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计算机控制技术第二章.docx第二章输入输出接口与过程通道在计算机控制系统中,为了实现对牛产过程的控制,要将对彖的被控参数及运行状态,按要求的方式送人计算机处理,再将结果以数字量的形式输出,并将数字量变换为适合生产过程控制的量,因此在计算机接口和生产过程Z间,必须设置信息的传递和变换装置,这个装置就称之为过程输入输出通道,也叫I/O通道。,过程输入输出通道可分为模拟量输人通道、模拟量输出通道、数字量(开关量)输入通道、数字量(开关量)输出通道等儿种类型。牛产过程的被调参数(如温度、压力、流量、速度、位移等),一般是随时间连续变化的模拟量,通过检测元件和变送器转换为对应的模拟电压和电流。山于计算机只识别数字量,故模拟电信号必须通过模拟量输入通道转化为数字量厉,才能送人计算机。对丁•牛产现场的状态量(如开关、电平高低、脉冲量等)也不能为计算机直接接受,因此数字量(开关量)输入通道将状态信号转变为数字量送入计算机。计算机控制生产现场的控制通道也有两种,即模拟量输出通道和数字量输出通道。计算机输出的控制信号以数字形式给出,若执行元件要求提供模拟电压或电流,则采用模拟量输出通道将数字量转换为模拟电压或电流,若执行元件要求数字暈(开关量),则应采用数字屋输出通道,将计算机输出的数字量经处理和放人后输出。由此可见,过程输人输出通道是计算机和工业生产过程相互交换信息的桥梁。:(1) 数据信息反映牛产现场的参数及状态的信息,它包括数字量、开关量和模拟量。(2) 状态信息又叫应答信息、握手信息,它反映过程通道的状态,如准备就绪信号等。(3) 控制信号川来控制过程通道的启动和停止等信息,如三态门的打开和关闭、触发器的启动等。接口电路含这三类信息交换的端口。,因此需对每一个过程输入输出通道安排地址。过程通道编址方式有两类编址方法,一类是直接编址,一类是间接编址方法。直接编址方法该方法将过程通道等同于端口,立接接受主机地址总线编址,从而有过程通道与存储器独立编址、过程通道与存储器统一编址等常用方式。间接编址方法通过接口对过稈通道进行编址。此时的通道地址不与地址总线直接相连,通道的寻址通过端口提供寻址向量来实现。(即模拟量)进行变换、放大、采样和模/数转换,使其变为二进制数字量并输入到计算机,''>,模拟量输入通道一般由1/V变换,多路转换器、采样保持器、A/D转换器、接口及控制逻辑等组成。模拟最输入通道各部分作用说明如下:传感器将过程量转换为电信号。放大电路对微弱的电信号进行放大。多路转换开关将多路模拟信号按要求分时输出。采样保持对模拟信号进行采样,在模一数转换期间对采样信号进行保持。A/D转换即模一数转换,将模拟信号转换为二进制数字暈。控制器实现通道各环节在逻输和时序上的协调。〜10mA或4〜20mA的统一信号,需要经过1/V变换变成电压信号才能处理。对于电动单元组合仪表,DDZ-II型的输出信号标准为0〜10mA,而DDZ-III型和DDZ-S系列的输出信号标准为4〜20mA,因此针对以上情况我们来讨论I/V变换的实现方法。,并加滤波和输出限幅等保护措施,如图222所示。〜10mA的输入信号,可取R,=1OOQ,R2=5OOQ,HR?为精密电阻,这样当输入的I为0〜10mA电流时,输出的V为0〜5V,对T4-20mA输入信号,可取2=100Q,R2=250Q,且R2为精密电阻,这样当输入的I为4〜20mA时,输出的V为1〜5V。、电阻组成,。图223有源I/V变换利用同相放大电路,把电阻R】上产牛的输入电压变成标准的输出电压。该同相放大电路的放大倍数为若取R3=100kQRpl50kQ,R|=200Q,则0〜10mA输入对应于0~5V的电压输出。若取R3=100kQ,R4=25kQ,R】=200Q,则4〜20mA输入对应于1〜5V的电压输出。,多路开关是川来切换模拟电压信号的关键元件。利川多路开关可将输入信号依次德或随机地连接到公用放大器或A/D转换器上。为了提高过程参