智能儀表設(shè)計實例.ppt

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1、智能儀表設(shè)計實例第一節(jié)智能儀表的設(shè)計原則及研制第二節(jié)固體密度測試儀的研制第一節(jié)智能儀表的設(shè)計原則及研制步驟智能儀表的研制開發(fā)是一個較為復(fù)雜的過程。為完成儀表的功能，實現(xiàn)儀表的指標(biāo)，提高研制效率，并能取得一定的研制效益，應(yīng)遵循正確的設(shè)計原則、按照科學(xué)的研制步驟來開發(fā)智能儀表。一、基本要求二、設(shè)計原則三、研制步驟智能儀表設(shè)計一、智能儀表設(shè)計的基本要求無論儀表的規(guī)模多大，其基本設(shè)計要求大體上是相同的，在設(shè)計和研制智能儀表時必須予以認(rèn)真考慮。1.技術(shù)(經(jīng)濟)指標(biāo)及功能2.可靠性3.便于操作和維護4.工藝結(jié)構(gòu)與造型設(shè)計主要技術(shù)指

2、標(biāo)：精度、分辨能力、測量范圍、工作環(huán)境條件、穩(wěn)定性。經(jīng)濟指標(biāo):研制投入市場價格需求量利稅節(jié)能應(yīng)具備的功能：輸出、人機對話、通信、報警提示、儀表狀態(tài)的自動調(diào)整等。1.技術(shù)指標(biāo)及功能應(yīng)滿足要求2．可靠性要求儀表可靠性是最突出也是最重要的性能。直接影響測量結(jié)果的正確與否將影響工作效率儀表信譽在線檢測與控制類儀表更是如此，由于儀器的故障造成整個生產(chǎn)過程的混亂，甚至引起嚴(yán)重后果。應(yīng)采取各種措施提高儀表的可靠性，從而保證儀表能長時間穩(wěn)定工作。可靠性設(shè)計與實驗：硬件可靠性設(shè)計軟件可靠性設(shè)計EMC設(shè)計在儀表設(shè)計過程中，應(yīng)考慮操作方便

3、，盡量降低對操作人員的專業(yè)知識的要求，以便產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。儀表的控制開關(guān)或按鈕不能太多、太復(fù)雜，操作程序應(yīng)簡單明了，從而使操作者無需專門訓(xùn)練，便能掌握儀表的使用方法。3．便于操作和維護智能儀表還應(yīng)有很好的可維護性，為此，儀表結(jié)構(gòu)要規(guī)范化、模塊化，并配有現(xiàn)場故障診斷程序，一旦發(fā)生故障，能保證有效地對故障進行定位，以便更換相應(yīng)的模塊，使儀表盡快地恢復(fù)正常運行?？删S護性故障診斷、可測試性4．儀表工藝結(jié)構(gòu)與造型設(shè)計要求儀表結(jié)構(gòu)工藝:是影響可靠性的重要因素，首先要依據(jù)儀表工作環(huán)境條件，是否需要防水、防塵、防爆密封，是否需要抗沖擊、抗振動

4、、抗腐蝕等要求，設(shè)計工藝結(jié)構(gòu)；儀表的造型設(shè)計:總體結(jié)構(gòu)的安排、部件間的連接關(guān)系、面板的美化等都必須認(rèn)真考慮，最好由結(jié)構(gòu)專業(yè)人員設(shè)計，使產(chǎn)品造型優(yōu)美、色澤柔和、外廓整齊、美觀大方。二、智能儀表設(shè)計3原則1.從整體到局部(自頂向下)的設(shè)計原則2.較高的性能價格比原則3.組合(集成)化與開放式設(shè)計原則在硬件或軟件設(shè)計時，把復(fù)雜的、難處理的問題，分為若干個較簡單的、容易處理的問題，然后再一個個地加以解決。1.從整體到局部設(shè)計原則儀表功能和要求提出總?cè)蝿?wù)繪制硬件和軟件總功能框圖分解成可獨立表征的一批子任務(wù)：單獨的實體進行設(shè)計和調(diào)試子任務(wù)

