測控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)及應(yīng)用 于洋 第1章新

在線教務(wù)輔導(dǎo)網(wǎng)：更多課程配套課件資源請訪問在線教務(wù)輔導(dǎo)網(wǎng)1/24/20241第1章緒論

1.1測控系統(tǒng)的概念與類型1.2工業(yè)過程控制系統(tǒng)概述1.3儀器儀表與自動測試系統(tǒng)1.4測控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化開展概述本章主要內(nèi)容1/24/20242

1.1測控系統(tǒng)的概念與類型

本節(jié)主要內(nèi)容1.1.1測控系統(tǒng)的概念

1.1.2測控系統(tǒng)的類型1/24/202431.1.1測控系統(tǒng)的概念1/24/202441.1.1測控系統(tǒng)的概念1/24/20245測控系統(tǒng)的類型

從功能上可分為三種類型進(jìn)行介紹：1.檢測系統(tǒng)單純以“檢測〞為目的的系統(tǒng)，一般用來對被測對象中的一些物理量進(jìn)行測量并獲得相應(yīng)的測量數(shù)據(jù)。圖1-1為檢測系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖，它由以下功能環(huán)節(jié)組成。1/24/20246測控系統(tǒng)的類型(1)敏感元件(2)變量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)(3)變量控制環(huán)節(jié)(4)數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)(5)數(shù)據(jù)顯示環(huán)節(jié)(6)數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)1/24/20247測控系統(tǒng)的類型2.控制系統(tǒng)單純以程序控制為目的的系統(tǒng)，其組成框圖如圖1-2所示。這是一種開環(huán)控制系統(tǒng)。

1/24/20248測控系統(tǒng)的類型3.測控系統(tǒng)指既“測〞又“控〞的系統(tǒng)。依據(jù)被控對象被控參數(shù)的檢測結(jié)果，按照人們預(yù)期的目標(biāo)對被控對象實施控制，這里的控制除了指系統(tǒng)開關(guān)量的控制外，更主要指的是被控對象參數(shù)變量的控制。1/24/202491.2工業(yè)過程控制系統(tǒng)概述

本節(jié)主要內(nèi)容

1.2.1工業(yè)過程控制系統(tǒng)的開展1.2.2工業(yè)過程控制系統(tǒng)實例1.2.3過程計算機(jī)控制系統(tǒng)組成過程計算機(jī)控制系統(tǒng)的分類1/24/2024101.2.1工業(yè)過程控制系統(tǒng)的開展縱觀過程控制的開展歷史，大致經(jīng)歷了以下幾個階段：20世紀(jì)40年代，大多數(shù)手工操作，只有少量的檢測儀表用于生產(chǎn)過程。20世紀(jì)40年代末至50年代，生產(chǎn)過程的控制有了長足的開展，局部生產(chǎn)過程實現(xiàn)了儀表化和局部自動化。1/24/2024111.2.1工業(yè)過程控制系統(tǒng)的開展1/24/2024121.2.1工業(yè)過程控制系統(tǒng)的開展1/24/2024131.2.1工業(yè)過程控制系統(tǒng)的開展過程控制系統(tǒng)與其他自動控制系統(tǒng)相比，有以下幾個特點：

(1)生產(chǎn)過程的連續(xù)性(2)被控過程的復(fù)雜性(3)控制方案的多樣性1/24/2024141.2.2工業(yè)過程控制系統(tǒng)實例

1/24/202415

1.2.2工業(yè)過程控制系統(tǒng)實例

1．鍋爐汽包水位控制圖a為鍋爐汽包示意圖。圖b為鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)示意圖。

1/24/2024161.2.2工業(yè)過程控制系統(tǒng)實例

1/24/2024171.2.3過程計算機(jī)控制系統(tǒng)組成

1．硬件局部主機(jī)接口電路過程輸入／輸出通道外部設(shè)備操作臺2．軟件局部監(jiān)控程序中斷處理各種算法的功能模塊。1/24/202418過程計算機(jī)控制系統(tǒng)的分類

可將計算機(jī)控制系統(tǒng)大致分為6類

1．計算機(jī)巡回和操作指導(dǎo)系統(tǒng)1/24/202419過程計算機(jī)控制系統(tǒng)的分類2．計算機(jī)直接數(shù)字控制系統(tǒng)

