测控期末论文.docx
《测控期末论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《测控期末论文.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
测控期末论文
、
测控技术与仪器
专业规划论文
电子信息工程学院
班级：
测控08
（2）班
学号：
2008440992
姓名：
张小琴
1测控技术与仪器专业
测控技术与仪器专业培养掌握当代测控技术和实验研究能力，具备测控技术、仪器与系统的设计、开发能力。
能在国民经济各部门从事测量与控制领域内有关技术、仪器仪表与系统的设计制造、科技开发、应用研究、运营管理等方面的高级工程技术人才。
主要专业基础课和专业课有：
电路原理、模拟电子技术基础、数字电子技术基础、自动控制理论、信号分析与处理、自动检测与传感器技术、仪表与过程控制、微机原理、单片机及接口技术、测控技术与仪器综合设计等。
2.1选择专业环境盘点
⑴在信息科技时代，测控技术与仪表是实现信息获取、存储、处理的必备工具，也是揭示物质运动的必备工具。
仪器仪表是实现信息的获取、转换、存贮和揭示物质运动的必备工具，是当今普遍称之为时代标志的信息科技的三大支柱（信息获取及处理、信息传输与通信、电子技术及计算机）的必要手段，也是新技术革命的一项重要内容。
⑵测控技术与仪表可以说是一门边缘学科，它和自动控制、工业自动化、仪器仪表以及计算机专业有着密切的联系。
⑶仪器仪表设备水平在很大程度上反映出一个国家的生产力发展水平，当前仪器仪表正从自动化向智能化方向发展。
2.2就业环境盘点
⑴由于测控技术与仪器是一门边缘学科，总觉得在各个方面都可以挨点边，但是都不及专门修某一方面的人专业
，使学生感到困惑。
⑵近几年来，大学的招生数量逐年增多，相应地该专业的毕业生每年也都呈上升的趋势。
但是中国的经济状况使得国内相关行业对毕业生的需求量却始终未呈现出增长势头，尤其是曾经是就业主体的国营企业。
究其原因，一方面是因为国企改革正处于关键时刻，许多大型企业在这个过渡阶段非常慎重地处理企业内部员工的问题；另一方面，国有企业的市场竞争能力下降，导致其在生产、研究开发方面的能力下降，企业效益滑坡，使其在招收毕业生方面的需求下降。
造成了很大的就业压力。
⑶大规模集成电路以及计算机技术的迅速发展，以及在人工智能向测控技术的移植和应用的过程中，智能仪表将会有更大的发展。
测量仪表以智能化为先导，带动了各类仪表的智能化，这是现代仪器仪表技术发展的主要趋势。
因此，在这方面的人才需求将呈现不断的上升势头。
检测技术是自动化技术的四大支柱之一，从检测的定义可以看出，人类在研究未知世界中是离不开检测技术的。
检测技术不仅为工业自动化提供正确的信息，而且是科学研究中寻找规律的重要手段。
这又为我们新一代的大学生创造了很好的就业机会。
3.1选择虚拟仪器技术的理由：
虚拟仪器技术就是用户自定义的基于PC技术的测试和测量解决方案，其4大优势在于：
性能高、扩展性强、开发时间少，以及出色的集成功能。
3.11性能高：
虚拟仪器是在PC技术的基础上发展起来的，所以完全“继承”了以现成即用的PC技术为主导的最新商业技术的优点，包括功能超卓的处理器和文件I/O，使您在数据导入磁盘的同时就能实时地进行复杂的分析。
随着数据传输到硬驱功能的不断加强，以及与PC总线的结合，高速数据记录已经较少依赖大容量的本地内存。
以一台60G的示波器为例，在采用虚拟仪器技术的情况下，构建这样一台示波器是相当简单的，只要将一台基于PC的数字转换器放置在PC机中，就能以高达每秒100MB的速度将数据导入磁盘。
