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1、第十四章第十四章 检测技术的综合应用检测技术的综合应用 本章主要学习检测技术在测量、控本章主要学习检测技术在测量、控制系统中的综合应用，以及如何将多种制系统中的综合应用，以及如何将多种传感器与传感器与计算机计算机组成智能化系统，并了组成智能化系统，并了解检测系统中常用的部件。解检测系统中常用的部件。7/29/20241检测技术在控制系统中的综合应用检测技术在控制系统中的综合应用举例举例 一个现代化火力发电厂需要多台计算机来快速地一个现代化火力发电厂需要多台计算机来快速地测量锅炉、汽轮机、发电机上许多重要部位的温度、测量锅炉、汽轮机、发电机上许多重要部位的温度、压力、流量、转速、振动、位移、应力
2、、燃烧状况等压力、流量、转速、振动、位移、应力、燃烧状况等热工、机械参数，还必须测量发电机的电压、电流、热工、机械参数，还必须测量发电机的电压、电流、功率、功率因数以及各种辅机的运行状态，然后进行功率、功率因数以及各种辅机的运行状态，然后进行综合处理，将各被监测的重要参数进行数字或模拟显综合处理，将各被监测的重要参数进行数字或模拟显示，自动调整运行工况，对某些超限参数进行声光报示，自动调整运行工况，对某些超限参数进行声光报警或采取紧急措施。在上述这个系统中，需要数百个警或采取紧急措施。在上述这个系统中，需要数百个不同的传感器将各种机械、热工量转换成电量，供计不同的传感器将各种机械、热工量转换成
3、电量，供计算机采样和运算。算机采样和运算。 7/29/20242现代化火力发电厂及其控制系统现代化火力发电厂及其控制系统火力发电厂火力发电厂控制室控制室火力发电厂机组火力发电厂机组汽轮机汽轮机发电机发电机励磁机励磁机7/29/20243第一节第一节 现代检测系统的基本结构现代检测系统的基本结构 现代检测系统可分为三种基本结构体系：现代检测系统可分为三种基本结构体系： 1. 1.智能仪器智能仪器 2 2. .个人仪器个人仪器 3 3. .自动测试系统自动测试系统 1.1.智能仪器：智能仪器：将诸如微处理器、存储器、将诸如微处理器、存储器、接口等芯片与传感器融合在一起，可组成智能接口等芯片与传感器
4、融合在一起，可组成智能仪器。它有专用的小键盘、开关、按键及显示仪器。它有专用的小键盘、开关、按键及显示屏等，多使用汇编语言，体积小，专用性强。屏等，多使用汇编语言，体积小，专用性强。7/29/20244智能仪器的芯片及模块智能仪器的芯片及模块 51系列单片机芯片系列单片机芯片7/29/20245各种智能仪器各种智能仪器 最低、最高温度最低、最高温度7/29/202462.2.个人仪器个人仪器 个人仪器又称个人计算机仪器系统。个人仪器又称个人计算机仪器系统。它是以个人计算机（必须符合工控要求）它是以个人计算机（必须符合工控要求）配以适当的硬件电路与传感器组合而成的配以适当的硬件电路与传感器组合而
5、成的检测系统。检测系统。 组装个人仪器时，将传感器信号传送到组装个人仪器时，将传感器信号传送到相应的接口板（或接口盒）中，再将接口板相应的接口板（或接口盒）中，再将接口板插到工控机总线扩展槽中或将接口盒的插到工控机总线扩展槽中或将接口盒的USB插头插入计算机相应的插座上，编写相应的插头插入计算机相应的插座上，编写相应的软件就可以完成自动检测功能。软件就可以完成自动检测功能。 7/29/20247一体化工作站一体化工作站 平板式平板式工作站工作站（带触摸屏）（带触摸屏）军用便携式军用便携式工作站工作站7/29/20248一体化工作站（续）一体化工作站（续） 7/29/20249工业计算机（工控机
