文档介绍：工业系统的测量
陈永森
工程训练中心
2004年12月
《工程训练》之一
讲义 V
1-1
绪论
绪论本讲我们要了解的内容
什么是工程训练?
工程训练是如何展开的?
什么是工业系统?
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绪论工程训练》——*
什么是工程训练? 工程训练的任务
不仅要知道“是什么”,还要知道“怎么做”!
背景1:我国的教育长于传授事实性知识,但在传授过程性知识方面有欠缺。
工程训练是获取过程性知识的重要途径。
背景2:工业系统的研究、开发和运行、诊断往往要涉及多个学科和专业的知识。
通过工程训练,将以往孤立、分散开设的尽可能多的工程类课程联系起来,使尽可能多的学生在工业系统中找到相关课程知识的坐标。
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绪论工程训练》——*
什么是工程训练? 工程训练的体系
工业系统
测量
驱动与控制
金工实习
创新训练
现代加工
电子实习
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绪论工程训练》——*
什么是工业系统? 人取书的过程
大脑: 控制
手臂、手: 执行
眼睛、触觉: 测量反馈
眼睛、触觉
大脑
手臂、手
输出信号
(手的位置)
输入信号
(书的位置)
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绪论工程训练》——*
什么是工业系统? 直流伺服电机转速控制系统
转速
测量电路
电压 V
转速n
数字信号 Vd
电机
驱动电路
M
控制器
(CPU、内存)
转速n
PWM
脉冲
电压
电流
期望的转速 ne
DO
数字输出
总线
A/D
数据采集
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绪论工程训练》——*
什么是工业系统? 工业系统的组成
驱动器
控制器
执行器
测量电路
(传感器+信号调理)
输入信号
输出信号
大脑
CPU+内存
各种驱动电路
手、脚
电机
液压缸
气缸
眼睛、触觉神经
转速测量系统
温度测量系统
力测量系统
数据
通道
神经网络
DI
A/D
数据
通道
神经网络
DO
D/A
反馈信号
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绪论工程训练》——*
什么是工业系统?
工业系统的分类:
装置(生产机械):各种运载工具、发动机、机床、机器人、转速控制系统……
过程(生产过程):冶炼、化工、制药等生产过程、转速控制系统的运行过程……
工业对象:被控制的装置和过程
工业系统中不仅存在能量、物质传递和转换,更重要的是存在着信息的联系。
系统运动状态的信息:系统中的物理量
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绪论工程训练》——*
什么是工业系统? 工业系统中的物理量
譬如:
在含有运动装置的工业对象中,会产生力/力矩、位移/角位移、速度/角速度、加速度/角加速度的连续变化
在工业过程中,会产生压力、流量、液位、温度、湿度的连续变化
此外,某些事件的发生,譬如某一个部件移动到指定位置、液位达到规定高度、油箱中剩余燃油少于一定量、炉温达到预定的报警温度、烟尘或有害气体达到报警浓度,或操作者按下了某一个控制按钮,会引起开关的通、断,导致某一信号的“有”、“无”或电平的“高”、“低”变化。
这些物理量和开关信号表达着系统运动状态的信息。
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绪论工程训练》——*
什么是工业系统? 物理量测量的必要性
目的:对工业系统进行监测和控制
首先必须获取系统运行的状态信息,为此要检测系统中各种物理量的值。
状态信息获取是由测量系统完成的。
测量系统的组成:传感器和信号调理电路。
传感器的作用:将各种物理量转换成电信号,电信号是系统状态信息的表达形式
信号调理电路的作用:是对传感器输出的电信号进行初步的处理,信号调理电路由各种电子元器件组成。
信号的显示:获得系统状态信息后,要以适当的形式传达给人的感官,譬如指针、指示灯、数字、图形、图像、声响或振动。
测量系统的设计、调试和维修要用到各种电子仪器。
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绪论工程训练》——*