虚拟仪器技术的另一突出优势就是不断提高的网络带宽。
因特网和越来越快的计算机网络时的数据分享进入了一个全新的阶段，将因特网和NI的软硬件产品相结合，您就能够轻松地与地球另一端的同事共享测量结果，分享“天涯若比邻”的便捷。
3.12扩展性强：
NI的软硬件工具使得工程师和科学家们不再圈囿于当前的技术中。
得益于NI软件的灵活性，只需更新您的计算机或测量硬件，就能以最少的硬件投资和极少的、甚至无需软件上的升级即可改进您的整个系统。
在利用最新科技的时候，您可以把它们集成到现有的测量设备，最终以较少的成本加速产品上市的时间。
3.13开发时间少：
在驱动和应用两个层面上，NI高效的软件构架能与计算机、仪器仪表和通讯方面的最新技术结合在一起。
NI设计这一软件构架的初衷就是为了方便用户的操作，同时还提供了灵活性和强大的功能，使您轻松地配置、创建、部署、维护和修改高性能、低成本的测量和控制解决方案。
3.14完美的集成：
虚拟仪器技术从本质上说是一个集成的软硬件概念。
随着产品在功能上不断地趋于复杂，工程师们通常需要集成多个测量设备来满足完整的测试需求，但是这些不同设备间的连接和集成总是耗费大量时间，不是轻易可以完成的。
NI的虚拟仪器软件平台为所有的I/O设备提供了标准的接口，例如数据采集、视觉、运动河分布式I/O等等，帮助用户轻松地将多个测量设备集成到单个系统，减少了任务的复杂性。
为了获得最高的性能、简单的开发过程和系统层面上的协调，这些不同的设备必须保持其独立性，同时还要紧密地集成在一起。
NI的结构可以使开发者们快速创建测试系统，并随着要求的改变轻松地完成对系统的修改。
得益于这一集成式的构架带来的好处，您的系统可以更具竞争性，因为您可以更高效地设计和测试高质量的产品，并将它们更快速地投入市场。
4.NI产品的其他独特之处：
4.1多种产品供选择：
面对目前市场上的所有测量软硬件工具，工程师们要花很多时间去学习如何使用它们，所以花时间选择合适的工具这一点至关重要。
NI为您提供了种类齐全的测试测量硬件产品，从数据采集、信号条理、声音和振动测量、视觉、运动、仪器控制、分布式I/O到CAN接口等工业通讯应有尽有。
无论您要进行一个新的项目或进入一个新的领域，简单易用、界面友好的虚拟仪器软件都能为您带来与硬件设备无缝的集成，结合NI的测试测量工具，帮助您解决应用中的实际需求。
因为时间就是金钱，NI的工具能够维护您的在时间上的投资，帮助您成为一名更高效的工程师。
4.12行业标准和长期的兼容性：
根据行业标准创建的测量和自动化系统能使您在现在甚至是将来都可以节省开发和维护的成本。
NI深知这一点对用户来说至关重要，我们也在积极地参与和推动开放式的行业标准的开发。
NI在致力于提供最先进的技术的同时保证了系统对之前版本的兼容性，所以工程师和科学家们可以在相当长的一段时间内一直使用同一个解决方案。
为了获得这种长期的解决方案，NI提供了一个软件构架，它包括标准的应用程序接口（application programming interfaces，简称 API）以便在计算机、网络和操作系统不断改进的同时确保兼容性和可扩展性。
5.摘要：
某公司推荐了一种谐振复位双开关正激型DC/DC变换器。
它不仅克服了谐振复位单开关正激变换器开关电压应力大和变换效率低的缺点，而且具有占空比可以大于50％的优点。
因此，该变换器可以应用于高输入电压、宽变化范围、高效率要求的场合。
对该拓扑的工作原理和特性进行了详细的描述。
最后通过实验证实了该拓扑的上述优点。
关键词：
谐振复位;双开关;正激变换器1 概述谐振复位单开关正激变换器，如图1所示，是一种结构比较简单、应用十分广泛的DC/DC变换器。
