【正文】 第七章 機電一體化典型系統(tǒng)設(shè)計 ? 第一節(jié) 檢測系統(tǒng)的設(shè)計方法 ? 第二節(jié) 檢測控制系統(tǒng)設(shè)計 ? 第三節(jié) 計算機控制系統(tǒng)設(shè)計 ? 第四節(jié) 計算機數(shù)據(jù)采集與控制組合系統(tǒng)設(shè)計 ? 第五節(jié) 計算機多機控制系統(tǒng)設(shè)計 第一節(jié) 檢測系統(tǒng)的設(shè)計方法 ? 一、 檢測系統(tǒng)的分類 ? 在設(shè)計檢測系統(tǒng)中，根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計要求和所完成的功能，確定傳感器、放大器、記錄儀型號規(guī)格、精度、量程等。目前常用的檢測系統(tǒng) ? (1) 信號檢測記錄系統(tǒng) ? (2) ? (3) ? (4) 下一頁 ? 二、 檢測系統(tǒng)的設(shè)計要求 ? 1. ? (1) ? (2) ? (3) ? 2. ? (1) 檢測系統(tǒng)的記錄方式包括信號檢測顯示與信號檢測記錄兩種 。 ? (2) 檢測系統(tǒng)的應用單元部件的性能精度指標應高于檢測系統(tǒng)總精度指標 1～ 2倍 。 ? (3) 檢測系統(tǒng)的單元部件耐用性、可靠性、穩(wěn)定性要好 。 ? (4) 檢測系統(tǒng)的單元使用維護方便、抗干擾性能好、適應性好 。 ? (5) 檢測系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單、投資少、使用方便、經(jīng)濟性好 。 ? (6) 檢測系統(tǒng)使用的環(huán)境條件應滿足總體的使用要求 。 ? (7) 檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尺寸，安裝方式，操作方式應符合總體設(shè)計 上一頁 下一頁 ? 三、 檢測系統(tǒng)設(shè)計方法 ? 1. ? 檢測系統(tǒng)設(shè)計分析是確定檢測系統(tǒng)總體方案的重要階段，主要是對要設(shè)計的系統(tǒng)運用系統(tǒng)論的觀點和方法進行全面的分析和研究。對于檢測系統(tǒng)設(shè)計問題是一個涉及知識面較廣泛的綜合技術(shù)。它不但要求設(shè)計者對檢測對象要有充分的了解，明確檢測的目的和具體的要求，熟悉檢測系統(tǒng)單元設(shè)備的性能特點和應用方法，而且要具備系統(tǒng)分析的能力，解決系統(tǒng)有關(guān)問題的能力。 ? (1) ? ① ? ② 提出檢測系統(tǒng)的初步設(shè)計方案，分析設(shè)計方案是否合理？是否可 ? ③ 提出設(shè)計檢測系統(tǒng)的具體實施計劃，包括資金、人力、物力和設(shè) ? ④ 給出檢測系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)問題，并進行分析研究，制定解決方案。 上一頁 下一頁 ? (2) ? ① ? ② 提出初步設(shè)計方案 . ? ③ 可行性分析。 ? 2. ? 對于設(shè)計檢測系統(tǒng)時，在滿足系統(tǒng)總體技術(shù)指標的前提下，選擇最佳的檢測系統(tǒng)設(shè)計方案。在選擇設(shè)計檢測系統(tǒng)中應考慮以下幾個問題。 ? (1) ? ① 測試物理信號 (壓力、力、溫度、厚度、流量、位移等 ) ? ② 檢測信號的范圍；③ 檢測參數(shù)的特性；④ ? (2) ? ① 靜態(tài)信號檢測；② 動態(tài)信號檢測；③ ? ④ ? (3) ? ① 數(shù)字顯示式記錄方式；② 模擬式記錄方式；③ 計算機記錄方式。 上一頁 下一頁 ? 3. ? (1) ? ① 傳感器量程的選擇 ? ② ? ③ ? (2) 精度的選擇。 ? (3) ? ① 檢測儀表工作頻率 ? ② 傳感器的固有頻率 ? (4) ? ① ? ② ? (5) 檢測方式的選擇。檢測分為接觸式檢測和非接觸式檢測兩種方法，應根據(jù)檢測系統(tǒng)設(shè)計要求選擇相應的檢測方法。 上一頁 下一頁 ? 4. ? (1) 重復性原則。 (2) 隨機性原則。 (3) 動態(tài)響應特性。 (4) (5) 配套性原則。 (6) 記錄方式選擇原則 ? 5. ? 檢測系統(tǒng)設(shè)計階段是對要進行設(shè)計的新系統(tǒng)具體實現(xiàn)設(shè)計的階段，主 (1) 檢測系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計。 (2) 檢測系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)的設(shè)計。 (3) 檢測系統(tǒng)的信息結(jié)構(gòu)和動作結(jié)構(gòu)設(shè)計。 (4) 各單元的設(shè)計制造與選擇。 (5) 總裝調(diào)試和實驗分析。 上一頁 下一頁 ? 四、 檢測系統(tǒng)設(shè)計實例 ? 1. ? 塑料、橡膠石化高溫黏調(diào)熔體生產(chǎn)線，檢測壓力小于 6 MPa，溫度小于 300 ℃ ，檢測精度小于 177。 %，采用數(shù)字表實時顯示測量結(jié) ? 2. ? (1) ? ① 壓力傳感器的型號 PT123，量程 8 MPa，精度 % ? ② 溫度傳感器的型號 TR100，量程 400 ℃ ，精度 % ? (2) ? 型號 BZ2021，精度 %，頻率 5 kHz ? (3) ? ① 壓力檢測顯示 DT9508B〓 31/2數(shù)字表精度 % ? ② 溫度檢測顯示 DT9408B〓 41/2數(shù)字表精度 % ? 3. 檢測系統(tǒng)組成如 圖 71所示。 ? 4. 上一頁 返 回 返 回 圖 71 壓力與溫度檢測系統(tǒng)圖 第二節(jié) 檢測控制系統(tǒng)設(shè)計 ? 一、 檢測控制系統(tǒng)分類 ? 1. ? (1) 開關(guān)量控制式； (2) ? 2. ? (1) 直接控制工作方式； ? （ 2） 間接控制工作方式； ? (3) ? 3. ? (1) 單路信號控制； ? （ 2） 多參數(shù)信號控制； ? （ 3） 綜合控制方式。 下一頁 ? 二、 檢測控制系統(tǒng)設(shè)計方法 ? 1. ? 檢測控制系統(tǒng)設(shè)計分析是確定檢測控制系統(tǒng)總體設(shè)計方案的重要部分。根據(jù)所要設(shè)計的檢測控制系統(tǒng)的作用、功能、應用要求，進行全面的 ? (1) ? ① ② ? ③ 檢測控制類型的確定。 ④ 檢測控制系統(tǒng)應用條件的設(shè)計。 ? ⑤ ⑥ ? 2. ? (1) ? 檢測常用的傳感器有電阻式、電阻應變式、光電式、電感式、壓阻式、 ? ① 檢測傳感器量程 ? ② 檢測傳感器精度應小于總體設(shè)計要求的 1/3 ? ③ ? ④ ? ⑤ ? ⑥ 上一頁 下一頁 ? (2) ? ① ? ② ? ③ 設(shè)計應用電路，必須進行性能測試，可靠性、穩(wěn)定性測試，按照 ? (3) ? ① 開關(guān)件繼電器的選擇：工作電壓、控制電壓、控制電流、控制時 ? ② ? ③ 電機與驅(qū)動器 ,負載匹配選擇，滿足系統(tǒng)設(shè)計要求。 上一頁 下一頁 ? 三、 檢測控制系統(tǒng)設(shè)計實例 ? 1. ? 暖氣鍋爐內(nèi)工作壓力為 0～ MPa，當壓力大于 1 MPa時要實現(xiàn)報警，并且自動關(guān)閉鍋爐供油系統(tǒng)，實時顯示檢測結(jié)果。設(shè)計檢測控制系統(tǒng)，控制精度小于 % ? 2. ? (1) ? 型號 PT123(UYY ZQY)，精度 %，量程 MPa ? (2) 放大器選擇： ? 型號 YE3817(BZ204)，精度 %，輸出電壓 177。 12 V，電流100 mA ? (3) 數(shù)字電壓表 DT405B， 41/2數(shù)字壓力表， 精度小于 % ? (4) 報警器選擇 KZY1 ? (5) 液體電磁閥選擇 YK2K－ 2 ? (6) 控制電路設(shè)計：高溫暖氣鍋爐內(nèi)工作壓力正常值 0～ MPa，當大于 1 MPa以上時，出現(xiàn)超載，為了防止鍋爐爆炸，安裝檢測控制系統(tǒng)。為了實現(xiàn)控制顯示的直觀性，控制電路設(shè)計選擇 MPa顯示電壓 8 V， 1 MPa壓力顯示電壓 10 V，相當于 MPa壓力顯示 1 V電壓?？刂齐娐吩O(shè)計如 圖 7－ 2所示。 ? 3. 壓力檢測控制系統(tǒng)圖（如 圖 7－ 3所示） 上一頁 返 回 返