《数据采集器在工业自动控制中的应用》.pdf

数据采集器在工业自动控制中的应用数据采集器在工业自动控制中的应用 数据采集器在工业自动控制中的应用数据采集器在工业自动控制中的应用 数据采集器在工业自动控制中的应用数据采集器在工业自动控制中的应用 数据采集器在工业自动控制中的应用数据采集器在工业自动控制中的应用 Maxim 公司 Thomas Kick 近几年，数字领域出现了多种总线方式，但是在工业控制系统中，信号处理与控制设备间 的数据传送仍采用标准的模拟信号。例如，在化工厂的过程发送中，将较低电平的温度和压力 信号转换成 4--20mA 电流环信号，可以轻松的将信号传送几千英尺。 在工厂自动控制环境中，为了操纵机器工具和机械臂，速度和位置传感器需产生单极性或 双极性的电压信号，典型值为 0V--5V、0V--10V、±5V、或± 10V。另外，信号也可以直接取自通 用的温度传感器 PT100，输出没有被转换成标准的电压信号如：10V 或者 20mA。铂金属制 成的热敏电阻 PT100，在 0℃时其标准电阻为 100 Ω，其电阻随温度呈线性变化，可提供较高电 平的输出电压（在 1mA 电流源驱动下，输出电压大于 100mV）。 控制功能主要由 PLCs （可编程逻辑控制器）、PCSs （过程控制系统）、或近期被普遍采用的 IPCs （工业个人计算机）。因为这些设备是采用专用处理软件的数字系统，所以所有的模拟信号 必须转换为数字信号后计算机才能读取它们。 控制系统中 A/D 转换由模拟外围设备组成。它们通过系统背板总线连接到 CPU，或者通过远 端机器的现场总线与 CPU 相连。除数字电路外（用于 CPU 通讯），这些外围单元还包含不同精度 的模拟和混合信号元件。由于每块板上需要大量的通道数，对线路板的尺寸要求也极为苛刻， 这就使得模拟外围设备的设计面临着缩小体积、降低功耗的挑战。下文介绍了几种信号调理技 术和单个芯片实现八通道数字化的方法。 数据采集系统数据采集系统 （（DASDAS）） 数据采集系统数据采集系统 （（DASDAS）） 理论上数据采集系统（图图 1）包含用于1 切换输入通道的多路复用器（mux）；为不同输入范围 图图 11 提供增益和偏移电压调节的信号调理电路；模拟--数字转换器（ADC）和电压基准（Vref）。 REF MUX analog inputs ADC gain / offset control/data