2022年计算机控制技术教案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载运算机掌握系统教案任课老师：王叙职业技术学校教案（理论教学用）名师归纳总结 章节第 1 次课 2学时第 1 页,共 47 页第 1 章绪论讲授主要内1 运算机掌握系统概述2 运算机掌握系统的组成及分类容3 运算机掌握争论的课题与进展方向- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 重点学习好资料欢迎下载1 运算机掌握系统的组成及分类难点要 求 掌 握 知 识 点 和 分 析 方法授课思路,采用 的 教 学 方 法 和 辅 助 手 段 , 板 书 设计,重点如何 突出,难点如何解决,师生 互动等1

2、. 把握运算机掌握系统的基本概念 2. 把握运算机掌握系统的组成与分类 3. 明白运算机掌握争论的课题与进展方向教学思路： 讲授为主,对开环系统,闭环掌握系统进行实例介绍,与现实生活中的 掌握系统紧密联系起来；水温掌握,锅炉掌握 板书设计： 在进行多媒体教学,可适当在黑板对重点内容进行强调和分析重点突出及难点解决：上课开头指出本次课的学习要求和任务,然后讲授相关的知识点,让同学联想日常生活中常见的掌握系统,下课前再次总结本次课的学习内容 及重点难点,通过布置课后作业来进一步巩固学习成效；师生互动 ：老师列举生活中的典型的运算机掌握系统作业布置1. 运算机掌握系统的硬件；2. 过程通道的含义及分

3、类；主要1. 见相关书籍或者报刊 2. 网络 3. 杂志和教学参考书参考资料备注名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 47 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载1.1 运算机掌握系统概述 运算机掌握,是关于将运算机技术应用于工农业生产、国防等行业自动掌握的一 门综合性学科与技术；运算机掌握是以运算机、自动掌握理论、自动掌握工程、电子学和自动化外表为 基础的综合学科；运算机掌握系统简洁地说就是以运算机替代了原模拟掌握系统的掌握器（掌握仪 表）组成的自动掌握系统；但是这种取代决不是一种简洁的替代而是一种升华；运算机掌握系统产生的缘由 随着科学的

4、进展、技术的进步和对掌握的要求的提高,掌握对象越来越复杂多样,使掌握系统的掌握越来越复杂,显现了多输入多输出的多变量系统、非线性系统 掌握、时变和分布参数掌握系统；对于这些系统,使用常规的掌握方法和手段实现 是特别困难的,因此,电子运算机特殊是微型运算机的显现并应用于自动掌握领域,使自动掌握水平产生了庞大的飞跃；1. 开环掌握系统如图 1.1 所示的系统为开环掌握系统,所谓开环掌握系统是指掌握器依据先验的掌握方案对对象或系统进行掌握,使被掌握的对象或系统能够依据商定来运动或变化；设定值掌握器被控对象被控参数图 1. 1 开环掌握系统框图 2 闭环掌握系统闭环掌握系统的结构如图1.2 所示,很明

5、显闭环掌握系统较开环掌握系统增加了一个比较环节和一个来自被控参数的反馈信号；设定值- 掌握器被控对象被控参数+ 本章教案图1.2 闭环掌握系统框图名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 47 页精选学习资料 - - - - - - - - - 本章教案3 运算机掌握系统学习好资料欢迎下载在上述的开、闭环掌握系统中都少不了掌握器这样一个环节；如用运算机替代了系统中的掌握器这样就形成了运算机掌握系统；由于运算机处理的是数字信号,而自然界中的信号又都是模拟信号,运算机要替代原模拟调剂器必需完成模拟量到数字量的转换（ A/D ）和数字量到模拟量的转换（D/A ）,如图 1.3 所示；+

6、 - 掌握器D/A 对象A/D 运算机图 1.3 运算机掌握系统基本框图（闭环）名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 47 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载运算机掌握系统的掌握过程 运算机掌握系统的掌握过程可简洁地归纳为三个过程：（1）信息的猎取 运算机可以通过运算机的外部设备猎取被控对象的实时信息和人的指令性信息；（2）信息的处理 运算机可依据预先编好的程序对从外设猎取的信息进行处理；（3）信息的输出 运算机将最终处理完的信息通过外部设备将这些信号送到掌握对象,通过显示、记 录或打印等操作输出其处理或猎取信息的情形；运算机掌握系统的组