1/24/202420過程計算機(jī)控制系統(tǒng)的分類3．計算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)1/24/202421過程計算機(jī)控制系統(tǒng)的分類4．計算機(jī)集散控制系統(tǒng)1/24/202422過程計算機(jī)控制系統(tǒng)的分類5．現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)20世紀(jì)80年代開展起來的DCS給工業(yè)過程控制帶來了許多好處?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS〔FieldbusControlSystem〕是近幾年才出現(xiàn)的新一代分布式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。這兩種系統(tǒng)在后續(xù)課程進(jìn)行詳細(xì)講解1/24/202423過程計算機(jī)控制系統(tǒng)的分類6．工業(yè)過程計算機(jī)集成制造系統(tǒng)〔CIMS〕1/24/2024241.3儀器儀表與自動測試系統(tǒng)

本節(jié)主要內(nèi)容儀器儀表與自動測試系統(tǒng)的開展1.3.2智能儀器儀表1.3.3自動測試系統(tǒng)1/24/202425儀器儀表與自動測試系統(tǒng)的開展

1950年以來，自動測試系統(tǒng)經(jīng)歷了三代演變：第一代為自動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、自動分析系統(tǒng)等。第二代是指采用標(biāo)準(zhǔn)化的接口母線把測試系統(tǒng)中有關(guān)設(shè)備按搭積木的形式連接起來的系統(tǒng)。

第三代是指將計算機(jī)系統(tǒng)和測量系統(tǒng)或設(shè)備更緊密地結(jié)合起來的系統(tǒng)。

1/24/2024261.3.2智能儀器儀表

1/24/2024271.3.2智能儀器儀表2．智能儀表的根本組成硬件：主機(jī)電路、過程輸入/輸出通道〔模擬量輸入/輸出通道和開關(guān)量輸入/輸出通道〕、人機(jī)聯(lián)系部件和接口電路以及串行或并行數(shù)據(jù)通信接口等。

軟件：包括監(jiān)控程序、中斷處理〔或效勞〕程序以及實現(xiàn)各種算法的功能模塊。1/24/2024281.3.3自動測試系統(tǒng)

1.自動測試系統(tǒng)的概念自動測試系統(tǒng)〔AutomatedTestSystem〕是指采用計算機(jī)控制，能實現(xiàn)自動化測試的系統(tǒng)，也就是對那些能自動完成鼓勵、測量、數(shù)據(jù)處理并顯示或輸出測試結(jié)果的一類系統(tǒng)的統(tǒng)稱。1/24/2024291.3.3自動測試系統(tǒng)2.自動測試系統(tǒng)的組成1〕半導(dǎo)體產(chǎn)品及器件自動測試系統(tǒng)。2〕電路板自動測試系統(tǒng)。3〕功能自動測試系統(tǒng)4)采用替換比照方法的自動測試系統(tǒng)。5〕采用參考比照方法的自動測試系統(tǒng)。6〕基于通用ATE的自動測試系統(tǒng)。1/24/2024301.4測控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化開展概述

1/24/202431測控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化開展趨勢網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)將測控系統(tǒng)中地域分散的根本功能單元〔計算機(jī)、測試儀器、智能傳感器、控制模塊〕通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)起來，通過各種總線互聯(lián)，通過網(wǎng)絡(luò)形式進(jìn)行信息的傳輸和交換，構(gòu)成遠(yuǎn)程分布式網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)。由于這種測控系統(tǒng)基于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信，因此我們將其稱為網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)。1/24/202432測控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化開展趨勢測控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的實用意義至少有以下三點:1)有利于降低測控系統(tǒng)的本錢。2)有利于實現(xiàn)遠(yuǎn)距離測控和資源共享。3)有利于實現(xiàn)測試設(shè)備的遠(yuǎn)距離診斷與維護(hù)。1/24/2024331〕測控網(wǎng)絡(luò)特別強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)響應(yīng)的實時性和時間確定性。2〕測控網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)調(diào)在惡劣環(huán)境下數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾浴⒖煽啃院推桨残浴?〕測控網(wǎng)絡(luò)傳送的信息多為短幀信息，且信息交換頻繁，要求網(wǎng)絡(luò)協(xié)議簡單實用、效率高。4〕工業(yè)現(xiàn)場測控網(wǎng)絡(luò)一般要求能總線供電。1/24/202434網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

后圖描述了以現(xiàn)場總線為根底的企業(yè)息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)示意圖。該系統(tǒng)從生產(chǎn)現(xiàn)場的底層開始，可分為：現(xiàn)場控制層過程監(jiān)控層生產(chǎn)管理層市場經(jīng)營管理層等四個層次，通過各層之間的溝通與信息交換，構(gòu)成較為完整的企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)。1/24/202435網(wǎng)絡(luò)化測控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)1/24/2024361/24/2024371/24/2024381/24/2024391/24/2024401/24/202441饞死1/24/2024421/24/2024431/24/2024441/24/2024451/24/2024461