计算机控制及接口技术.ppt

第5章计算机控制及接口技术
概述
工业控制计算机
计算机接口技术
计算机接口设计
D/A转换器
A/D转换器
思考题
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概述
计算机控制系统的组成
将模拟式自动控制系统中的控制器的功能用计算机来实现, 就组成了一个典型的计算机控制系统, 如图5-1所示。
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图5-1 计算机控制系统的基本框图
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典型的机电一体化控制系统结构可用图5-2来示意,它可分为硬件和软件两大部分。
硬件是指计算机本身及其外围设备,一般包括中央处理器,内存储器,磁盘驱动器,各种接口电路,以A/D转换和D/A转换为核心的模拟量I/O通道、数字量I/O通道,以及各种显示、记录设备,运行操作台等。
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图5-2 典型计算机控制系统的组成框图
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(1)由中央处理器、时钟电路、内存储器构成的计算机主机是组成计算机控制系统的核心部件,主要实现数据采集、数据处理、逻辑判断、控制量计算、越限报警等功能,并通过接口电路向系统发出各种控制命令,指挥全系统有条不紊地协调工作。
(2)操作台是人—机对话的联系纽带。
(3)通用外围设备主要是为了扩大计算机主机的功能而配置的。
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(4)I/O接口与I/O通道是计算机主机与外部连接的桥梁。常用的I/O接口有并行接口和串行接口,I/O通道有模拟量I/O通道和数字量I/O通道。其中,模拟量I/O通道的作用是:一方面将经由传感器得到的工业对象的生产过程参数变换成二进制代码传送给计算机;另一方面将计算机输出的数字控制量变换为控制操作执行机构的模拟信号,以实现对生产过程的控制。
(5)传感器的主要功能是将被检测的非电学量参数转变成电学量,如热电偶把温度变成电压信号,压力传感器把压力变成电信号等等。变送器的作用是将传感器得到的电信号转变成适用于计算机接口使用的标准的电信号(如0~10mADC)。
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系统软件是由计算机的制造厂商提供的,用来管理计算机本身的资源和方便用户使用计算机的软件。常用的有操作系统、开发系统等,它们一般不需用户自行设计编程,只需掌握使用方法或根据实际需要加以适当改造即可。
应用软件是用户根据要解决的控制问题而编写的各种程序,比如各种数据采集、滤波程序,控制量计算程序,生产过程监控程序等。
在计算机控制系统中,软件和硬件不是独立存在的,在设计时必须注意两者相互间的有机配合和协调,只有这样才能研制出满足生产要求的高质量的控制系统。
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如图5-3所示,在操作指导控制系统中,计算机的输出不直接用来控制生产对象。
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图5-3 计算机操作指导控制系统示意图
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