7、成 在运算机掌握系统中包括了硬件和软件两大部分；硬件是由运算机主机、接口电路、外部设备组成,是运算机掌握系统的基础；软件是安装在运算机主机中的程序,它能够完成对其接口和外部设备的掌握,完成 对信息的处理,它包含有维护运算机主机工作的系统软件和为完成掌握而进行信息 处理的应用软件的两大部分,软件是运算机掌握系统的关键；1.2.2 运算机掌握系统的硬件组成 典型的运算机掌握系统的硬件主要包括：运算机主机、过程掌握通道、操作掌握台和常用的外设,如图1.4 所示；应当指出的是,随着运算机网络技术的快速进展,网络设备也成为运算机掌握系统硬件不行少的一部分；本章教案CPU A/D 控 制对 象（系 统）M

8、EM D/A D/I D/O 主机过程掌握通 道操作台（通讯）图1.4 典型的运算机掌握系统的硬件组成框图1. 主机主机是指我们用于掌握的运算机,它主要由 整个系统的核心；CPU、储备器和接口三大部分组成,是目前使用的主机有：单片机、PLC、工业 PC 等；它主要完成数据和程序的存取、程序的执行、掌握外部设备和过程通道中的设备的工作,实现对被控对象的掌握,实现人机对话和网络通信；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 47 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载由于 CPU 技术的进展和广泛应用及网络技术的进展和广泛应用,主机仍要完成对一 些含

9、 CPU 设备和网络设备的掌握；2 过程掌握通道 过程掌握通道是被控对象与主机进行信息交换的通道,依据信号的方向和形式,过 程掌握通道又可分为：（1）模拟量输入通道 完成过程和被控对象送往主机的模拟信号的转换,使之成为运算机能够接收的标准 数字信号；（2）模拟量输出通道 目前,大多数执行机构仍只能接收模拟信号,而运算机运算决策的最终结果是数字 信号；通过模拟量输出通道完成对数字量转换为模拟量并且保持；（3）数字量输入通道 数字量的输入通道是把过程和被控对象的开关量或通过传感器已转换的数字量以并 行或串行的方式转入运算机；（4）数字量输出通道 数字量输出通道是将运算机运算、决策之后的数字信号以串

10、行或并行的方式输出给 被控对象或外部设备,应当强调的是数字量输出通道输出的信号有时是直接驱动外 部设备,其功率和阻抗的匹配是应当特殊留意的；3. 操作掌握台 操作掌握台是运算机掌握系统人机交互的关键设备,通过操作掌握台,操作人员可 以准时明白被控过程的运行状态,运行参数；对掌握系统发出各种掌握的操作命令,并且通过操作掌握台仍可以修改掌握方案和程序,操作掌握台一般应包括：（1）信息的显示（2）信息的记录（3）工作方式状态的选择（4）信息输入4. 通讯设备 随着信息技术的进展和网络的广泛应用及自动化的普及,通信已经变得无所不在；现代化工业生产过程的规模也越来越大；企业信息化的需求也要求生产过程的数

11、据 能够实时的上传到企业信息治理系统；运算机掌握系统作为网络上的一个结点的方 案已经被广泛接受；通讯设备已成为运算机硬件的一个重要部分；这些设备可以完 成运算机掌握系统的信息交换；1.2.3 运算机掌握系统的软件组成 对于运算机掌握系统来讲,除了硬件之外,仍必需有软件；掌握系统的功能和性能 在很大程度上依靠于软件水平的高低 . 所谓软件是指完成各种功能的运算机程序的总和,它分为系统软件和应用软件两大 部分；1 系统软件 系统软件是维护运算机运行操作的基础,是用于治理、调度、操作运算机的各种资 源,实现对系统监控与诊断,供应各种开发支持的程序；这些系统软件包括：操作 系统、监控治理程序、故障诊断

12、程序、各种运算机语言及说明、编译工具；系统软 件一般由供应商供应或专业人员开发,用户不需自己设计开发；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 47 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载2 应用软件 应用软件是用户依据掌握对象、掌握要求,为实现高效、牢靠、敏捷的掌握而自行 编译的各种程序；它们包括：数据采集、数字滤波、标度变换、键盘的处理、过程 掌握算法、输出与掌握等程序；用于应用软件开发的程序设计语言,一般有：汇编、C# 、C+ 、VB 、VC 等； 目前也有一些特地用于掌握的引用组态软件,这些软件功能强,使用便利,组态敏捷,具有很强的应用前

