开关量接口技术 27 数据采集系统课件.ppt

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1、2.6开关量接口技术2.6.1开关量输入接口开关量输入信号：生产过程中开关、按钮、继电器触点等的通断状态涡轮流量计、加速度计、码盘等输出的脉冲信号常用接口方法：可通过8255直接读入。对于脉冲信号：通常由8254计数器进行脉冲信号的计数。2.6.2输出接口隔离技术弱电直流信号一般不能驱动外部设备，需经接口转换等手段处理后才能用于驱动设备开启或关闭；许多外设如大功率交流接触器、制冷机等在开关过程中会产生强的电磁干扰信号，如不加隔离可能会串到测控系统中造成系统误动作或损坏。因此在接口处理中亦应包括隔离技术

2、。最常用的是光—电隔离技术器件有：三极管型、单向可控硅型、双向可控硅型等几种原理相同：电—光—电这种转换，利用光这一环节完成隔离功能。隔离技术器件1、光三极管输出型的光电隔离器原理技术参数：导通电流和截止电流；频率响应；输出端工作电流；输出端暗电流；输入输出压降；隔离电压。使用注意事项：用于驱动发光管的电源与驱动光敏管的电源不应是共地的电流，否则干扰互窜。光隔的输入驱动可直接用门电路去驱动2、可控硅光隔其输出端有380V或220V交流电压，需将光电隔离器安装于与测控系统有一定距离的控制柜中，此时对光隔

3、的驱动可接成20mA电流环的形式，以增强驱动端抗干扰的能力2.6.3继电器输出接口技术1、原理及结构2、符号和分类交流继电器、直流继电器、电流继电器、电压继电器、功率继电器、差动继电器等。继电器常作为测控系统开关量输出到驱动级之间的第一级执行机构，通过第一级继电器输出，可完成从低压直流到高压交流的过渡。3、继电器的应用电气控制及继电保护。线圈电源和功率额定工作电压或额定工作电流（线圈）线圈电阻吸合电压或电流：它指继电器能产生吸合作用的最小电压或电流，其值一般为额定电压或电流值的75%左右。释放电压或电

4、流：继电器两端电压减小到一定值时，继电器就从吸合状态转换到释放状态。接点负荷：指接点的负载能力。4、主要电气参数在选用继电器时，一般应考虑下列因素：继电器额定工作电压的选择；接点负荷的选择；接点的数量和种类；有关继电器的体积、封装形式、工作环境、绝缘能力以及吸合和释放时间等因素，在继电器选择时应一并考虑。在各种参数均符合要求的情况下，选用性能比较高的产品。5、继电器的选用2.6.4可控硅（晶闸管）输出接口技术电力电子器件在交直流电机调速系统、调功系统、随动系统中有着广泛的应用。1、单向可控硅（SCR）

5、在选用单向可控硅时，应注意下列参数：额定电压V0；额定通态平均电流IF；擎位电流；维持电流IH；浪涌电流IFSM；控制极触发电压Vg、电流Ig；控制极反向电压。2、双向可控硅（TRIAC）结构原理光隔双向可控硅A为过零触发器应用温控系统2.6.5固态继电器输出接口固态继电器（SSR）是一种新型电子继电器特点：其输入电流小，用TTL、HTL、CMOS等集成电路或加简单的辅助电路就可直接驱动。输出利用晶体管或可控硅驱动，无触点。无机械噪声、无抖动和回跳、开关速度快、体积小、重量轻、寿命长、工作可靠适用于在

6、微机测控系统中作为输出通道的控制元件。已逐渐取代传统的电磁式继电器和磁力开关作为开关量输出控制元件。1、直流型SSR直流型SSR可分为三端型和两端型，其中两端型是近年来发展起来的多用途开关，这种SSR主要用于直流大功率控制场合。图2-64为一典型接线图，此处所接是感性负载，可直接加负载设备。2、交流型SSR交流型SSR可分为过零型和移相型两类，这是用双向可控硅作为开关器件，用于交流大功率驱动场合，图2-65为电原理图，引线图类似于图2-63。一般在电路设计时，应让SSR的开关电流至少为断态电流的10倍

7、，负载电流若低于该值，则应并联电阻R以提高开关电流，如图2-66。当使用感性负载时，也可采用这种方法，以避免误动作。图2-67为利用交流SSR控制三相负载的情况，此时要注意SSR的驱动电流已增加，对于三相四线制的接法，也可使用三个SSR对三路相线进行控制。2.6.6综合举例在实际应用中，为避免按钮、继电器、接触器等零部件在操作时产生的电火花对计算机造成干扰，通常还利用阻容电路加以吸收，其方法如图2-69所示。一般R取1-2KΩ，C取2.2-4.7μF。2.7数据采集系统2.7.1数据采集系统数据采集系

8、统简称DAS（DataAcquisitionSystem），微型计算机与DAS相配合可以完成各种测量和输出控制任务，并具有很强的通用性。一般采用单总线结构，目前应用最广泛的是PCI总线，其它类型的如STD总线、S100总线、MULTIBUS总线、IBM-PC总线等。⑴系统的结构简单，容易实现，能够满足中、小规模数据采集系统的要求；⑵微型计算机对环境的要求不太高，能够在比较恶劣的环境下工作；⑶微型计算机的价格低，可降低数据采集系统的投资，即使是比较小的系统