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机电一体化第七章机电一体化典型系统设计课件.ppt


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第一节检测系统的设计方法
第二节检测控制系统设计
第三节计算机控制系统设计
第四节计算机数据采集与控制组合系统设计
第五节计算机多机控制系统设计
第一节检测系统的设计方法
一、检测系统的分类
在设计检测系统中,根据系统的设计要求和所完成的功能,确定传感器、放大器、记录仪型号规格、精度、量程等。目前常用的检测系统按照完成的功能分类:
(1)信号检测记录系统(计算机,磁带机,光线示波器等);
(2)信号检测显示记录系统(数字表记录检测结果);
(3)信号检测显示和记录系统(数字表和其他记录仪);
(4)信号检测显示与控制组合系统。
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二、检测系统的设计要求

(1)单元选择组合式;
(2)单元分别设计组合式;
(3)单元选择与单元设计组合式。

(1)检测系统的记录方式包括信号检测显示与信号检测记录两种;
(2)检测系统的应用单元部件的性能精度指标应高于检测系统总精度指标1~2倍;
(3)检测系统的单元部件耐用性、可靠性、稳定性要好;
(4)检测系统的单元使用维护方便、抗干扰性能好、适应性好;
(5)检测系统设计结构简单、投资少、使用方便、经济性好;
(6)检测系统使用的环境条件应满足总体的使用要求;
(7)检测系统结构尺寸,安装方式,操作方式应符合总体设计的使用要求。
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(2)检测系统分析工作过程设计:
①确定任务。
②提出初步设计方案.
③可行性分析。

对于设计检测系统时,在满足系统总体技术指标的前提下,选择最佳的检测系统设计方案。在选择设计检测系统中应考虑以下几个问题。
(1)检测参数及检测内容:
①测试物理信号(压力、力、温度、厚度、流量、位移等);
②检测信号的范围;③检测参数的特性;④检测参数的条件。
(2)检测信号的特点:
①静态信号检测;②动态信号检测;③瞬态信号检测;
④检测系统的工作条件(低温、常温、高温、超高温)。
(3)检测记录方法的选择:
①数字显示式记录方式;②模拟式记录方式;③计算机记录方式。
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(1)量程的选择
①传感器量程的选择
②放大器量程的选择。
③记录仪器的选择。
(2)精度的选择。
(3)频率特性的选择
①检测仪表工作频率
②传感器的固有频率
(4)检测系统稳定性
①检测系统长期稳定性误差
②检测系统抗干扰性能要好,无干扰误差影响。
(5)检测方式的选择。检测分为接触式检测和非接触式检测两种方法,应根据检测系统设计要求选择相应的检测方法。
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
(1)重复性原则。(2)随机性原则。(3)动态响应特性。
(4)稳定性和可靠性。(5)配套性原则。(6)记录方式选择原则

检测系统设计阶段是对要进行设计的新系统具体实现设计的阶段,主要进行的工作是:
(1)检测系统功能结构设计。
(2)检测系统组织结构的设计。
(3)检测系统的信息结构和动作结构设计。
(4)各单元的设计制造与选择。
(5)总装调试和实验分析。
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图7-1压力与温度检测系统图
第二节检测控制系统设计
一、检测控制系统分类

(1)开关量控制式;(2)电机类工作控制式。

(1)直接控制工作方式;
(2)间接控制工作方式;
(3)实时跟踪控制工作方式。

(1)单路信号控制;
(2)多参数信号控制;
(3)综合控制方式。
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二、检测控制系统设计方法

检测控制系统设计分析是确定检测控制系统总体设计方案的重要部分。根据所要设计的检测控制系统的作用、功能、应用要求,进行全面的分析和研究。制定具体的设计方案,应考虑及解决的问题。
(1)设计技术指标的确定
①检测控制的参数②检测控制精度参数。
③检测控制类型的确定。④检测控制系统应用条件的设计。
⑤检测控制系统保护方法。⑥结构尺寸,安装尺寸的设计等

(1)检测控制传感器的选择
检测常用的传感器有电阻式、电阻应变式、光电式、电感式、压阻式、组合式等。
①检测传感器量程
②检测传感器精度应小于总体设计要求的1/3倍。
③动态响应频率。
④传感器长期稳定性,可靠性要好。
⑤传感器结构尺寸符合总体设计要求。
⑥传感器应适合控制应用工作环境条件。
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三、检测控制系统设计实例

暖气锅炉内工作压力为0~,当压力大于1MPa时要实现报警,并且自动关闭锅炉供油系统,实时显示检测结果。设计检测控制系统,%。

(1)压力传感器选择
型号PT123(UYY-1、ZQ-Y),%,
(2)放大器选择:
型号YE3817(BZ204),%,输出电压±12V,电流100mA
(3)数字电压表DT405B,41/2数字压力表,%
(4)报警器选择KZY-1型
(5)液体电磁阀选择YK2K-2型
(6)控制电路设计:高温暖气锅炉内工作压力正常值0~,当大于1MPa以上时,出现超载,为了防止锅炉爆炸,安装检测控制系统。为了实现控制显示的直观性,,1MPa压力显示电压10V,。控制电路设计如图7-2所示。
(如图7-3所示)
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  • 时间2022-11-28