13、景；1.2.4 运算机掌握系统的分类 在生产过程中,依据被控对象的特点和掌握功能,运算机掌握系统有各种各样的结 构和形式,按运算机参加的形式,可以分为开环和闭环掌握系统；按接受的掌握方 案,又分为程序和次序掌握、常规掌握、高级掌握（最优、自适应、猜测、非线性 等）、智能掌握（ FUZZY 掌握、专家系统和神经网络等）；运算机掌握系统的分类不是严格的依据其结构或者功能进行分类的；运算机掌握系 统的分类,是依据运算机掌握系统的进展历史和在实际应用中的状态并参考以往的 教材进行分类的；一般分为：操作指导掌握系统、直接数字掌握系统、监督掌握系 统、集散掌握系统、现场总线掌握系统和运算机集成制造系统六大

14、类1. 操作指导系统（Operation Guide Control ）操作指导系统是基于生产过程数据直接采集的非在线的闭环掌握系统,如图 1-6 所 示：运算机通过数据输入通道对生产过程各项参数进行采集,依据工艺和生产的需求进 行最优化运算,运算出优化的操作条件和参数,利用其输出设备,将其结果显示或 打印；操作人员依据运算机供应的结果转变掌握器的参数或设定值,实现对生产过 程的掌握,这属于运算机离线最优掌握的一种形式；该系统结构简洁、掌握安全、敏捷,由于人的介入使该系统可以应用于一些复杂的 不便由运算机进行直接掌握的场合；名师归纳总结 计 算 机数 据 采 集生 产 过 程第 7 页,共 4

15、7 页输 出 设 备人控 制 器（1）操作指导系统（Operation Guide Control ）- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载运算机通过数据输入通道对生产过程各项参数进行采集,依据工艺和生产的需求进 行最优化运算,运算出优化的操作条件和参数,利用其输出设备,将其结果显示或 打印；操作人员依据运算机供应的结果转变掌握器的参数或设定值,实现对生产过 程的掌握,这属于运算机离线最优掌握的一种形式；该系统结构简洁、掌握安全、敏捷,由于人的介入使该系统可以应用于一些复杂的 不便由运算机进行直接掌握的场合；2. 直接数字掌握系统（Di

16、rect Digital Control ）直接数字系统是运算机掌握系统的最基本形式,也是应用最多的一类运算机掌握系 统；其一般结构如图 1-7 所示：备道名师归纳总结 操作 台 级 处 理 设计 算机过生 产 过 程第 8 页,共 47 页程控制图 1-7直接数字掌握系统通- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载3. 运算机监督掌握系统（Supervisory Computer Control ）运算机监督掌握系统是一种两级的运算机掌握系统；如图 1-8 所示 ：输入通道SCC 输 出 通 道数 字 （ 或 模生 产 过 程运算机拟）掌

17、握器图1-8 运算机监督掌握系统该类系统类似运算机操作指导掌握系统；它的区分是SCC 运算机输出不通过人去改变,而直接掌握掌握器,转变掌握的设定值或参数,完成对生产过程的掌握；SCC 运算机可以利用有效的资源去完成生产过程掌握的参数优化,和谐各直接掌握回路 的工作,而不直接参加直接的掌握,所以运算机监督掌握系统是安全性牢靠性较高 的一类运算机掌握系统,同时又是运算机集散系统的最初、最基本的模式；4. 集散掌握系统（Distributed Control ）集散掌握系统又称为分布掌握系统；该系统接受分散掌握、集中操作、分级治理、分而自治、综合和谐形成具有层次化体系结构的分级分布式掌握,一般分为四

