工业控制计算机及其接口技术2

(2) 检测主控子系统 检测主控子系统分别运行在2#和3#计算机上,分 别完成相应的测控任务. 它包括如下几个部分:
1) 硬件系统测试程序 测试各个模拟信号通道,开关量输入输出工作状态.在接通 所有检测设备和计算机系统电源,预热10min以后,进行硬件测试. A/D转换器模拟量信号以表格形式显示零位电压,实测电压,放 大系数和量值.从零位时的量值立即可以判定故障通道.零点 漂移也可用修改功能加以补偿.选择开关输入量测试,监视可显 示每个结点的地址和状态.当开关量动作时,状态高低电位必须 变化,若不变化即可确定故障点.
用途:利用HY-6160板可以构成状态监测,事件 输入,电动机/加热器控制,BCD码输入/输出等 系统.通过外接HY系列的端子板,可以大大扩展 HY-6160板的功能,满足各种应用领域的要求, 直接应用于工业现场和实验室.
5.3.4 多功能定时/计数模板
1 HY-6210多功能定时 计数模板 多功能定时/计数模板 多功能定时 HY-6210板是IBM-PC XT/AT总线兼容的可编程定 时/计数和数字量输入/输出板.该板可以直接插入 到IBM-PC XT/AT总线兼容机内的任一总线扩展槽 中使用,实现脉冲量计数,定时控制或现场开关 量状态监测及控制执行机构工作等功能. 该板还提供了一路中断请求申请信号,可选择 定时/计数器0的输出或用户数字量输入或8255的 C口请求. HY-6210板的典型应用为数字量输入/输出,频 率测量,马达控制信号发生器,事件计数等.
2 性能 定时器/计数器部分 定时/计数器通道:3路 定时/计数器长度:16位 内部时钟频率:2MHz 数字量部分 数字量输入/输出通道数:24路(双向可编程) 数字量输入/输出频率:0-1MHz 中断允许信号通道数:1路 中断级别:IRQ2～IRQ7可选择 中断申请信号有效电平:高,低电平可选 中断允许:软件控制
Access等小型数据库.
2. 应用软件设计
应用软件主要有4个子系统组成:车辆信息输入子系 统,检测主控子系统,数据库管理子系统.
(1) 车辆信息输入子系统
车辆信息输入子系统运行在1#机上,采用人机对话 表格式输入方式, 登录待检车辆牌照号码,车辆型号,颜 色,发动机号等基本数据, 登记完毕后,经网络发送给2# 机.在1#机中可连续输入若干车辆的数据暂存于2#机中, 提高了运行的效率.
2. 汽车安全性能检测的项目
(1) 汽车尾气排放量检测 检测汽车尾气中有毒物质的排放浓度,使用 排放分析仪检测;通常汽油车检测 CO和HC的 含量,柴油车检测烟度.
(2) 车速表精度检测 检测汽车车速表指示精度,使用车速表试验台 检测;
(3) 前照灯性能检测 检测汽车前照灯亮度,光 轴偏移角等参数,通常使用自 动式汽车前照灯测试仪检测, 分左右灯检测;
HY-6210多功能定时/计数模板组成与原理框图
5.3.5 工业控制机及其接口模板应用举例 全自动汽车安全性能检测线测控系统 1. 应用背景
目前我国汽车安全性能检测实行定期检测, 过去对机动车的安全检测基本采用眼看,耳听, 手摸等人工经验判断的方法.近十余年以来,已 经实现了汽车安全检测的仪器化.而采用计算机, 智能化仪器仪表和网络技术研制,推广先进的汽 车安全检测系统,可以大大地提高检测精度和准 确性,并能有效地降低检测时间和检测人员的劳 动强度.
2) 检测主程序 操作人员在2#机选中待检车辆后,检测主程序不断
(4) 喇叭声级 检测汽车喇叭声音的大小,采用声级计检测;
– 90~115dB(A)
(5) 侧滑量检测 检测汽车前轮的侧滑量大小,采用侧滑试验 台检测.
