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组态软件引发的上位计算机编程革命

相当多的大中型控制系统都采用上位计算机加可编程序控制器的方案,通过串行通信接口或网络通信模块交换数据信息.以实现分散控制和集中管理。上位计算机主要完成数据通信、网络管理、人机界而(HMI)和数据处理的功能。数据的采集和设备的控制一般由可编程序控制器等现场设备完成。

 为了解决上述问题,用于工业控制的组态软件应运而生。国际上比较**的组态软件有Intouch Fix等,国内也涌现出了组态王、力控等批组态软件。有的可编程序控制器厂商也推出了白己的组态软件,如西门子公司的WINCC和CE-Fanuc公司的CIMPLICITY等组态软件的出现降低了系统集成的难度,节约了大量的设计时间,提高了系统的可靠性。

  使用DOS操作系统时,设计一个美观漂亮、使用方便的人机界面是非常困难和费时的。在Windowe操作系统下,使用Visual C 、Visual Basic等可视化编程软件,可以用较少的时间设计出较理想的人机界面。但是与种类繁多的现场设备的通信仍然比较麻烦,实现人机界面与现场设备互动的程序的设计也比较复杂。

自动化设备传感器的标定与校准是多少

 传感器标定的分类

  (1)根据被测量量分类

  1)**标定法。被测量量是由高精度的设备产生并测量其大小，这种方法的特点是标定精度高，标定设备复杂。

  2)相对标定法。又称比较标定法，被测量量是用根据**标定法标定好的标准传感器来测量的，这种方法的特点是简单易行，但标定精度较低。

  (2)根据标定的内容分类

  1)静态标定。传感器静态标定的目的是确定传感器静态特性指标，如线性度、灵敏度、滞后和重复性等。对传感器进行静态特性标定，首先是创造一个静态标准条件，其次是确定标定仪器设备(标准量具)精度等级，要求标准量具的精度等级比被标定传感器至少高一个等级，附加设备的精度又必须比标准量具精度至少高一个等级，然后才能开始对传感器进行静态特性标定。传感器的静态特性是在静态标准条件下进行标定的，静态标准是指没有加速度、振动、冲击(除非这些参数本身就是被测物理量)及环境温度为室温(20±5)℃，相对湿度≤85%，大气压力为(760±60)mmHg 的情况。

  以静态标定的比较法为例，标定步骤是，传感器全量程(测量范围)等间隔分点标定→正、反行程往复循环一定次数(一般为3～10次)逐点标定(输入标准量，测试传感器相应的输出量)→列出传感器输出-输入数据表格或绘制输出-输入特性曲线→数据处理获取传感器的线性度、灵敏度、迟滞和重复性等静态指标。

  2)动态标定。传感器动态标定的目的是确定传感器的动态特性参数，如频率响应、时间常数、固有频率和阻尼比等。有时，根据需要也要对温度响应、环境影响等进行标定。确定动态参数的方法很多，一般是通过实验确定，例如测量传感器的阶跃响应、正弦响应、线性输入响应、白噪声、机械振动法等。

  动态标定信号多为阶跃信号或正弦信号，分为一阶传感器的动态标定和二阶传感器的动态标定。一阶传感器只有一个时间常数，二阶传感器则有固有频率和阻尼比两个参数。动态标定的过程动态标定→研究动态响应→确定动态响应参数。以动态参数标定的正弦信号响应法为例，标定步骤是，测量传感器正弦稳态响应的幅值和相角→得到稳态正弦输出信号与输入信号的幅值比和相位差→逐渐改变输入正弦信号的频率→重复前述过程可得到幅频和相频特性曲线→由幅频和相频特性曲线确定传感器的动态特性参数。

  值得注意的是，传感器制造出来之后，自身的测量精度就客观确定了。对传感器进行标定的结果可能因所用的标定装置或标定数据处理方法不同而出现差异。一个高精度的传感器，如果标定方法不当，则很可能在实测中产生较大的误差反之，一个精度不太高的传感器，如果标定方法得当，反而可能在实测中产生较小的误差。显然，提高标定设备、指示仪器的精度有助于提高标定精度。按有关规定，标定设备、指示仪器的精度都有*低要求。在此规定上，标定设备和指示仪器的精度越高，标定的精度也越高。另外，数据处理的方法很多，不同的方法有不同的精度，因此，提高对标定数据处理的精度也很重要。还应注意的是，应该尽力减小环境变化引起的误差。传感器一般由制造厂在实验室内按规定条件进行标定，而设计人员和用户通常希望传感器的标定状态尽可能模拟实际测量状态，但在实验室内不可能模拟各种使用状态。使用状态改变引起测试数据变化时，将会给测量带来明显的误差。因此，过程设计与使用传感器时就应考虑这一因素的影响。为了获得较高的标定精度，应将传感器及其配用的电缆、放大器等测试系统一起标定。某些环境条件对传感器输出的影响不可消除时，可在特定条件下标定，并给出在不同条件下标定值的修正系数或修正公式。若能在测量现场进行标定，则实测效果会更好。

传感器的标定是指通过试验建立传感器输出与输入之间的特性，并确定不同使用条件下的误差。

  传感器的校准是指传感器使用、存储一段时间后，需对其主要技术指标进行复测。校准和标定的本质是一样的，标定与校准的目的是确保测量的准确、统一和合法性。

  对传感器进行标定与校准需以国家和地方计量部门的有关检定规程为依据，选择正确的标定条件和适当的仪器设备，按照规定的程序进行。

  对传感器进行标定是根据试验数据确定传感器的各项性能指标，实际上也是确定传感器的测量精度。在标定传感器时，所用的测量仪器的精度至少要比被标定的传感器的精度高一个等级。这样，通过标定确定的传感器的性能指标才是可靠的，所确定的精度才是可信的。

  传感器标定的意义

  传感器标定是系统设计、制造和使用传感器的一个重要环节。任何传感器在制造、装配完毕后都需对设计指标进行标定试验，以保证量值的准确传递。

  对新研制的传感器也必须进行标定试验，这样才能用标定数据进行量值传递，而标定数据又可作为改进传感器设计的重要依据。

  对出现故障的传感器，若经修理还可继续使用，修理后也必须再次进行标定试验，这是为防止它的某些指标发生变化而产生误差。

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