计算机测控系统概述.ppt
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计算机控制系统测控系统的演变传统检测系统传统手动控制系统传感器检测系统现代手动控制系统电气控制系统智能检测控制系统计算机测控系统计算机测控技术是一门综合性的技术。它是自动检测和传感技术、自动控制技术、计算机技术(包括软件技术、接口技术、通信技术、网络技术、显示技术)的综合应用。计算机控制系统作为当今工业控制的主流系统,已取代常规的模拟检测、调节、显示、记录等仪器设备和很大部分操作管理的人工职能,并具有较高级复杂的计算方法和处理方法,以完成各种过程控制、操作管理等任务。随着科学技术的迅速发展,计算机控制技术的应用领域日益广泛,在冶金、化工、电力、自动化机床、工业机器人控制、柔性制造系统和计算机集成制造系统等工业控制方面已取得了令人瞩目的研究与应用成果,在国民经济中发挥着越来越大的作用。基本概念测控系统的分类(1)开环(前馈)控制系统(2)闭环(反馈)控制系统特点:由负反馈构成闭环,利用误差信号进行控制;对于外界扰动和系统内部参数的变化等引起的误差能够自动纠正;系统元件参数配合不当,容易产生振荡,使系统不能正常工作,因而存在稳定性问题。输入变换在线方式和离线方式实时系统一个在线系统不一定是一个实时系统,但一个实时系统必定是在线系统。计算机测试系统利用传感装置将被监控对象中的物理参量(如温度、压力、流量、液位、速度)转换为电量(如电压、电流),再将这些代表实际物理参量的电量送人输人装置中转换为计算机可识别的数字量,并且在计算机的显示装置中以数字、图形或曲线的方式显示出来,从而使得操作人员能够直观而迅速地了解被监控对象的变化过程。除此之外,计算机还可以将采集到的数据存储起来,随时进行分析、统计和显示并制作各种报表。计算机测试系统是以微机为核心,单纯以“监测”为目的的系统如果需要对被监控的对象进行控制,则由计算机中的应用软件根据采集到的物理参量的大小和变化情况以及按照工艺所要求该物理量的设定值进行判断;然后在输出装置中输出相应的电信号,并且推动执行装置(如调节阀、电动机)动作从而完成相应的控制任务。计算机控制系统是以微机为核心,单纯以程序“控制”为目的的系统。是以微机为核心,以“监测”和“控制”为目的、测控一体化的系统。这种系统对被控对象的控制是依据对被控对象的测量结果决定的。电厂生产车间计算机集中监控室计算机测控系统硬件各部分功能描述1.被测控对象及其参数2.传感器3.调理电路模块4.输入通道5.计算机6.输出通道7.控制电路模块8.执行机构测控系统微机化的重要意义传统的测控系统主要由“测控电路”组成,所具备的功能较少,也比较弱。随着计算机技术的迅速发展,使得传统的测控系统发生了根本性变革,即采用微型计算机作为测控系统的主体和核心,替代传统测控系统的常规电子线路,从而成为新一代的微机化测控系统。由于微型计算机的速度快、精度高、存储容量大、功能强及可编程等特点,将微型计算机引入测控系统中,不仅可以解决传统测控系统不能解决的问题,而且还能简化电路、增加或增强功能、提高测控精度和可靠性,显著增强测控系统的自动化、智能化程度,而且可以缩短系统研制周期、降低成本、易于升级换代等。因此,现代测控系统设计,特别是高精度、高性能、多功能的测控系统,目前已很少有不采用计算机技术的了。在当今,完全可以这样说,没有微处理器的仪器就不能称为仪器,没有微型计算机的测控系统就更不能称其为现代工业测控系统。计算机技术的引入,为测控系统带来以下一些新特点和新功能:1)自动清零功能。在每次采样前对传感器的输出值自动清零,从而大大降低因测控系统漂移变化造成的误差。2)量程自动切换功能。可根据测量值和控制值的大小改变测量范围和控制范围,在保证测量和控制范围的同时提高分辨率。3)多点快速测控。可对多种不同参数进行快速测量和控制。4)数字滤波功能。利用计算机软件对测量数据进行处理,可抑制各种干扰和脉冲信号。5)自动修正误差。许多传感器和控制器的特性是非线性的,且受环境参数变化的影响比较严重,从而给仪器带来误差。采用计算机技术,可以依靠软件进行在线或离线修正。6)数据处理功能。利用计算机技术可以实现传统仪器无法实现的各种复杂的处理和运算功能,比如统计分析、检索排序、函数变换、差值近似和频谱分析等。7)复杂控制规律。利用计算机技术不仅可以实现经典的PID控制,还可以实现各种复杂的控制规律,例如,自适应控制、模糊控制等;同时也能够实现控制方案和控制规律的在线修改,使整个系统具有很大的灵活性与适应性。8)多媒体功能。利用计算机的多媒体技术,可以使仪器具有声光、语音、图像、动画等功能,增强测控系统的个性或特色。9)通信或网络功能。利用计算机的数据通信功能,可以大大增强测控系统的外部接口功能和数据传输功能。采用网络功能的测控系统则将拓展一系列新颖的功能。