它通过谐振电容Cr上的电压对变压器进行复位，该复位电压可以大于输入电压，因此，该变换器的占空比可以大于50％，适合于宽输入范围的场合。
但和通常的单开关正激变换器一样，它的开关电压应力比较大，是输入电压的2倍左右，用于较高输入电压的场合有一定的困难。
另外，每次开关S开通之前，Cr上电压为输入电压，在S开通时，不仅将S的寄生电容上的能量CossVin2/2消耗在开关上，同时也将Cr上的能量CrVin2/2消耗在S上。
而Cr又是外并的谐振电容，其值可能远远大于开关的寄生电容，所以，可以认为该变换器的等效开关损耗大大增加，效率将会受到严重影响。
双开关正激变换器克服了主开关电压应力大的缺点，它每个开关的电压应力等于输入电压，是单开关正激的一半左右，适用于高压输入场合。
而且双开关正激变换器是利用输入电压给变压器进行复位，结构上也比较简单，激磁能量和漏感能量回馈到输入侧，转换效率比较高。
因此，这种双开关正激DC/DC拓扑被广泛地应用于工业界，不仅仅是高压输入场合。
但是，这种双开关正激变换器有它的突出缺点，即只能工作在占空比小于50％的状态，所以，不适合用在变换范围非常宽的场合。
本文推荐了一种谐振复位双开关正激变换器，它综合了单开关谐振正激和双开关正激的优点，不仅可以工作在占空比大于50％的状态，而且又采用双开关结构，大大减小了开关的电压应力。
因此，该变换器适用于高电压输入、宽变化范围的场合。
DS1620是一种半导体温度测控芯片，9位温度数据值，测温范围-55~+125℃，0.5℃分辨率。
通过三线串行接口与CPU连接，可作为热传感器使用；用三个温控触发端控制加热或制冷装置，可用作热继电器。
本文介绍它的功能和使用方法，并给出C51的源程序。
关键词：
DS1620 温度传感器 三线串行接口 热继电器
由ＡＩ智能调节器实现电炉温度的精确控制及温度、压力、流量、位移、失重量等的检测，结合工控机组成集散控制系统，应用于冶金性能测控系统。
系统具有运行可靠、抗干扰能力强及控制等优点。
5.1关键词：
精确、可靠、抗干扰能力强、精度高
5.2引言：
高炉冶炼系统是一个复杂的控制系统，对其进行解剖代价高昂。
该系统模拟高炉冶炼过程检测冶炼过程中温度、压力、流量、位移、失重等各参数的变化规律建立冶金性能测控系统大型实验室，依据实验结果对高炉冶炼过程提供指导性意见。
系统采用集散控制结构，现场由厦门宇电的AI智能仪表实现温度等的精确控制，由PLC来实现过程开关量、部分模拟量及定时计数等的过程控制，由工控机实现集中管理。
AI智能仪表先进的AIBUS+通讯协议，支持RS485通讯接口，配合EM-485B模块构成了该系统的计算机通讯系统，通过RS-485串行通讯实现19个通道温度、流量、压力、位移的集中监控。
5.3控制系统的硬件组成
整个系统的控制对象主要为11个大型电炉及其附属设施和气体处理及检测部分，其中除了对温度的精确检测及控制外，物料反应过程中的荷重软化位移，物料重量，气体流量，气体压力及熔融滴落过程中的熔滴计数都需要进行检测，这些参数主要通过现场AI智能仪表检测并以数字量传入总线。
系统结构如下图1所示：
图一：
硬件组成结构框图
5.4控制方式选择
系统主要对温度实行精确控制，AI人工智能仪表具备位式控制（ON-OFF）、标准PID、AI人工智能调节APID或MPT等多种调节方式，对于多数电炉采用标准的PID控制方式，可以满足工艺条件的要求，用户可以设置M5、P、t参数可以调节相应参数，实现用户自定义调节。
对于特殊的温控系统设置CtrL进入自整定调节，先进的AI人工智能调节算法具有自整定、自学习功能，无超调及无欠调的优良控制特性，自整定后的控制效果基本上都可以满足工艺要求。
5.5分段功率限制方式