18、级,如：过程掌握级、掌握治理级、生产治理级和经营治理级；过程掌握级是集散掌握的基础,用于直接掌握生产过程,在这级参加直接掌握的可以是运算机也可以是PLC 或专用的数字掌握器,完成对现场设备的直接监测和掌握,由于生产过程的掌握分别由独立的掌握器进行掌握,使掌握器故障引起分散,局部 的故障不会影响整个系统的工作,提高了系统工作的牢靠性；5. 现场总线掌握系统（现场总线掌握系统是Field Bus Control System ）20 世纪 90 岁月兴起的快速得以应用的新型运算机掌握系统,已广泛的应用在工业生产过程自动化领域,现场总线掌握系统是利用现场总线将各 智能现场设备,各级运算机和自动化设备

19、互联,形成了一个数字式全分散双向串行 传输,多分支结构和多点通信的通信网络；在现场总线掌握系统中,生产过程现场的各种外表、变送器、执行机构掌握器都配 有分级处理器, 属智能现场设备； 现场总线可以直接连接其它的局域网,甚至 Internet；可构成不同层次的复杂掌握网络,它已经成为今后工业掌握体系结构进展的方向之 一；名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 47 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载6. 运算机集成制造系统（CIMS ）运算机集成制造的概念是在70 岁月美国的一名叫哈灵顿提出的,随着运算机和信息技术的进展最终得以实施；运算机集

20、成制造原本是将工业生产的全过程集成由运算 机网络和系统在统一模式进行,包括从设计、工艺、加工制造到产品的检验出厂一 体化的模式；随着现代市场的需求和企业模式的现代化运算机集成制造已经将制造集成转换为信 息集成,并融入了企业的全面治理和市场营销；CIMS 是一项宠大的系统工程,它需要有很多基础的应用平台的支持,它实现的是企 业物流、资金流和信息流的统一；由于其涉及面广,应用存在的困难较多,所以许 多 CIMS 工程在规划实话中都提出了整体规划分步实施的策略；尽管目前 CIMS 工程 在企业的推广存在很多困难,但是它的确使企业真正走向现代化的方向；名师归纳总结 - - - - - - -第 10

21、页,共 47 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载职业技术学校教案（理论教学用）章节第 2 次课 4学时第 2 章运算机掌握系统中的检测设备和执行机构1. 传感器和变送器 2. 过程掌握中常用的执行器 3. 运动掌握中常用的执行机构1. 传感器和变送器原理；2. 步进电动机；1. 传感器和变送器原理；2. 把握传动机构的原理；讲授主要内 容重点难点要 求 掌 握 知 识 点 和 分 析 方法授课思路,采用 的 教 学 方 教学思路： 本章内容掩盖面广,涉及掌握领域的前向通道和后向通道,传感器及变法 和 辅 助 手 送器原理,执行机构等多个学科；因此只要求同学

22、把握正确的分析方法；段 , 板 书 设 教学帮助手段：多媒体教学,视频动画播放等计,重点如何 板书设计： 在进行多媒体教学,可适当在黑板对重点内容进行强调和分析突出,难点如 重点突出及难点解决：实例介绍何解决,师生 师生互动 ：老师和同学共同举出在实际中的例子；互动等作业布置1. 电动机,流量计,伺服系统等等；2. 举出在实际中利用上述元件设备的例子；主要1. 见相关书籍或者报刊 2. 网络 3. 杂志和教学参考书参考资料备注名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 47 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料图 1 欢迎下载锅炉水温掌握系统2.1 传感

23、器和变送器 传感器是能感受规定的被测量并依据肯定规律转换成可用输出信号的器件或装 置；传感器的输出信号有多种形式,如电压、电流、频率、脉冲等,输出信号的形 式由传感器的原理确定；变送器在掌握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、转换成该系统统一 液位、成份等 和电、气信号 如电流、电压、频率、气压信号等 的标准信号；因此,变送器的性能、精度等指标对掌握系统影响重大；2.1 传感器和变送器 2.1.1 信号传输及供电的四线制与两线制 变送器安装在现场,它的气源或电源从掌握室送来,而输出信号送到掌握室；气 动变送器用两根气动管线分别传送气源和输出信号；电动模拟式变送器接受二线

24、制或四线制传输电源和输出信号；本章教案名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 47 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载HART 协议智能式变送器接受双向全数字量传输信号,即现场总线通讯方式；目前广泛接受一种过渡方式,即在一条通讯电缆中同时传输420mA 电流信号和数字信号,这种方式称为 HART 协议通讯方式；智能式变送器的电源也由通信电缆传输；2.1.2 压力检测及变送液注式压力检测：依据流体静力学原理,把被测压力转换成液柱高度来实现测量的；U 型管压力计、单管压力计、补偿微压计等；结构简洁、使用便利,但其精度受工作液的毛细管作用、密度

