计算机测控技术与系统于微波电子课件第2章节计算机测控系统的硬件技术幻灯片.ppt

工业控制现场有许多高速的脉冲信号，如旋转编码器、流量检测信号等，这些都要用脉冲量输入板卡或一些专用测量模块进行测量。脉冲量输入/输出板卡可以实现脉冲数字量的输出和采集，并可以同跳线器选择计数、定时、测频等不同工作方式，计算机可以通过该板卡方便地读取脉冲计数值，也可测量脉冲的频率或产生一定频率的脉冲。考虑到现场强电的干扰，该类型板卡多采用光电隔离技术，使计算机与现场信号之间全部隔离，以提高板卡测量的抗干扰能力。 * 将模拟量输入/输出、数字量输入/输出集成在同一张卡上，实现多个功能。 * 模块式过程通道是指那些专为工业现场数据采集与控制而设计的，具有便携功能的远程数据采集控制模块。模块一般都内置微处理器、存储器、各种I/O电路、RS-485通信接口、CAN总线通信接口以及实时监控软件。这些模块可以用特定指令集通过RS-485网络或CAN网络控制远端模块，与PLC一样，是目前实现网络化测控系统的主要设备。 * * * （5）多功能板卡 PCI-1710HG多功能板卡 基于PCI-1710HG多功能板卡的测控系统过程通道典型结构图 * * 2.模块式过程通道 iCAN系列功能模块原理框图 iCAN-7202计数器/测频模块 本章内容结束 * * （1）主机板。主机板是工控机的核心部件，目前有80486、80586、Pentium系列等各类主机板，板上所有元件性能都达到了工业级标准，并且是一体化主板。工控机采用标准总线，内部总线主要包括：ISA总线、PCI总线等，外部总线主要包括RS-232C、RS-485、IEEE-488和USB总线等。 （2）各类输入/输出接口模板。输入/输出模板是工控机和生产过程之间进行信息传递和交换的通道。目前，各类输入/输出模板种类齐全，包括：模拟量输入（AI）、模拟量输出（AO）、数字量输入（DI）、数字量输出（DO）等。 （3）人机接口。人机接口包括显示器、键盘、鼠标、打印机以及专用操作显示台等。 （4）硬盘。目前工控机的硬盘容量有20G、40G或更大。 （5）工业电源。工控机电源部分具有防浪涌冲击、过压过流保护功能，并且抗干扰能力强。 （6）加固型工业机箱。由于工控机应用于较恶劣的工业现场环境，因此对机箱采取了一系列加固措施，以达到防振、防冲击、防尘、通风散热性能良好，并具有较强的电磁屏蔽能力。 * （1）内插式：在系统中，分别将输入或输出接口的印刷电路插板直接插入工控机主机箱内的扩展槽中，通过计算机的各种系统总线与CPU交换信息。内插式测控系统的特点是构成简单、结构紧凑、成本低廉。但是由于工控机的基本板卡会占用一定数量的扩展槽，因此，这种方式的灵活性受到限制，适用于输入/输出接口扩展板较少的场合。 （2）外接式：在系统中，将输入接口与输出接口独立安装在工控机机箱外的专用机箱中，并通过外部总线（如RS-232C串口总线或IEEE-488并行总线等）与工控机通信和传递数据。外接机箱可以独立供电，且不受工控机电源的限制，必要时可以有自己的微处理器和总线结构，其特点是灵活方便，适用于多通道、高速数据采集或一些特殊场合的测控要求。 （3）组合式：是将内插式和外接式两种方式有机地结合起来，兼有两种方式的优点。输入接口与输出接口安装在PC机箱外部一个独立的机箱中，同时在工控机内部扩展槽也安装有接口板，测量信号和控制信号通过外接机箱后，再经过接口板与计算机交换数据。组合式测控系统的特点是灵活方便，适用范围广，是一些特殊场合的最佳选择。 * 从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些单元组合成一个不可拆分的整体。典型产品有OMROM公司的C20P、C20H，三菱公司的FX系列，SIEMENS公司的S7-200系列。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存模块、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。典型产品有OMROM公司的C1000H，三菱公司的Q系列，SIEMENS公司的S7-300系列。 按照I/O点数，PLC可以分为超小型PLC（I/O点数小于64点）、小型PLC（I/O点数在65~128点）、中型PLC（I/O点数在129~512点）和大型PLC（I/O点数在512点以上）。 小型和超小型PLC在结构上一般是一体化形式，主要用于单机自动化及简单的控制对象；大中型PLC除了具有小型、超小型PLC的功能外，还增强了数据处理能力和网络通信能力，可构成大规模的综合控制系统，主要用于复杂程度较高的自动化控制，并在相当程度上代替DCS以实现更广泛的自动化功能。 * （1）主机：包括CPU、系统程序存储器和用户程序及数据存储器。CPU是PLC控制系统的运算及控制中心，其主要完成如下任务：①接收与存储来自编