系统中大部分电炉为电阻炉，少数高温电炉以硅钼棒为加热材料，需采用降压变压器，低温下近似短路，电阻远低于高温状态。
如果不进行功率的限制，低温下的电流将远大于额定电流。
设置CF参数，使仪表起用功率分段限制，此时仪表输出下限将不作限制，而oPL将作为当温度小于下限报警值LoＡＬ时输出上限，当温度大于下限报警值时，则输出上限为ｏＰＨ，这样就具备２段功率限制功能，有效地防止了加热初期电流过大的危险。
5.6控制系统的调试
对于有些电炉除了炉膛温度的控制及检测外，监测炉壁的温度以计算电炉加热过程中的温度梯度分布曲线，结合其控制同时可以减小控制对象的纯滞后，带来更好的控制效果。
对于同一电炉温度起始条件的显示不一致，可通过Sc来校正。
在调试过程中，单段升温曲线的电炉首先考虑使用AI仪表的自整定调节功能，需要整定的参数为M5、P、t等参数，加热器各段特性基本相同，自整定后获得了满意的控制效果，恒温时控制精度小于±1℃，最大超调小于2℃。
5.7控制系统的软件结构及功能
系统由2层结构组成，上位机为一台工业控制机，实现集中控制及数据的采集与处理。
下位机由PLC及现场AI智能仪表实现数字及模拟量的控制。
系统同时具有手动及自动两套控制方案，可以实现无扰动的快速切换。
上位机控制主界面如下图２所示：
图二：
主界面图
主要实现以下功能：
5.71人机交互功能
系统的监控主界面显示当前各虚拟设备的布置情况及在线状态，实时数据按详细数据、最值数据等不同表现形式动态刷新显示，各参数（温度、流量等）的实时曲线绘制，现场各开关量的界面控制，历史数据查询，ＥＸＣＥＬ报表生成，系统报警状态及ＡＩ智能仪表的参数设置等功能。
5.81数据库管理
各项实时数据及历史数据的管理，数据保存及导入ＥＸＣＥＬ。
用户及5.82系统管理
系统分为系统管理员，操作员及安全员组成，各角色以不同权限限制；根据实际系统的需要对于采样频率的设定，实时刷新的时间间隔及报警方式等进行管理。
5.9结语
本系统已在广东韶关钢铁厂成功投入使用，系统运行安全可靠，由ＡＩ智能调节器，ＰＬＣ及工控机组成的集散控制系统具有抗干扰能力强，控制精度高等优点，极大地满足了工艺条件的各项控制性能指标要求。
5.毕业时应获得以下几方面的知识和能力：
1．具有较扎实的自然科学基础，较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力；
2．较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识，主要包括机械学、电子学、光学、测量与控制、市场经济及企业管理等基础知识；
3．掌握光、机、电、计算机相结合的当代测控技术和实验研究能力，具有本专业测控技术、仪器与系统的设计、开发能力；
4．具有较强的外语应用能力；
5．具有较强的自学能力、创新意识和较高的综合素质。
6.可以在石油工程方面的发展
6.1勘探领域：
测井设备的维护与开发，地震数据处理系统的硬件维护与开发；
6.2钻井、开发与储运领域：
智能钻井设备（数据传输与检测、定向钻井工具）的开发与维护，数字化油（气）田开发检测与数据集成系统的开发与维护，油气储运过程中的自动控制与数据传输（如SCADA系统）设备与系统的的开发与维护、储运设备（罐、管、船）等的自动控制与安全预警。
以及固井、修井、射孔等过程中的工具自动控制与数据采集等。
6.3炼油化工领域
炼化设备与过程的自动检测、控制与系统仿真。
6.4信息管理与处理领域
各个油田都建有相应的信息中心，负责整个油田或相应范围的数据资料传输、维护与管理。
测控专业人员可以与计算机工程、通信工程人员合作承担信息处理与管理的任务。
升级会员 