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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.doc

过程通道是计算机与生产过程之间设置的信息传输和转换的连接通道,包括模拟输入通道、模拟输出通道、数字(开关)输入通道、数字(开关)输出通道。生产过程中的各种参数通过模拟输入通道或数字输入通道送至计算机,计算机通过模拟输出通道或数字输出通道送至生产过程,实现生产过程的控制。

计算机和操作人员通常需要交换信息。因此,显示器和操作器应设置在计算机和操作人员之间,其中之一是CRT显示器和键盘,另一种是根据生产过程控制的特点设计的操作控制台。上述两种设备通常被称为人机接口

数字类型一般分为电平式和接触式,电平为高电平或低电平;接触式为接触闭合或断开。接触式一般分为机械接触和电子接触,如按钮、旋钮、行程开关、继电器等接触是机械接触,晶体管输出接近开关和光电开关是电子接触。

数字输入通道( DI 通道)的任务是将生产过程中的开关状态信号和数字信号转换为计算机可接受的形式。

信号调理电路-虽然都是数字信号,但不需要A/D 转换,但必须采取相应的技术措施,即在外部信号和单片机之间设置输入信号调节电路

各种按钮、触点、开关在电路中起到通断作用,其端子引出统称为开关信号。在开关输入电路中,主要考虑电平转换等信号调节技术,RC滤波、过电压保护、反电压保护、光电隔离等。 (1)电平转换是用电阻分压法将现场电流信号转换为电压信号。 (2)RC滤波是用(RC(滤波器过滤高频干扰。 (3)过电压保护是以稳压管和限流电阻为过电压保护;瞬态尖峰电压用稳压管或压敏电阻夹在安全电平上。 (4)反电压保护是串联二极管,防止反电压输入。 (5)光电隔离用光耦隔离器实现计算机与外部的完全电隔离。

当开关(S(闭合时,输入电路有电流流过,光耦合中的发光管发光,光敏管导通,数据线低电平,即输入信号为0对应开关(S(关闭;相反,开关(S(断开,光耦中的发光管无电流流过,光敏管截止,数据线为高电平,即输入信号为1对应的外电路开关(S(的断开。

简称数字输出通道 DO 该通道的任务是将计算机输出的微弱数字信号转换为能够控制生产过程的数字驱动信号。根据指示灯、继电器、接触器、电机、阀门等不同的现场负荷,可选择不同的功率放大器件,形成不同的开关量驱动输出通道。常用的有三极管输出驱动电路、继电器输出驱动电路、晶闸管输出驱动电路、固态继电器输出驱动电路等。

三极管驱动电路

对于低压下的小电流开关量,可以使用功率三极管作为开关驱动其输出电流是输入电流和三极管增益的乘积

只有十几个驱动电流 mA或几十 mA驱动电路只要使用普通的功率三极管,

达林顿驱动电路

当驱动电流需要达到数百毫安时,如驱动中功率继电器、电磁开关等装置,输出电路必须采用多级放大或提高三极管增益的方法。达林顿阵列驱动器由多对两个三极管组成,具有输入阻抗高、增益高、输出功率大、保护措施完善的特点。同时,复合管也非常适合计算机控制系统中的多路负载。

图2.9是达林顿阵列驱动中的一路驱动电路CPU数据线Di 输出数字0是指低电平时,7406反向定器变为高电平,导致达林顿复合管,产生的数百毫安集电极电流足以驱动负载线圈,复合管内的保护二极管构成负载线圈断电时产生的反向电势的泄漏电路。

继电器驱动电路

电磁继电器主要由线圈、铁芯、电枢、接触点等部件组成,简称继电器,分为电压继电器、电流继电器、中间继电器等类型。开关量输出是通过弱电控制外部交流或直流的最常用的输出方式。

继电器驱动电路的设计应根据所使用继电器线圈的吸合电压和电流来确定。控制电流必须大于继电器的吸合电流,以便继电器能够可靠地工作。

常用的继电器有电压继电器、电流继电器、中间继电器等。由于继电器线圈需要一定的电流才能移动,必须采取措施驱动

继电器驱动电路

驱动电路的设计应根据所使用继电器线圈的吸合电压和电流来确定,继电器必须大于继电器的吸合电流。

图?2.当10是经光耦合隔离器的继电器输出驱动电路时CPU数据线Di?输出数字1是指高电平时,通过7406反向驱动器变为低电平,光耦合隔离器的发光二极管导致和发光,使光敏三极管导致继电器线圈KA关闭电源和动合触点,驱动大型负荷设备。

由于继电器线圈为电感负载,当电路突然关闭时,电感浪涌电压较高。为了保护驱动器,应在继电器线圈两端并联一根阻尼二极管,为电感线圈提供电流泄漏电路。

晶闸管驱动电路

晶闸管又称可控硅(

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