25、及视差等因素的影响；一般用于测量较低压力、真空度或压力差；弹性式压力检测：依据弹性元件受力变形原理,将被测压力转换成位移来实现压力测量；主要有弹簧管、膜片和波纹管等负荷式压力检测 钟罩式；：利用静压平稳原理进行压力测量；典型外表：活塞式、浮球式和普遍用作标准仪器对压力外表进行标定；电气式压力检测：利用敏锐元件将被测压力转换成各种电量,如电阻、 电感、 电容、电位差等；具有较好的动态响应,特性量程范畴大,线形好,便于进行压力的自动掌握；其它压力检测方法：弹振式压力计、压磁式压力计；差动平板式电容传感器结构图名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 47 页精选学习资料 - - -

26、 - - - - - - 学习好资料 欢迎下载测量部分的作用是通过电容式压力传感器及相关电路把被测差压 . p 成比例的转名师归纳总结 换成为差动电流信号Id；第 14 页,共 47 页差动电容的相对变化量再通过电容/电流转换电路比例的转换成差动电流信号Id,经放大后转换成420mA 输出电流；测量部分的作用是通过电容式压力传感器及相关电路把被测差压. p 成比例的转换成为差动电流信号Id；差动电容的相对变化量再通过电容/电流转换电路比例的转换成差动电流信号Id,经放大后转换成420mA 输出电流；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载

27、测温方法分类接触式测量：基于物体的热交换原理设计而成；优点：较直观、牢靠,系统结构相对简洁,测量精确度高；缺点：测温有较大滞后,在接触过程中易破坏被测对象的温度场分布,从而造成测 量误差,不能测量移动或太小的物体；测温上限受到温度计材料的限制,故所测温 度不能太高；接触式测量主要外表：基于物体受热膨胀原理制成的膨胀式温度检测外表；基于密闭容器内工作介质随温度上升而压力上升的性质制成的压力式温度检测仪 表；基于导体或半导体电阻随温度变化而变化的热电阻温度检测外表 基于热电效应的热电偶温度检测外表；名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 47 页精选学习资料 - - - - -

28、- - - - 学习好资料 欢迎下载基于热电效应的热电偶温度检测外表；非接触测量 基于物体的热辐射特性与温度之间的对应关系而设计的；优点 :测温范畴广,测温过程中不破坏被测对象的温度场分布；能测量运动物体；测 温响应速度快；缺点：所测温度受物体发射率、中间介质和测温距离的影响；主要外表：辐射温度计、光学高温计、光电高温计、比色温度计等；其他测量技术：光纤测温技术、集成温度传感器测温技术等 工业上常用的 已标准化 热电偶有：铂铑 30-铂铑 6 热电偶 分度号为 B、铂铑 10-铂 热电偶 分度号为 S、镍铬 -镍硅 镍铬 -镍铝 热电偶 分度号为 K等；引言：先看一个试验 热电偶工作原理演示热

29、电极 A 热电极 B左端称为：测 量 端 右 端 称 为 ： 自由（ 工 作 端 （参考端、 冷端 、 热 端）端）结论：当两个结点温度不相同时,回路中将产生电动势；热电偶测温原理 热电偶温度计利用不同导体或半导体的热电效应来测温的 热电偶：两种不同的金属 A 和 B 构成闭合回路 当两个接触端 TT0 时,回路中会产生热电势热电势由两种材料的接触电势和单一材料的温差电势打算名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 47 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载接触电势e ABTkTlnNAeNBk 玻耳兹曼常数；T 接触面的肯定温度；e 单位电

30、荷量；NA 金属电极 A 的自由电子密度NB 金属电极B 的自由电子密度TdT温差电势e A T,T 0（汤姆逊电势）T 0 汤姆逊系数,它表示温度为1时所产生的电动势值,它与材料的性质有关；EABT,T 0e AB TeAT,T 0eAB T0e BT,T 0名师归纳总结 eAB Te ABT 0eA T,T 0e BT,T 0第 17 页,共 47 页k TT 0lnNATABdteNBT 0- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载结论1）热电极 A 和 B 为同一种材料时,NA=NB, A= B,就 EABT, T0=0 ；2）如热