5、分解：足夠簡單容易實現(xiàn)低級子任務(wù)：采用通用模塊最低的難度最高的可靠性2.較高的性能價格比原則儀表的造價：研制成本、生產(chǎn)成本、使用成本。設(shè)計時不盲目追求復(fù)雜、高級的方案。在滿足性能指標(biāo)的前提下，應(yīng)盡可能采用簡單成熟的方案，意味著元器件少，開發(fā)、調(diào)試、生產(chǎn)方便，可靠性高。樣機研制成本：系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)試和軟件開發(fā)，硬件成本不是考慮的主要因素。生產(chǎn)成本：生產(chǎn)數(shù)量越大，每臺產(chǎn)品的平均研制費就越低，儀表硬件成本對產(chǎn)品的生產(chǎn)成本有很大影響。使用成本：維護費、備件費、運轉(zhuǎn)費、管理費、培訓(xùn)費等。必須綜合分析后做出選用方案的正確決策。3．組合(集成

6、)化與開放式設(shè)計原則設(shè)計智能儀表系統(tǒng)面臨三個突出的問題：★產(chǎn)品更新?lián)Q代太快；★市場競爭日趨激烈；★滿足用戶不同層次和不斷變化的要求。在電子工業(yè)和計算機工業(yè)中推行一種不同于傳統(tǒng)設(shè)計思想的所謂“開放系統(tǒng)”的設(shè)計思想。“開放系統(tǒng)”的設(shè)計思想在技術(shù)上兼顧今天和明天，既從當(dāng)前實際可能出發(fā)，又留下容納未來新技術(shù)機會的余地；向系統(tǒng)的不同配套檔次開放，兼顧設(shè)計周期和產(chǎn)品設(shè)計，并著眼于社會的公共參與，為發(fā)揮各方面廠商的積極性創(chuàng)造條件；向用戶不斷變化的特殊要求開放，兼顧通用的基本設(shè)計和用戶的專用要求。開放式系統(tǒng)設(shè)計的具體方法基于國際上流行的工業(yè)標(biāo)

7、準(zhǔn)微機總線結(jié)構(gòu)，針對不同的用戶系統(tǒng)要求，選用相應(yīng)的有關(guān)功能模塊組合成最終用戶的應(yīng)用系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計者將主要精力放在分析設(shè)計目標(biāo)，確定總體結(jié)構(gòu)，選擇系統(tǒng)配件等方面，而不是放在部件模塊設(shè)計及用于解決通用軟件的開發(fā)設(shè)計上。組合化（集成化）設(shè)計方法開放式體系結(jié)構(gòu)和總線系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展，導(dǎo)致了工業(yè)測控系統(tǒng)采用組合化設(shè)計方法的流行，即針對不同的應(yīng)用系統(tǒng)要求，選用成熟的現(xiàn)成硬件模板和軟件進行組合。組合化設(shè)計的基礎(chǔ)是模塊化(又稱積木化)，硬、軟件功能模塊化是實現(xiàn)最佳系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵。現(xiàn)成的功能模塊，簡化設(shè)計并縮短設(shè)計周期。結(jié)構(gòu)靈活，便于擴充和更新，使

8、系統(tǒng)的適應(yīng)性強。維修方便快捷。功能模板可以組織批量生產(chǎn)，使質(zhì)量穩(wěn)定并降低成本。組合化設(shè)計方法的優(yōu)點三、智能儀表的研制步驟確定設(shè)計任務(wù)并擬定設(shè)計方案硬件和軟件研制軟硬件綜合調(diào)試整機性能測試和評估三個階段1.確定設(shè)計任務(wù)、擬定設(shè)計方案項目調(diào)研,了解現(xiàn)狀和動向，明確任務(wù)、確定指標(biāo)功