，质量、重量，速度、加速度，振动、噪声等；物理和化学成分包括酸碱度、

5、盐度、浓度、粘度、粒度、密度、比重，气体成分、液体成分、固体成分等；状态量包括颜色、透明度、裂纹、缺陷等五大类。62.按控制方式及系统的构成分类程序控制系统程序控制系统属于计算机开环控制系统，计算机根据事先输入的控制条件、动作次序和各类参数按规定的程序顺序进行各项固定的控制。其系统组成框图如图1－1所示。7实时闭环控制系统其系统组成框图如图1－2所示。这类系统工作时，将定时采集被控对象的各项被测参数，并把测量值与设定值相比较，根据偏差的大小、方向、趋势实现调节（控制），最终实现偏差为“0”的控制。它广泛用于生产过程控制，武器装备系统。8程序控

6、制和闭环系统组成框图9分散式控制系统和分布式控制系统10分散式控制系统的主要特点有：按地理、位置和工作任务分散布置；各个计算机系统或智能型设备均可独立完成所需的数据采集、处理、控制和管理任务；各个计算机系统连成局部网络，实现相互通信，为实现同一控制与管理目标而协调工作。11典型分布式－集散测控系统12此外，还可以按系统所含CPU的数量分为单机测控系统和多机测控系统，以及按系统的用途分为通用型计算机测控系统（例如HoneyWell公司推出的TDC3000通用集散控制系统）和专用型计算机测控系统（例如某热处理炉温测控系统）等等。131．1．3计算

7、机测控系统的一般组成一个典型的计算机测控系统通常有以下几个部分组成：信号源部分——各种传感器、变送器、（监测设备的）信号发生电路等；数据采集系统——包括模拟量、数字量、开关量、脉冲量输入子系统；信号处理机——包括处理器（CPU）本身及配套电路构成的处理机硬件和软件；信号存储、显示——各种存储器，模拟、数字或图形显示器、指示灯、报警器等；信号输出（控制）——包括模拟量、数字量、开关量、脉冲量输出及相应的锁存、转换、功率放大等；系统的其它配套装置——输入设备（键盘等）、各种稳压电源、各种执行器等。14整个系统的组成框图如下图151．信号发生部分智

8、能测控系统的信号来源是各种传感器、变送器和行程开关、继电器、脉冲发生电路等。按信号的形式可分为模拟信号和数字信号两大类；模拟信号通常可分电压信号和电流信号，数字信号