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计算机控制系统(实验) 天津大学仁爱学院| 信息工程系 2014.09 计算机控制实验系统由以下六个模块组成（1） 计算机控制实验模块(2) 信号源模块(3) 控制对象模块(4) 数据采集卡模块(5) 实验模板程序模块(6) PC 机控模块各模块相互交联的框图 1-1 所示: 计算机控制实验模块控制对象模块数据采集卡模块信号源PC模块图 1-1 计算机控制实验装置的布局图见图 1-2 所示。显示器电压计转速计电机对象温度对象显示器电压计转速计电机对象温度对象 PCI-1711数据采集卡端子?? 16个开关量电阻、电容器件、自由插孔? 16个led显示灯?放大器单元信号源反相器正弦信号电源 5V-5V?立式机箱储物柜计算机控制实验装置图 1-2 计算机控制实验系统说明计算机控制实验系统是由上位的 PC 微机(含 PCI-1711 数据采集卡及驱动软件)， - Ⅲ由实验装置、连接电缆等组成。 1. - Ⅲ实验装置简介- Ⅲ实验装置是一种通用的计算机控制实验装置。主要包括电源部分 U1单元，信号源部分 U2 单元,与 PC机器通信数据处理单元 U3, 自由插件端子单元 U4, 模拟电路单元 U6 ~ U14 以及电机转速、温度、水槽液位控制单元，详见附图。(1) U1电源单元：包括电源开关、保险丝提供 5V,? 15V ,0 V,1 .2 ~ 15V 输出可调电压。(2) U2 信号源单元：包括周期性正弦信号， 周期性斜坡、方波、抛物线信号，频率范围可调。斜坡、方波、抛物线的信号范围为： 0V-10V, 频率范围为： 0.13Hz-8.3Hz ;正弦信号的范围为： 0V-5V, 频率范围为：低频 0.5Hz ~81Hz, 高频 63Hz ~10kHz 。(3) U3数据处理单元：PCI-1711 通过实验装置上数据采集卡的接口端子 RS232 串行口和上位 PC机器通信。(4) U提供实验所需的电容、电阻、电位器，提供插接电路，可根据实验需要选择连接元件。(5) U5提供 作为16个开关量 PCI-1711 数据采集卡数字输入的测试信号， 16个 LED 数据采集卡数字输出控制单元采用指示灯。(6) U6~ U14 由场效应管组成的电路用于锁零，用于计算由放大器、电阻和电容器组成的模拟电路单元。(7) 输入控制电压范围为-10V ~ 10V ,电源转换环节后，与永磁直流扭矩电机( 45lyx01 ) 相连, 检测转换后，电机转速以电压形式输出， 输出范围为-10V ~ 10V, 连接到转速表进行转速显示。电机可实现正反转控制。(8) 温度检测控制单元： 采用温度检测 PT100 实现热电阻， 输出的信号出的信号为 0-10V 电压, 温度控制采用脉宽调制，输入电压范围为 0-10VDC 。(9) 水槽液位控制单元： 采用二级线性液位对象， 压力变送器完成液位检测变送， 输出电压范围为 0-10V ;电动调节阀实现液位控制，控制电压输入范围 0-10V 。 2. - Ⅲ实验装置使用注意事项(1)实验开始前，需要对实验箱上的操作放大器进行调零。(2)计算放大器边缘的锁零点 G接线要正确。需要锁领时，可与输入信号同步的锁零信号连接。锁零主要用于电容充电后需要放电的场合，一般不需要锁信号。不需要锁零时,请把 G与-15V 相连。（3）在计算和连接被控对象或系统的模拟电路时，应特别注意实验台上的运输是反向输入的。因此，需要仔细考虑整个系统和反馈的正负引出点是否正确，必要时接入反相器。 3. PCI-1711 数据采集卡简介 PCI-1711 数据采集卡，它是 12 低损耗多功能采集卡，具有独特的电路设计和完善的数据采集和控制功能， 支持即插即用，有 FIFO 输入类型和范围可灵活设置，具有 16 通道单端模/通道单端模/ 数输入、 16 通道数字 I/O 和2 通道数模输出, 可达采集速率 100kHz ,可编程计数/ 可作为计时器 A/D 转换速度触发，具有通道自动搜索功能。 PCI-1711 数据采集卡技术指标介绍： 模拟量输入( AI0 ~ AI15 ): 通道数 16单端输入精度 12位 FIFO 1K 最大采样频率 100KS/s 转换时间 10μs 输入范围和增益表增益 12345 输入/V -10/ 10 -5/ 5 -2.5/ 2.5 -1.25/ 1.25 -0.625/ 0.625 软件触发触发模式，可编程同步触发模拟量输出(AO0 ~ AO1) :
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