第五章微机控制系统的设计2014讲述.ppt

无论是采用通用控制系统还是专用控制系统，都存在硬件和软件的权衡问题。有些功能，例如运算与判断处理等，却适宜用软件来实现。而在其余大多数情况下，对于某种功能来说，既可用硬件来实现，又可用软件来实现。因此，控制系统中硬件和软件的合理组成，通常要根据经济性和可靠性的标准权衡决定。在用分立元件组成硬件的情况下，就可以考虑是否采用软件，能采用通用的LSI芯片来组成所需的电路的情况下，则最好采用硬件。这是因为与采用分立元件组成的电路相比，采用软件不需要焊接，并且易于修改，所以采用软件更为可靠。而在利用LSI芯片组成电路时，不仅价廉，而且可靠性高，处理速度快，因而采用硬件更为有利。 下面分别介绍各种模板的特点。 （1）数字量I/O模板。 图5-2是一种典型的数字量I/O模板的电路原理框图。 （2）模拟量I/O模板。 图5-3所示是一种光电隔离型A/D模板的结构示意图，D/A模板的结构与之类似。在模板选用时主要需考虑系统中信号的最高频率、电平范围、信号数量等参数及系统对信号的转换速度、精度及分辨率等要求，以既满足控制系统需要又不造成过大的浪费为原则。 （3）信号调理模板。 图5-5是信号调理模板的应用实例。信号调理模板应根据传感器与执行机构的要求来匹配，并应充分考虑信号的信噪比、放大增益的可调范围、零点的调整方法、滤波的通带增益和阻带衰减率等参数。 （4）CPU模板。 （5）存储器模板。 （6）其他特殊功能模板。 2. PC总线工业控制机 IBM公司的PC总线微机最初是为个人或办公室使用而设计的，早期主要用于文字处理或一些简单的办公室事务处理。早期产品是基于一块大底板结构，加上几个I/O扩充槽。 ? PCI总线的IBM兼容计算机由于价格低廉、使用灵活、软件资源非常丰富，因而用户众多，在国内更是主要流行机种之一。  近几年来许多公司推出了PCI总线工业控制机，一般对原有微机作了以下几方面的改进 （1）机械结构加固，使微机的抗震性好。 （2）采用标准模板结构。 （3）加上带过滤器的强力通风系统，加强散热，增加系统抵抗粉尘的能力。 （4）采用电子软盘取代普通的软磁盘，使之能适于在恶劣的工业环境下工作。 （5）根据工业控制的特点，常采用实时多任务操作系统。   ●其他国外品牌：主要有德国控创（收购了ICS）、西门子、阿波罗等，产品价格很高，但机型很少，服务不是很到位，主要在一些对价格不敏感的行业，有少量但固定的客户。 多路选择开关在多通道数据切换中的应用 多路选择开关在多通道数据切换中的应用如图所示。该电路的优点是使用的元件少，缺点是所有传感器的零信号线均需并联起来，若各传感器的地电位不相同，这样的接法会引起较大的环流，是不适当的。较好的办法是采用“双n选一”开关来切换每个传感器的一对信号线。但是当各传感器对地电位相差较大时，会引起各通道间漏电甚至击穿，所以当共模电压较大时可改用体积较大、动作较慢的干簧继电器。 § 5.4 检测与传感器技术 变频空调控制系统原理 1.变频空调器与定频空调器的区别 压缩机不同 定频空调器的压缩机运行频率不可变—50Hz 变频空调器的压缩机运行频率可以变化—— 25Hz~120Hz。 控制器不同 变频空调器的控制器远比定频空调器复杂。 输出能力不同 在一个工况下定频机只有一个能力输出 变频机的输出能力可以随工况的变化而调整 1.变频空调器与定频空调器的区别 舒适性不同 变频空调器的舒适性比定频空调器的好。 可以快速制冷或制热 温度波动小。 1.变频空调器与定速空调器的区别 对环境的适应性不同 节能 从整年运行来说，变频空调器会比普通空调器节约30%以上的电量。 Note:频繁的开/关变频空调器不能节约电量。 变频空调的计算机控制原理 传统常规空调是直接根据温度控制让压缩机运转或者停止来维持室内的温度范围。变频空调由于可以根据温度控制指令，利用变频电源频率让压缩机在800-7800转/分范围内变化，从而调节空调的冷媒流量来调节室内温度范围。??? 变频空调中都装有变频器，国内规定的电压220V，频率50Hz的电流经整流滤波后得到310V左右的直流电，此直流电经过逆变后，就可以得到用以控制压缩机运转的变频电源，这就能将50赫兹的电网频率转变为30-130赫兹。 从能量的转换上可把变频控制分为交流到交流变频与交流-直流-交流变频。 对家用电器的变频控制而言，不管是交流变频还是直流变频都是通过交流-直流-交流的方式来实现变频运转的。 要得到可调频率的交流电，首先要把220V-240V的交流市电整流为直流电，然后再由直流电变为可调频率的交流电，从而完成变频的过程。 变频器的工作原理 变频式空调器一般带有微机控