6、）机箱工业计算机（工控机）机箱 工工控控机机的的抗抗电电磁磁干干扰扰能能力力、防防振振、防防潮潮、防防尘尘能能力力均均较较强强，有有较较多多的的扩扩展展槽槽，它它的的电电源源系系统统有有较较好好的的抗抗电电磁磁干干扰扰能能力力。虽虽然然工工控控机机的的价价格格比比个个人人电电脑脑贵贵，但但可可靠靠性性强强得得多多，性性能能价价格格比比高高，适适合合在在工工业业现现场场条条件件较较恶恶劣劣的场合使用。的场合使用。7/29/202410工业级底板工业级底板（参考研祥智能科技有限公司资料）（参考研祥智能科技有限公司资料）底板上的扩展槽用于底板上的扩展槽用于 插接各种数据采集卡插接各种数据采集卡PCI
7、扩展槽扩展槽ISA扩展槽扩展槽7/29/202411各种数据采集卡各种数据采集卡 ISA数据采集卡数据采集卡ISA数据采集卡的插脚间隔为数据采集卡的插脚间隔为2.54mm（0.1英寸）英寸）7/29/202412各种数据各种数据 采集卡（续）采集卡（续）PCI数据采集数据采集传输卡传输卡7/29/202413ISA槽与槽与PCI槽的槽的外形区别外形区别ISA槽槽PCI槽槽将功能卡插到将功能卡插到ISA槽中槽中功能卡的镀金脚功能卡的镀金脚7/29/202414端子板与功能卡的连接端子板与功能卡的连接 端子板作为功能卡的扩展附件，端子板作为功能卡的扩展附件，用于连接传感器信号用于连接传感器信号光耦
8、光耦25芯排线芯排线数据锁存器数据锁存器去去计算机计算机ISA槽槽传感器信号线接线端子传感器信号线接线端子7/29/202415端子板与功能卡的连接端子板与功能卡的连接37芯排线芯排线端子板端子板PCI数据采集、数据采集、控制卡控制卡传感器信号线接线端子传感器信号线接线端子输出信号接线端子输出信号接线端子去去计算机计算机PCI槽槽7/29/202416其他端子扩展板其他端子扩展板 34芯排线芯排线插座插座37芯排线芯排线插座插座7/29/202417数据采集便携式工控整机数据采集便携式工控整机 7/29/202418笔记本电脑数据采集整机笔记本电脑数据采集整机 信号从信号从USB USB 插口
9、输入插口输入7/29/202419笔记本电脑数据采集整机笔记本电脑数据采集整机 USB接口盒接口盒及接口线及接口线利用利用USB扩展插头可配接多个扩展插头可配接多个接口盒接口盒信号输入信号输入7/29/202420USB接口卡及接口卡及USB线线7/29/202421嵌入式计算机数据采集系统嵌入式计算机数据采集系统 传感器信号采集卡可多层叠合，插入到传感器信号采集卡可多层叠合，插入到嵌入式计算机的总线接口中，就可以构成数嵌入式计算机的总线接口中，就可以构成数据采集系统。据采集系统。7/29/202422各种嵌入式计算机数据采集卡各种嵌入式计算机数据采集卡7/29/202423自动测试系统自动测
10、试系统 自动测试系统是以工控机为核心，以自动测试系统是以工控机为核心，以标准接口总线为基础，以可程控的多台智标准接口总线为基础，以可程控的多台智能仪器为下位机组合而成的一种现代检测能仪器为下位机组合而成的一种现代检测系统。一个自动测试系统还可以通过各种系统。一个自动测试系统还可以通过各种标准总线成为其它级别更高的自动测试系标准总线成为其它级别更高的自动测试系统的子系统。许多自动测试系统还可以作统的子系统。许多自动测试系统还可以作为服务器工作站加入到为服务器工作站加入到Internet网络中，成网络中，成为网络化测试子系统，从而实现远程监测、为网络化测试子系统，从而实现远程监测、远程控制、远程实时调试等。远程控制、远程实时调试等。 7/29/202424网络化仪表示意图网络化仪表示意图工业总线工业总线 7/29/202425网络化仪表网络化仪表工业总线工业总线 局域网局域网7/29/202426 钢厂自动化监控系统实例钢厂自动化监控系统实例7/29/202427 粮食温湿度测控系统实例粮食温湿度测控系统实例上位机（内插上位机（内插CANCAN通信卡）通信卡）温度分线器温度分线器CANCAN总线总线通风机械通风机械测湿测湿探头探头测温电缆测温电缆智能分机智能分机通风控制器通风控制器湿度分线器湿度分线器7/29/202428休休 息息 一一 下下7/29/202429
