计算机控制技术 教学课件 作者 李江全第3章b.ppt

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1、第3章计算机控制系统中的硬件3.1传感器3.2数据采集卡3.3工业控制计算机（IPC）3.4智能仪器3.5可编程序逻辑控制器（PLC）3.6执行机构3.3工业控制计算机（IPC）个人计算机结构个人多媒体电脑的外观键盘音箱鼠标主机升技TH7Ⅱ-RAIDP4主板配置图CD音频输入I/O控制芯片CNR插槽AGP插槽北桥芯片i8505个PCI插槽DIP开关主板电池BIOSFlash芯片南桥芯片ICH2RAID功能芯片前置USB插座板载声卡芯片前置面板插座主板自检状态软驱插座音频插座鼠标键盘插座USB接口串口并口ATX12V电源CPUSocket478主板辅助电源RI

2、MMA1RIMMB1RIMMA2RIMMB2ATX电源IDE4插座IDE3插座IDE2插座IDE1插座1.耐高温2.防尘3.防震/防衝擊4.防EMI/EMS5.比较小維修時間(MTTR)6.產品生命週期長EMIVibrationDropESDSafetyTemperature/HumidityEFTCompatibility全面质量保证3.3.1IPC的基本特点传统全功能CPU卡PCI/ISA底板工控机主要硬件机箱3.3.2IPC的基本组成1．加固型的工业机箱2．工业电源3．一体化主板4．无源母板一体化主板与母板安装示意图母板、主板与机箱安装示意图工控机主机

3、安装示意图5．其它部件3.3.3PCs的构成3.4智能仪器3.4.1智能仪器的组成智能仪器一般是指采用了微处理器（或单片机）的电子仪器。由智能仪器的基本组成可知，在物理结构上，微型计算机包含于电子仪器中，微处理器及其支持部件是智能仪器的一个组成部分；从计算机的角度来看，测试电路与键盘、通信接口及显示器等部件一样，可看作是计算机的一种外围设备。因此，智能仪器实际上是一个专用的微型计算机系统，它主要由硬件和软件两大部分组成。智能仪器的硬件部分主要包括主机电路、模拟量（或开关量）输入输出通道口电路、串行或并行数据通信接口等，其组成结构如图3-20所示。3.4.2智

4、能仪器的功能1）人—机对话2）自动校正零点、满度和自动切换量程3）多点快速检测4）自动修正各类测量误差5）数字滤波6）数据处理7）各种控制规律8）多种输出形式9）自诊断和故障监控10）数据通信XMT3000A智能仪器外观和接线面板3.5可编程序逻辑控制器（PLC）PLC由中央处理器（CPU）、存储器、输入输出接口、智能接口模块和编程器构成，其结构如图3-22所示。3.5.2PLC的技术特点1）可靠性特别高、抗干扰能力强，能适应各种恶劣的工业环境2）编程简单，易学、易懂3）采用模块化结构，系统组成灵活方便4）安装调试简单方便3.5.3计算机与PLC的连接方式个

5、人计算机与PLC的联网一般有两种形式：一种是点对点方式。即一台计算机的COM接口与PLC的异步通信端口之间直接用电缆相连，连接方式如图3-23所示。另一种是多点结构。即一台计算机与多台PLC通过一条通信总线相连接。以计算机为主站，PLC为从站，进行主从式通信，连接方式如图3-24所示。3.6执行机构在计算机控制系统中，必须将经过采集、转换、处理的被控参量（或状态）与给定值（或事先安排好的动作顺序）进行比较，然后根据偏差来控制有关输出部件，达到自动调节被控量（或状态）的目的。例如，在机床加工工业中，经常控制马达的正反转及其转速，以完成进刀、退刀及走刀的任务。在

6、雷达天线位置跟踪系统中，需要控制伺服阀油缸的位置。在各种温湿度控制系统中，经常需要控制阀门的开闭和开度，以控制液体和气体的流量。在机器人控制系统中，经常要控制各关节上伺服电机的转动方向和速度。在程控交换系统和配料过程控制系统中，经常要控制继电器、接触器，以满足各种动作的需要等等。所有这些伺服电机、马达、阀门、继电器、接触器等输出部件，统称为执行机构，也称为执行装置或执行器。执行机构的作用是接收计算机发出的控制信号，并把它转换成调整机构的动作，使生产过程按照预先规定的要求正常进行。3.6.1执行机构的种类执行机构有各种各样的形式，按所需能量的形式可分为气动执行

7、机构、电动执行机构和液压执行机构。常用的执行机构为气动和电动的。1．气动执行机构以压缩空气为动力的执行机构称为气动执行机构。气动执行机构主要分为薄膜式与活塞式两大类。薄膜式执行机构应用最广。由于气动执行机构结构简单、价格低，输出推力大，防火防爆，动作可靠，维修方便，适用于防火、防爆场合，因此被广泛应用在化工、炼油生产中，在冶金、电力、纺织等工业部门也得到大量使用。气动执行机构与计算机的连接极为方便，只要将电量信号经电气转换器转换成标准的气压信号之后，即可与气动执行机构配套使用。2．电动执行机构电动执行机构是工程上应用最多、使用最方便的一种执行器，特点是体积小

8、、种类多、使用方便。1）电磁式继电器它是一种由小电流