数字化网络化控制技术课件：计算机控制系统.pptx

计算机控制系统概述计算机控制系统中检测设备和执行机构计算机控制系统中的过程通道计算机控制系统

一、计算机控制系统基本概念计算机控制系统模拟控制系统信号匹配

二、计算机控制系统组成

计算机控制系统硬件部分控制计算机主机外设总线过程输入输出接口人机接口设备通信设备现场仪表（传感变送、执行机构等）软件部分系统软件操作系统汇编或高级语言过程控制语言通信网络软件诊断程序等应用软件过程输入输出程序控制策略程序人机接口程序打印显示程序历史数据库实时数据库

计算机控制系统概述计算机控制系统中检测设备和执行机构计算机控制系统中的过程通道计算机控制系统王超

第1节

检测设备传感器变送器

一、传感器传感器是一种将各种被测非电信号转换成可用电信号的测量装置或元件。传感器的应用领域主要包括如下几个方面：1）生产过程的测量与控制;2）报警与环境保护;3）自动化设备和机器人;4）交通运输和资源探测;5）医疗卫生和家用电器。

一、传感器电阻式传感器种类繁多，应用广泛，其基本原理是将被测非电信号的变化转换成电阻的变化。电阻值可表示为:其中，σ为电导率，l为长度，S为截面积。电阻应变式荷重传感器产品图

一、传感器电容式传感器是以各种类型的电容器作为敏感元件，将被测物理量的变化转换为电容量的变化，再由测量电路转换为电压、电流或频率的变化，以达到检测的目的。电容值可表示为:其中，S为极板间相互覆盖面积；d为两极板间的距离；ε为两极板间的介电常数；ε0为真空介电常数，εr为介质的相对介电常数。电容式差压变送器产品图

一、传感器电感式传感器是利用线圈自感或互感系数的变化来实现非电信号测量的一种装置。电感式传感器一般分为自感式、互感式和电涡流式3大类。习惯上将自感式传感器称为电感式传感器，而互感式传感器由于是利用变压器原理，又往往做成差动式，故常被称为差动变压器式传感器。电感式传感器产品图

一、传感器压电式传感器利用某些电介质材料具有压电效应而制成。当有些电介质材料在一定方向上受到外力（压力或拉力）作用而变形时，在其表面上会产生电荷；当外力去掉后，又回到不带电状态，这种将机械能转换成电能的现象，称为压电效应。压电式力和加速度传感器产品图

一、传感器光电式传感器是将光信号转化为电信号的一种传感器，其理论基础是光电效应。光电效应大致可分为如下三类：第一类是外光电效应，即在光照射下，能使电子逸出物体表面，利用这种效应做成的器件有真空光电管、光电倍增管等；第二类是内光电效应，即在光线照射下，能使物质的电阻率改变，这类器件包括各类半导体光敏电阻；第三类是光生伏特效应，即在光线作用下，物体内产生电动势的现象，此电动势称为光生电动势，这类器件包括光电池、光敏二极管和光敏晶体管等。光电开关

一、传感器热电式传感器利用某些材料或元件的性能随温度变化的特性进行测量，主要包括热电偶传感器和热电阻传感器。热电偶传感器的测温原理是热电效应。常用的热电偶有铂铑-铂（分度号为S）、镍铬-镍硅（分度号为K）、镍铬-铜镍（分度号为E）等。热电偶传感器产品图

一、传感器常用的数字式传感器有光栅式、码盘式、磁栅式和感应同步器等。这类传感器具有很高的测量精度，易于实现系统的快速化、自动化和数字化，易于与微处理机配合，组成数控系统，在机械工业的生产、自动测量以及机电控制系统中得到广泛的应用。数字式传感器产品图

一、传感器根据具体的测量条件、使用条件以及传感器的性能指标合理地选用传感器是进行某个量测量时首先要解决的问题。1．传感器的类型要进行一个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。2．灵敏度通常在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。3．精度精度是传感器的一个重要的性能指标，它是关系到整个测量系统测量精度的一个重要环节。4．线性度线性度反映了输出量与输入量之间保持线性关系的程度。5．稳定性传感器使用一段时间后，其性能保持不变的能力称为稳定性。6．频率响应特性传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有一定延迟，我们希望延迟时间越短越好。

二、变送器变送器在控制系统中起着至关重要的作用，它将工艺变量（如温度、压力、流量、液位、成分等）和电、气信号（如电流、电压、频率和气压信号等）转换成该系统统一的标准信号。变送器电动变送器电流输出型变送器电压输出型变送器气动变送器气动变送器的信号标准为0.02～0.1MPa工业上最广泛采用的标准模拟量电信号是用4～20mA电流来传输信号

二、变送器四线制变送器需要两根电源线，加上两根信号线，总共要接4