制冷空调计算机控制系统的组成和技术原理

5．开关量输出
计算机及其输出通道设备向控制系统 提供的一种继电器接点的闭合动作 。
6．脉冲量输出
计算机控制系统在运行过程中，通常要 具备人机对话功能 。
干扰
就是有用信号以外的噪声或造成计算机 设备不能正常工作的破坏因素。干扰是 客观存在的，研究干扰的目的是抑制干 扰进入计算机。
1) 按键和键盘接口
图5-39 无源阻容低通滤波器 图5-40 有源低通滤波器
3) 长线传输干扰的抑制
终端匹配
为了进行阻抗匹配，必
须事先知道传输线的波阻抗Rp，波阻
抗的测量如图5-41所示。
最简单的终端匹配方法如图5-42
始端匹配：在传输线始端串入电阻R，如 图5-43所示，
图5-42终端匹配 图5-43 始端匹配
图5-31
2) 串模干扰
串联于信号源回路之中的干扰，也称横向 干扰或正态干扰。
如果邻近的导线（干扰线）中有交变 电流Ia 流过，那么由Ia 产生的电磁干扰 信号就会通过分布电容C1和C2的耦合， 引人放大器的输入端。
3) 共模干扰
地、信号放大器的地以及现场信号 源的地之间，通常要相隔一段距离 ，在 两地之间往往存在着一个电位差Vc， Vc对 放大器产生干扰 。
4. 干扰的抑制
干扰的来源
串模干扰 共模干扰
长线传输干扰
1) 共模干扰的抑制
共模干扰的抑制措施主要有以下三种： 变压器隔离 （见图5-35 ） 光电隔离 （见图5-36） 浮地屏蔽 （见图5-38）
图5-35 变压器隔离
图5-36 光电隔离
图5-38 浮地屏蔽
2) 串模干扰的抑制
用双绞线作信号引线 滤波
与系统结构无关，是由外 界环境因素决定的
由系统结构和制造工艺等 因素所决定
1) 干扰传播途径:
强电设备起动和工作
干扰电磁场
空间传播的电磁波和雷电的干扰 高压输电线周围交变磁场的影响
图5-27
静电耦合
电场通过电容 耦合途径窜入 其它线路
干扰传 播的途 径
磁场耦合
通过导体间的 互感耦合形成
公共阻抗耦合
键盘是一组按键或开关的集合，键盘接 口向计算机提供被按键的代码
编码键盘
非编码键盘
图5-22
弹性触点振动
机械式按键
抖动干扰
图5-23
硬件
消除抖动干扰
软件
单稳态触发器 滤波器 延时 重复扫描
2．LED显示器接口
七段或十六段LED可以显示数字、字母 和符号，单段LED（圆形或方形）可以显示 状态。
图5-24
核心 ：控制程序
模拟量不能直接送给计算机进行处理和 控制
实现模拟量与数字量之间转换的装置 就是模数（A/D）或数模(D/A)转换器。
还包括开关量输入、输出和脉冲计数 器、脉冲输出等
１．模拟量输入-A/D转换
精度
主要指标
转换时间
分辨率
绝对精度
实际模拟量输入值 与理论值之差
精度 相对精度
绝对误差与满刻度 值之比
转换时间 分辨率
A/D转换器完成一次 转换所需时间
A/D转换器对微小输入量 变化的敏感程度
二进制数的末位变 化1所需的最小输入电 压对满量程值之比
２．开关量输入
一个开或关状态的信号输入给计算机。
3．脉冲计数器
输入通道设置脉冲计数器，专门接收 指定来源的脉冲信息，进行计数
4．模拟量输出-D/A转换
分为
工作接地 保护接地
1) 地线系统的分析
在计算机控制系统中，一般有以下几种地线：
模拟地
数字地
低频电路应单点接地，
安全地 （注意点）高频电路应就近多点接
系统地
地。
交流地
在过程控制计算机中，对上述各种地的处理一般
是采用分别回流法单点接地。模拟地、数字地、
安全地（机壳地）的分别回流法如图5-45所示。
4） 信号线的选择和敷设
实用
考虑方面 经济
抗干扰
（最主要）
信号线类型的选择：对信号精度要求 比较高，或干扰现象比较严重的现场，采 用屏蔽信号线是提高抗干扰能力的可行途 径。
选择了合适的信号线，还必须合理地进行敷 设。图5-44 信号线的敷设 。
5. 接地技术
接地的目的
抵制干扰，使计算机工作稳定
保护计算机设备和操作人员 的安全
发生在两个电路的电流流经一个公共阻抗时， 一个电路在该阻抗上的电压降会影响到另一个电路
图5-29两导线间的磁场耦合
如果系统的模拟信号和数字信号不是分开接 地的，则数字信号就会耦合至模拟信号中去。
模拟信号和数字信号是分开接地的， 两种信号分别流入大地，这样就可以避免 相互干扰，因为大地是一个无限吸收面。
计算机控制系统分为
计算机巡回检测和数据处理系统 操作指导控制系统 直接数字控制系统 监督控制系统 集散控制系统
计算机巡回检测和数据处理系统的构 成见图 5-15
2．操作指导控制系统
操作指导控制系统的构成见图5-16。
优点: 灵活; 保险
直接数字控制（Direct Digital Control，简 称DDC）系统的构成见图5-17。
生
输入输
DDC
产
控制
过
出通道
器
程
4. 监督计算机控制
监督计算机控制（Supervisory Computer Control，简称SCC）系统的构 成见图5-18。
组成示意图见图5-19。
分层次
特点
在管理、操作、显示三方 面集中
在功能、负荷和危险性三 方面分散
制冷空调计算机控制系统的典型结构图 见图5-20。
图5-33 共模干扰
共模电压Vc对放大器的影响，实际上是 转换成串模干扰的形式加人到放大器输人
端而起作用的。
(a) 单端输入
(b) 双端输人
图5-34 单端和双端输入时共模电的引 入
4) 长线传输干扰
信号在长线中传输会遇到三个问题
长线传输易受到外界干扰 具有信号延时
高速度变化的信号在长线中传输 时，还会出现波反射现象。
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计算机控制系统
硬件 软件
主机 外部设备 过程输入输出设备
人机联系设备 通信网络设备
见图5-21
系统软件
系统软件
应用软件
数据结构 操作系统 数据库系统 通信网络软件 诊断程序 汇编语言 高级算法语言 控制语言
应用软件
过程输入程序 控制程序 过程输出程序
人-机接口程序
打印显示程序和各个公共子 程序
如果用几片七段LED组成一行数字，究竟改 变其中哪位数字，还应该进行位选和片选，例如 图中，用片选信号Ci的高低来控制是否选该片。
图5-25
在计算机控制系统中，为了便于操作员了 解系统工作状态，除了采用LED数字显示器 外，还应设置状态指示灯和声光报警器。
图5-26
3．干扰的来源和传播途径
干扰
外部 内部