计算机检测与控制

第一章绪论计算机测控技术(ComputerDetectionandControlTechnology)是指计算机自动测量、监督与控制的技术。计算机测控技术的任务：测量；执行机构的驱动；控制；人——机交互；通信。二、计算机测控系统的基本结构与分类(类型)基本结构1.微机检测系统2.微机控制系统3.微机测控系统按系统组成的结构分类(类型)1.直接监控系统2.分级控制系统 3.分布式控制系统4.现场总线控制系统5.工业以太网及测控管理一体化的系统计算机测控系统的组成由硬件部分和软件部分第二章检测与转换技术基础一•测量误差(Measuringerror):用器具进行测量时，所测量出来的数值与被测量的实际值之间的差值。按表示方法分类绝对误差(AbsoluteError)△=Ax－A0(2)相对误差(RelativeError)示值相对误差YX=(△/Ax)x100%满度相对误差Ym=(△/Am)xl00%二，传感器概念：一种能感受规定的被测量,并按照一定的规律转换成可以输出电信号的器件或装置。我们把能够完成这种转换功能的器件或装置称为传感器。组成：敏感元件和传感元件(有时两者和二为一)测量转换电路分类：(一)按被测量分类：可分为位移、压力、速度、温度、流量、振动等传感器(二)按测量原理分类：可分为电阻、电感、电容、电势、激光、红外、光纤等传感器。传感器的主要静态特性指标：1、灵敏度(Sensitivity)2、分辨力(Resolution)3、稳定性(Regulation*电磁兼容性(EMC)5、可靠性(Reliability)^线性度(Linearity)动态分析：动态特性是指传感器输出量对于随时间变化的输入量的响应特性。6•压电传感器的工作原理：压电效应压电效应公式Q=dFxQ 表面产生的电荷Fx--X方向上施加的力Fd 压电常数电容传感器的主要类型：变面积式变介质式变板间极距式电阻应变式应变效应:导体或半导体材料在外界力的作用下,会产生机械变形,其电阻值也将随着发生改变,这种现象称为应变效应。第三章微机知识一、微机硬件的基本概念(一)计算机理论的三个层次：体系结构，组成，实现(二)微机系统的三个层次：微机处理，微机，微机系统(三)存储空间配置方式：普林斯顿(Princeton)结构，哈佛(Harward)结构等二，总线一般意义上的总线是指芯片内部、元器件之间、系统各插件板之间、系统与系统之间的公共信息传输通道。(一)编程语言主要有(3种)：1.机器语言(Machine Language)2.汇编语言(AssemblyLanguage)3.高级语言(High-LevelLanguage)第四章模拟信号的检测技术连续的模拟信号转换成离散的数字信号，要经历两个断续过程：(1)时间断续，(2)数位断续模拟信号的采样，控制方式：(1)无条件采样(2)条件采样：程序查询，中断控制，直接存储器存取第四章信号处理基础纠于她仅荷T保7纠RC俯返荷T口山权数字滤波器模拟RC滤波器无需增加任何硬设备，只要在程序进入数据处理和控制算法之前增加一段数字滤波程序即可.增加任何硬设备•存在阻抗匹配问题.系统可靠性高，不存在阻抗匹配问题.模拟滤波器通常是各通道专用，共享比较困难.数字滤波器则可多通道共享，从而降低了成本.模拟滤波器由于受电容容量的限制，频率不可能太低.可以对频率很低的信号进行滤波受限.使用灵活方便，可根据需要选择•(二)数字滤波1程序判断滤波：限幅滤波和限速滤波第七章控制信号处理技术一，输出通道的结构二，模拟量输出通道的基本组成三，开关量输出通道作用：（1）输出口地址译码器主要完成开关量输出通道的选通。（2）输出锁存器的作用是锁存CPU的输出数据，在未刷新前保持稳定以供外部设备使用。（3）输出驱动电路主要完成电平转换、隔离和功率驱动等。四，PLC概述基本结构：中央处理器，存储器，输入／输出等模块构成特点：高可靠性，模块化的结构工作过程：可分为五个阶段：（1）自诊断（2）与编程器等通信（3）输入采样（4）用户程序执行（5）输出刷新扫描周期T：T=（读入一点时间X输入点数）+（运算速度X程序步数）+（输出一点时间X输出点数）+故障诊断时间第九章现场总线一,现场总线简介1、现场总线的定义根据国际电工委员会（IEC）和美国仪表协会（ISA）的定义：安装在制造或过程区域的现场装置之间、以及现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行和多点通信的数据总线。以现场总线为基础发展的全数字控制系统称为FCS。2，技术特征（1）开放式互连结构（2）互可操作性与互用性 （3）现场设备的智能化与功能自治性（4）系统结构的高度分散性（5）对现场环境的适应性3，优点（1）节省硬件数量与投资（2）节省安装费用（3）节省维护开销（4）用户具有高度的系统集成主动权（5）提高了系统的准确性与可靠性第十章虚拟仪器一，虚拟仪器概述1，发展过程:模拟仪器——数字化仪器——智能仪器——虚拟仪器2，基本概念VI--虚拟仪器(VirtualInstrume)的缩写。目前比较认可的两种的虚拟仪器的定义：—种是：NI(即美国国家仪器公司)公司利用虚拟仪器的实现给出的定义：虚拟仪器是通用计算机加上一组软件或硬件，使得使用者在操作这台计算机时，就像在操作—台自己的专用传统电子仪器。另—种是：利用现有的计算机，加上特殊设计的仪器硬件和专用软件，形成既有普通仪器的基本功能，又有—般仪器所没有的特殊功能的高档低价的新型仪器。分别对其硬件和软件系统予以介绍:1、虚拟仪器的硬件主要由计算机和I/O接□设备组成，是整个系统的工作基础.主要功能是:完成对被测信号的采集、传输、测量和显示。2、虚拟仪器的软件由:仪器驱动程序、应用程序两大部分组成。主要功能:实现对硬件的控制，对数据进行分析处理。1)仪器驱动程序仪器驱动程序主要包括：操作系统的驱动程序、接□驱动程序、内部专用I/O板的驱动程序。主要功能：用来初始化虚拟仪器，设定特定的参数和工作方式，使虚拟仪器保持正常的工作状态，实现计算机和仪器之间的通信。应用程序具体包括两个方面：实现虚拟面板功能的面板软件程序和定义测试功能的流程图软件程序。主要功能：用来对输入计算机的数据进行分析和处理，用户通过编制应用程序