31、电偶两端处于同一温度下,T=T0 ,就 EABT, T0=0 ；3）热电势存在必需具备两个条件：一、两种不同的金属材料组成热电偶,二、它的两端存在温差；EAB T, T0 e AB TfT 0AB dte AB T 0T 0ABdtTf T T 0热电势是 T 和 T0 的温度函数的差,而不是温度的函数；当 T0=0 时, f T0=0 就有：E ABT,T 0f TE 与 T 之间有唯独对应的单值函数关系,因此就可以用测量到的热电势 E 来得到对应的温度值 T,热电偶热电势的大小,只是与导体 A 和 B 的材料有关,与冷热端的温度有关,与导体的粗瘦长短及两导体接触面积无关；名师归纳总结 -

32、- - - - - -第 18 页,共 47 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载热电阻测温原理 热电阻温度计是利用导体或半导体的电阻值随温度变化的性质来测量温度的当温度上升时,虽然自由电子数目基本不变（当温度变化范畴不是很大时）,但 每个自由电子的动能将增加,因而在肯定的电场作用下,要使这些杂乱无章的电子 作定向运动就会遇到更大的阻力,导致金属电阻值随温度的上升而增加热电阻引线的功能是使感温元件能与外部测量线路相连接；热电阻引线对测量结果 有较大的影响,现在常用的引线方式有两线制、三线制和四线制三种；热电阻传感器是把由温度变化所引起导体电阻值的变化,通过测

33、量电路转换成电压（毫伏）信号,然后再显示被记录的温度；热电阻的测量电路通常接受不平稳电桥来转换,热电阻在工业测量桥路中的接法常 接受两线制和三线制两种热电阻两 为 了 消线测量桥 除 和 减路 小 引 线1电阻 电 阻 的体 影响,采2引出线常用的热电阻 铂热电阻：铂材料的优点是：物理,化学性能稳固,抗氧化才能强,并且有较宽的 测量范畴；铂热电阻的阻值与温度间对应的特性曲线如下：铂热电阻（1200以下）当-200 t0时Rt=R01+At+Bt2+Ct-100t3 当 0 t850时 Rt=R01+At+Bt2 Rt 温度为 t时铂热电阻的阻值；R0 温度为 0时铂热电阻的阻值；A、B、C 温

34、度系数, 它们的数值分别为 A=3.90802 10-3（1/）,B=-5.802 10-7（1/2）,C=-4.27350 10-12（1/4）；铜热电阻 -50150 （1）在上述使用温度范畴内,阻值与温度的关系几乎成线性关系,即可近似表示为Rt=R01+ t 式中 电阻温度系数 , =4.254.28/ （2）电阻温度系数比铂高,而电阻率比铂低；（3）简洁提纯,加工性能好,价格廉价；（4）易氧化,不宜在腐浊介质或高温下工作；名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 47 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载3 多轴步进电机掌握技术数控机

35、床的驱动元件常常是步进电机；步进电机是电机类中比较特殊的一种,它是靠脉冲来驱动的；靠步进电机来驱动的数控系统的工作站或刀具总移动步数打算于指令脉冲的总数,而刀具移动的速度就取决于指令脉冲的频率；步进电机不是连续的变化,而是跳动的,离散的；步进电机：脉冲电机,给一个脉冲电机转一下；它是一种将电脉冲信号转换为角位移的机电式数模（DA）转换器；3.1 步进电机的工作原理3.2 步进电机掌握接口及输出字表3.3 步进电机掌握程序3.4 数控系统设计举例 三轴步进电机掌握3.1 步进电机的工作原理（1）步进电机的结构：一句话,内转子和定子构成；定子：定子上有绕组,教材上这个电机是三相电机,有 3 对磁极

36、,实际上步进电机不仅有三相,仍有四相、五相等等；三对磁极分别为 通电；转子：上面带齿；为了说明问题,这里只画了（2）工作原理：对于 三相步进电机的 A 、B、C 这 三个开关,每个开关闭合,就会产生一个脉冲,现在 我们一块看一下工作过程；A 、B、C,通过开关轮番4 个齿；（其实一般有几十个齿）名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页,共 47 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载0、2 号齿对齐,同时转子的1、初始状态时,开关A 接通,就 A 相磁极和转子的3 号齿和 B、C 相磁极形成错齿状态；这就相当于初始化；当开关 A 断开, B 接通,由