(6) 汽车轴重与总重量测试 检测汽车各轴轴重与总重量,为制动力检测作准备, 使用轴重测试仪测量,每次测量一个轴的重量.
(7) 制动力检测 检测汽车各个车轮的制动力和手制动力,判定 汽车制动性能是否合格,使用制动试验台测试,每 次测量一个轴上的两个车轮的制动力.
3. 汽车安全检测线的布局[平面图]
4. 自动测控系统软硬件的构成与实现 (1) 检测功能划分 将检测功能与设备划分成三个区: 1区负责车辆信息登记; 2区包括排放,车速,灯光,喇叭,侧滑检测; 3区包括轴重,制动力检测和检测结果打印,数 据库管理.
(2) 系统硬件配置源自文库1 计算机
3. 车辆位置与检测设备的监测和控制
在自动检测线中,车辆位置与检测设备的监测和控制 是保证自动检测线按正确逻辑运作的关键. 监测汽车在检测线上位置的传感器采用用高质量远 红外光电开关;根据各个光电传感器的输出状态判断车辆 的位置. 控制车速表试验台和制动试验台举升器升降及电机 起停,采用开关量输出信号,通过控制继电器和交流接触器 来实现控制,开关量的输入输出由插在2#和3#计算机扩展 槽内的数字量输入输出接口卡提供.
HY-6160数字量输入 HY-6160数字量输入/输出模板 数字量输入/
2 技术指标: 技术指标: 数字量输入通道数:32路 数字量输入组数:4组(8Bit/组) 数字量输出通道数:32路 数字量输出组数:4组(8Bit/组) 输入/输出信号电平范围:TTL电平兼容 输入低电平 VIL<=0.8V (最大值) 输入高电平 VIH>=2.0V (最小值) 输出低电平 VOL<=0.4V (最大值) 输出高电平 VOH>=2.4V (最小值) 输出高电平电流:IOH=400mA (最大值) 输出低电平电流:IOL=8mA (最小值) 中断申请信号通道数:1路 中断优先级:IRQ2或IRQ3 中断申请信号有效电平:TTL电平兼容 中断允许信号通道数:1路 中断允许信号有效电平: TTL电平兼容, 低电平有效
/*板基地址=640*/
/*切换输入通道并触发A/D*/ /*查询A/D完成位*/ /*读A/D结果*/ /*将A/D结果转换成 /*打印结果*/
}
}
– printf("\n\n"); – getch();
2. D/A编程
5.3.3 数字量输入/输出模板
1 HY-6160数字量输入 输出模板 数字量输入/输出模板 数字量输入 HY-6160板是IBM-PC XT/AT总线兼容的数 字量输入/输出板.该板可以直接插入到IBM-PC XT/AT总线兼容机内的任一总线扩展槽中使用. HY-6160板为用户提供了32个数字量输入通 道,32个数字量输出通道和一个外部事件中断通 道.每8个输入或输出通道为一组,每组通道占用 一个I/O地址.每个通道输出的信号与TTL电平兼 容. 中断申请信号为TTL电平.数字量输出通道 上电清零.
3 技术指标
定时器/计数器部分 外部时钟输入频率: 0-2MHz 定时/计数器输出脉冲频率:0.001Hz-1Mhz 占空比:0-100% 定时/计数器信号输入电平特性: 高电平: VIH.>=2.0V 高电平电流: IIH<=20mA 低电平: VIL<=0.8V 低电平电流: IIL>=20mA 定时/计数器信号输出电平特性: 高电平: VOH>=2.4V 高电平电流:IOH<=400mA 低电平: VOL<=0.4V 低电平电流:IOL>=2.0mA IOL>=2.0mA 数字量部分 输入信号及中断请求信号电平特性: 高电平:VIH>=2.0V 高电平电流:IIH<=40mA 低电平:VIL<=0.8V 低电平电流:IIL>=40mA 输出信号及中断请求信号电平特性: 高电平: VOH>=2.4V 高电平电流:IOH<=400mA 低电平: VOL<=0.45V 低电平电流:IOL>=2.0mA
5. 安装与拆除方法
HY-6020系列板禁止带电插拔接插和拔下引线插头开关的 设置及跳线器选择都必须在断电的情况下进行.
