计算机控制技术第四章课件.ppt

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1、第4章过程通道与人机接口9/4/20211过程通道过程通道是在计算机和生产过程之间设置的信息传送和转换的连接通道，它包括模拟量输入通道、模拟量输出通道、数字量（开关量）输入通道、数字量（开关量）输出通道。9/4/20212人机接口计算机和操作人员之间常常需要互通信息，为此计算机和操作人员之间应设置显示器和操作器，其中一种是CRT显示器和键盘，另外一种是针对某个生产过程控制的特点而设计的操作控制台等。通常把上述两类设备简称为人机接口。作用：显示生产过程的状况；供操作人员操作；三是显示操作结果。9/4/2

2、0213本章主要内容数字量输入输出通道模拟量输出通道模拟量输入通道人机接口9/4/202144.1数字量输入输出通道9/4/20215本节主要内容数字量的种类数字量输入通道数字量输出通道数字量输入输出通道的标准化设计9/4/202164.1.1数字量的概念及种类(1)数字量（开关量）的概念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机的启动与停止设备的安全状况等。9/4/202174.1.1数字量的概念及种类(2)数字量（开关量）的种类按类型分有电平式和触点式两种电平式为高电平或低电平触点

3、式为触点闭合或触点断开，一般又分为机械触点和电子触点。机械触点：按钮、旋钮、行程开关、继电器等触点电子触点：晶体管输出型的接近开关和光电触点等9/4/202184.1.2数字量输入通道(1)DI的任务:把外界被控对象的开关状态信号、或数字信号送至计算机或微处理器。9/4/202194.1.2数字量输入通道(2)1．数字量输入通道的结构图4.1.数字量输入通道结构9/4/2021104.1.2数字量输入通道(3)2．输入调理电路为了将外部开关量引入到计算机，必须将现场输入的状态信号经转换、保护、滤波、隔离

4、等措施转换成计算机能够接收的逻辑信号，这些功能称为信号调理。9/4/2021114.1.2数字量输入通道(4)(1)．小功率输入调理电路图4.2小功率输入调理电路9/4/2021124.1.2数字量输入通道(5)(2)．大功率输入调理电路图4.3大功率输入调理电路9/4/2021134.1.2数字量输入通道(6)3．常用的几种数字量输入的接线方式●在工业现场中，经常用到的数字量输入有：按钮、接近开关、光电开关、旋转编码器等。●其中按钮是无源接点，晶体管输出型的接近开关、光电开关和旋转编码器等的输出有NP

5、N和PNP两种方式。●下面分别以源极和漏极输入为例，来介绍工业中常见的几种数字量输入的接线方法。9/4/2021144.1.2数字量输入通道(7)(1)．漏极输入图4.4漏极输入的数字量输入接线原理框图9/4/2021154.1.2数字量输入通道(8)(2)．源极输入图4.5源极输入的数字量输入接线原理框图9/4/2021164.1.3数字量输出通道(1)DO的任务：把计算机送出的数字信号（或开关信号）传送给开关器件，如指示灯、继电器，控制它们的通断、闭合或亮、灭等。9/4/2021174.1.3数字量

6、输出通道(2)1．数字量输出通道的结构图4.6数字量输出通道结构9/4/2021184.1.3数字量输出通道(3)2．输出驱动电路●晶体管输出驱动电路●继电器输出驱动电路●固态继电器输出驱动电路9/4/2021194.1.3数字量输出通道(4)(1)．晶体管输出驱动电路图4.7晶体管输出驱动电路9/4/2021204.1.3数字量输出通道(5)(2)．继电器输出驱动电路图4.8继电器输出驱动电路9/4/2021214.1.3数字量输出通道(6)(3)．固态继电器输出驱动电路图4.9固态继电器的结构及用法

7、9/4/2021224.1.4数字量输入输出通道的标准化设计(1)在计算机控制系统中，开关量的输入输出接口极其普遍。在设计上，一般都将开关量的输入输出接口做在同一块模板上，这样可以节省硬件成本，充分利用计算机的有限资源，方便用户使用。图4.10给出了PC总线的DIO模板原理图9/4/2021234.1.4数字量输入输出通道的标准化设计(2)图4.10PC总线的数字量输入输出模板原理图9/4/2021244.2模拟量输出通道9/4/202125本节主要内容D/A转换器原理D/A转换器芯片及接口电路D/A转

8、换器的输出D/A转换器接口的隔离技术D/A转换模板的标准化设计9/4/2021264.2模拟量输出通道模拟量输出通道的功能模拟量输出通道的组成接口电路控制电路数/模转换器（D/A）电压/电流（V/I）变换器等9/4/2021274.2.1D/A转换器原理（1）1.D/A转换器工作原理D/A转换器输入的数字量是由二进制代码按数位组合起来表示的，任何一个n位的二进制数，均可用表达式DATA=D020+D121+D222+……+Dn-12n-1来