37、于 B 相绕组和转子的1、3 号齿之间的磁力线作用,产生一个扭矩,使得转子的1、3 号齿和 B 相磁极对齐,就转子的0、2 号齿就和 A 、C相绕组磁极形成错齿状态；开关 B 断开, C 接通,由于 C 相绕组和转子0、2 号之间的磁力线的作用,使得转子 0、2 号齿和 C 相磁极对齐,这时转子的 1、3 号齿和 A 、B 相绕组磁极产生错齿； 当开关 C 断开, A 接通后,由于 A 相绕组磁极和转子 1、3 号齿之间的磁力线的作用,使转子 1、3 号齿和 A 相绕组磁极对齐,这时转子的 0、2 号齿和 B、C 相绕组磁极产生错齿；很明显,这时转子移动了一个齿距角；假如对一相绕组通电的操作称

38、为一拍,那对A、B、C 三相绕组轮番通电需要三拍；对 A、B、C 三相轮组轮番通电一次称为一个周期；从上面分析看出,该三相步进电机转子转动一个齿距,需要三拍操作；由于按A BCA 相轮番通电,就磁场沿 A、B、C 方向转动了 360 空间角, 而这时转子沿 ABC 方向转动了一个齿距的位置；在图中,转子的齿数为 4,故齿距角 90 ,转动了一个齿距也即转动了 90 ；同样的,假如转自由 40 个齿,就转完一个周期是 9 ；齿踞角和步踞角：对于一个步进电机,假如它的转子的齿数为 Z=2 Z=360 /Z Z,它的齿距角 Z 为而步进电机运行 N 拍可使转子转动一个齿距位置；步进电机的步距角 可以

39、表示如下 = Z N=360 /NZ 其中： N 是步进电机工作拍数,Z 是转子的齿数；对于三相步进电机,如接受三拍方式,就它的步距角是 =360 /3 4=30对于转子有 40 个齿且接受三拍方式的步进电机而言,其步距角是 =360 /3 40=3名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页,共 47 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3.2 学习好资料欢迎下载步进电机的工作方式1步进电机单三拍工作方式 2步进电机的双三拍工作方式 3步进电机的三相六拍工作方式 1. 单三拍工作方式：单三拍就是每次只给一个线组通电,其余的绕组断开；绕组的通电次序：ABCA 电压波形在

40、这里,步进电机是由脉冲掌握的；而脉冲的输出受运算机的掌握；2步进电机的双三拍工作方式绕组的通电次序：AB BC CA 电压波形3步进电机的三相六拍工作方式绕组的通电次序：A AB B BC C CA A 电压波形名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页,共 47 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载职业技术学校教案（理论教学用）章节第 4 次课 2学时第 3 章 运算机总线技术1. 总线的基本概念2. 内部总线1. 总线的概念和分类；1. 总线的基本概念；2. 常用的运算机总线；教学思路： 总线是一组线的集合,它定义了引线的电气,机械,时序等性能

41、,用于实现运算机内部各个部件之间的相互通信,由于是集成在芯片内部,比较抽象,所以我们将总线依据各类定义进行了分类；讲授主要内 容重点难点要 求 掌 握 知 识 点 和 分 析 方法授课思路,采 用 的 教 学 方 法 和 辅 助 手 段 , 板 书 设 计,重点如何 突出,难点如 何解决,师生 互动等教学帮助手段：多媒体教学,视频动画播放等板书设计： 在进行多媒体教学,可适当在黑板对重点内容进行强调和分析重点突出及难点解决：本节的重点在懂得总线的定义和作用,并能列举常用的运算机总线；下课前再次总结本次课的学习内容及重点难点,通过布置课后作业来进一 步巩固学习成效；师生互动 ：老师和同学共同对相关问题争论运算；作业布置1. 什么是总线,计总线的分类；2. 简述 PCI 总线的性能和特点；主要1. 见相关书籍或者报刊 2. 网络 3. 杂志和教学参考书参考资料备注名师归纳总结 - - - - - - -