6. 设置与编程
(1) 板卡基地址选择 本模板的基地址选择范围是512~1016(0200H~03F8H), 当开关置ON位时该位有,效置OFF位时该位无效. 模板基地址计算公式如下: 板基地址=512(0200H)+所有有效位之和 例 板基地址=512+128=640 或=0200H+80H=0280H
采用3台工业控制计算机,每台计算机配有 10/100M的网卡,采用总线型或星形拓扑结构将三台 计算机联网.三台计算机编号为1#,2#,3#,分别 完成对应的3个功能区的工作.
2 数据采集系统 数据采集是保证检测数据准确性的关键. 信号从各传感器直接引出,这样可增加系统的可靠性,
即使设备其他部分发生故障,系统也不致停顿.2#,3#控 制工作站扩展槽各插有一块具有12位A/D的模拟量接口模 板;
4 功能 事件及频率检测,周期及脉冲信号测量,可编程
脉冲信号发生器,电机控制,频率发生器,开关 量状态监测.
5. 组成与工作原理
在HY6210板上有两片可编程芯片,一片8253可 编程定时/计数器和一片8255可编程数字量输入/输出 芯片,其中8253可编程定时/计数器有三个独立的可 编程定时/计数器,为用户提供了3个16位可编程定时 / 3 16 /计数器.8255可编程数字量输入/输出芯片为用户提 供了24路可编程数字量输入/输出.
(2) 寄存器描述及板内地址分配 1 . 模拟输入通道选择寄存器 板基地址 ,写) 模拟输入通道选择寄存器(板基地址 板基地址+0, X:不用 C4~C0模拟输入通道选择信号
HY-6020系列模板模拟输入通道选择
2. A/D转换结果寄存器 转换结果寄存器
A/D转换结果低八位寄存器(板基地址+1,读)
– – – – int baseA, dbyte, num; float value; baseA = 0x280; for( num=0; num<32; num++) {
outp( baseA, num ); do ; while(!( inp(baseA+5) & 0x80)); dbyte=inp(baseA+1) | (inp(baseA+2)<<8); value=(float)(dbyte-2048)*10/4096; 输入电压值/ printf("ch=%2d %+1.3fV ",num,value);
A/D转换结果高四位寄存器(板基地址+2,读)
X:不用 AD11~AD8,A/D转换结果高四位
3. A/D完成位寄存器(板基地址+5,读)
4 . D/A输出寄存器
5. 板内地址分配
(3) 编程方法举例 1. A/D编程
下面C语言例程为软件触发A/D和软件查询方式完成A/D转换功能,模拟输入 范围为±5V增益为1. #include<dos.h> #include<conio.h> #include<stdio.h> void main(void) {
局域网(以太网) 打印机 3#机 A/D卡 I/O卡 LED显示牌 2#机 A/D卡 I/O卡 RS-232C LED显示牌
1#机
信号调理箱
信号调理箱
制 动 试 验 台 台 验 试 重
轴 滑 试 验 台
侧 级 计
声 灯 光 测 试 仪
排 放 速 测 试 仪 台 试 验 表
车
(3) 软件设计 1. 系统软件配置 操作系统采用Windows操作系统,数据库一般采用
信号的调理:将模拟信号转换成数字信号,首先要对 传感器信号进行预处理, 使各传感器信号转换为统一的 0~+5V的模拟量. 信号传输过程中会叠加干扰信号, 采用模拟滤波和数字 滤波相结合的方法消除干扰, 模拟滤波主要滤掉50Hz的交 流干扰, 数字滤波则消除尖峰干扰,使过程曲线平滑,采用 防脉冲干扰复合滤波法 .
4. 检测指示装置 为了给试车员提供指示,检测线用高亮度
LED发光块组成显示灯牌,指挥司机的操作并实时 显示检测数据.LED显示牌采用8031单片机控制, 为了加快实时显示速度,命令及数字字模都固化在 EPROM中. LED显示牌由RS-232口接收主机发 出的命令代码. 通常采用2~3块显示牌.