第2章节计算机操纵system的硬件基本.ppt

2002 ● 可变增益放大器 ● 采样-保持器 常用的采样-保持器有AD582、AD583、 LF198/398等。 ● A/D转换器 （1）逐位逼近式A/D转换器 （2）双积分型A/D转换器 （3） 型A/D转换器 ● ADC0809及其接口电路 2.4 模拟量输出通道 1 模拟量输出通道所要完成的功能 把计算机输出的数字控制信号，转换为模拟电压或或电流信号，作用在相应的模拟执行器上，从而实现对被控对象的控制。 2 模拟量输出通道的组成与结构 计 算 机 寄存器 D/A转换器 后置滤波器 多 路 模 拟 开 关 接口 控制 电路 输出1 输出2 输出3 D/A转换器 是模拟输出通道中的核心部件，必不可少。常用的芯片有8位的DAC0832及12位的DAC1210 零阶保持器 D/A转换器具有数据输入锁存功能，其输出模拟量能在一个采样周期内保持不变，即具有零阶保持器的功能。 零阶保持作用的实质，就是在两次输出模拟量之间进行插值，使时间轴上的离散信号，变为时间轴上的连续信号。它是数字信号重构为模拟信号的重要步骤。 后置滤波器 对D/A转换及零阶保持环节输出的信号，进行滤波平滑处理，以得到真正的模拟信号。它是数字信号重构为模拟信号的重要步骤。 多路模拟开关 其作用与模拟量输入通道中的多路模拟开关的作用正好相反。由于CD4051芯片是可以双向工作的，因此也可以用在模拟量输出通道中。 接口控制电路 它具有控制数字信号的输出、D/A转换的启停、多路模拟开关的切换等功能。 D/A通道的隔离电路 由于D/A通道的输出直接与被控对象相连，很容易引入干扰，必须采取相应的措施，来抑制干扰对输出信号的影响。通常可采用光电耦合器件 ● D/A转换器工作原理图 ● ADC0832与CPU的接口电路 2.5 数字量输入输出通道 工业控制计算机用于生产过程的自动控制，需要处理一些最基本的输入输出信号，即数字量（开关量）信号，包括开关的闭合与断开、指示灯的亮与灭、继电器或接触器的吸合与释放、电动机的启动与停止、阀门的打开与关闭等。经过一定的电路将“导通”和“截止”两个状态，用二进制的逻辑“1”和“0”代表。 2.5.1 光耦和器（隔离电路） 光耦和器能实现输入和输出之间的隔离。其优点是：能有效抑制尖峰脉冲及各种噪声干扰，从而使传输通道上的信噪比大大提高。 计算机控制系统 第二章 计算机控制系统的硬件基础 中南大学机电工程学院 第 2 章 计算机控制系统的硬件基础 本章主要教学内容 2.1 计算机控制技术 2.2 常用的控制计算机 2.3 模拟量输入通道 2.4 模拟量输出通道 2.5 数字量输入输出通道 2.1 计算机控制技术 2.1.1 工业控制技术的发展 流体控制技术 测量元件：就地式气动仪表 执行元件：气动或液压元件。如气缸、气泵、 液压缸、液压泵、液压马达等 电气电子技术 气动、电动单元组合式仪表和集中控制室：主要是基于4-20mA电流信号的仪表和控制系统 计算机控制技术 基于微处理器的自动控制技术。计算机控制技术和系统已成为整个企业自动化的核心基础，不仅用于生产的自动化监控，也是上层管理信息系统的数据源和基础核心模块。 2.1.2 工业控制自动化的层次 管理自动化 过程自动化 基础自动化 工业过程综合自动化系统将生产过程的生产工艺技术、设备运行技术、和生产过程管理技术集成起来，实现生产过程的优化控制、优化运行和优化管理，从而保证与产品质量、成本及相关的综合生产指标优化。 2.1.3 计算机控制技术在企业自动化中的作用 流程工业 过程控制技术是将与产品的质量、产量、成本相关的经济技术指标自动转化为流程工业生产过程各工序自动控制的系统参数，从而保证达到产品的微观组织和最终性能的高技术。以PLC和工控机为主。 难点：很多过程中的非线性特性 离散工业 离散工业自动化的主要特征是计算机集成制造系统，即CIMS。它将信息技术、现代管理技术与先进设计制造技术相结合，应用于企业产品生命全周期。离散工业企业的生产现场底层的核心控制器通常是专用的。 2.2 常用的控制计算机 工业生产过程中的计算机控制系统内常见的核心控制器分别为 ● 工业控制计算机 IPC（简称工控机） ● 可编程序控制器PLC ● 单片机 中小型控制系统中的主要控制装置，也是大型网络控制系统中的控制单元 在智能控制仪表、智能网络控制器及小型控制器中应用广泛 2.2.1 工业控制计算机 （IPC，工控机） ● 专用的、使用于工业环境的工控机，成为实现低成本工业自动化的重要途径。 ● 工控机是以计算机为核心的测量和控制系统，处理来自工业系统的