第4部分过程通道与人机接口-精品

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第4章 过程通道与人机接口
4.1.2 数字量输入通道(1)
• DI的任务: 把外界被控对象的开关状态信号、
或数字信号送至计算机或微处理器。
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第4章 过程通道与人机接口
4.1.2 数字量输入通道(2)
1．数字量输入通道的结构
PC总线
输 入 缓 冲
输 入 调 理 电
人机接口
• 计算机和操作人员之间常常需要互通信息 ， 为此计算机和操作人员之间应设置显示器 和操作器，其中一种是CRT显示器和键盘， 另外一种是针对某个生产过程控制的特点 而设计的操作控制台等。通常把上述两类 设备简称为人机接口。
• 作用：显示生产过程的状况；供操作人员 操作；显示操作结果。
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第4章 过程通道与人机接口
第4章 过程通道与人机接口
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第4章 过程通道与人机接口
过程通道
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，它包括模 拟量输入通道、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。
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第4章 过程通道与人机接口
4.1.2 数字量输入通道(4)
(1)．小功率输入调理电路
消除由于触点机械扰动而产生的震荡信号
＋5V R1 R2
K1
C1
0
R3
0
＋5V 0
1
R4
1
(a) 采用积分电路
1 (b) 采用RS触发器
图 4.2 小功率输入调理电路(消除抖动)
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第4章 过程通道与人机接口
本章主要内容
数字量输入输出通道 模拟量输出通道 模拟量输入通道 人机接口
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4.1数字量输入输出通道
数字量的种类 数字量输入通道 数字量输出通道 数字量输入输出通道的标准化设计
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第4章 过程通道与人机接口
4.1.1 数字量的概念及种类(1)
器
路
来自生 产过 程
地址译码电路
图4.1 . 数字量输入通道结构
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第4章 过程通道与人机接口
4.1.2 数字量输入通道(3)
2．输入调理电路
• 外部装置或生产过程的状态信号，可能是 电压、电流、开关的触点等，会引起瞬时 的高压、过低压、接触抖动等现象
• 为了将外部开关量引入到计算机，必须将 现场输入的状态信号经转换、保护、滤波、 隔离等措施转换成计算机能够接收的逻辑 信号，这些功能称为信号调理。
4.1.2 数字量输入通道(7)
(1)．漏极输入
＋24V
R1
传感器 R2
COM
图 4.4 漏极输入的数字量输入接线原理框图
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第4章 过程通道与人机接口
4.1.2 数字量输入通道(8)
(2)．源极输入
＋24V R1
传感器
R2
M
图 4.5 源极输入的数字量输入接线原理框图
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输 输
出 出
驱 锁
动 存
电 器
路
送去生产过程
地址译码及控制电路
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第4章 过程通道与人机接口
4.1.3 数字量输出通道(3)
2．输出驱动电路
●晶体管输出驱动电路 ●继电器输出驱动电路 ●固态继电器输出驱动电路
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第4章 过程通道与人机接口
4.1.3 数字量输出通道(54)
RL R2
C1 交流电源
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零交叉电路是指，当加入控制信号，交流电 压过零时，SSR才会变为通态；而当断开控制 信号后，SSR要等待交流电的正半周与负半周 的交界点(零电位) 时，SSR才会变为断态。 这种设计能防止产生高次谐波干扰和对电网 的污染。所以只有在交流电压的零电位点， AC SSR才会导通（有控制电压信号）或关断 （无控制电压信号）。当AC 电压为零时，没 有电流流过，这就使得继电器中的半导体设备 安全、容易的通断。
●在工业现场中，经常用到的数字量输入有：按钮、行 程开关、接近开关、光电开关、旋转编码器等。
● 按钮是无源接点，晶体管输出型的接近开关、光电 开关和旋转编码器等的输出有NPN和PNP两种方式。
●下面分别以源极和漏极输入为例，来介绍工业中常 见的几种数字量输入的接线方法。
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第4章 过程通道与人机接口
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4.1.1 数字量的概念及种类(2)
• 数字量（开关量）的种类
– 按类型分有电平式和触点式两种
电平式为高电平或低电平 触点式为触点闭合或触点断开，一般分两类： • 机械触点：按钮、旋钮、行程开关、继电器等触点 • 电子触点：晶体管输出型的接近开关和光电触点等
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第4章 过程通道与人机接口
4.1.2 数字量输入通道(5)
(2)．大功率输入调理电路
为使接点工作可靠，接点两端使用24直流电压 电容滤波，采用光耦隔离，克服干扰并达到安全目的
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第4章 过程通道与人机接口
4.1.2 数字量输入通道(6)
3．常用的几种数字量输入的接线方式
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4.1.3 数字量输出通道(1)
• DO的任务： 把计算机送出的数字信号（或开关信号） 传送给开关器件，如指示灯、继电器，控 制它们的通断、闭合或亮、灭等。
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第4章 过程通道与人机接口
4.1.3 数字量输出通道(2) 1．数字量输出通道的结构
PC总线
• 数字量（开关量）的概念
– 开关的闭合与断开 – 指示灯的亮与灭 – 继电器或接触器的吸合与释放 – 电机的启动与停止 – 设备的安全状况等。
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第4章 过程通道与人机接口
4.1.1 数字量的概念及种类(1)
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Zelio Relay可插拔式中间继电器
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第4章 过程通道与人机接口
(1)．晶体管输出驱动电路
光耦加晶体管，适合小功率直流驱动，动作快，可频繁动作
负载
R1 +5V
输 出 锁 存 器
控制器内部
保险丝
R2 DC 5-30V
控制器外部
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第4章 过程通道与人机接口
4.1.3 数字量输出通道(5)
(2)．继电器输出驱动电路
光耦加晶体管加继电器，适合交直流驱动，动作慢，寿命有限
R1 +5V
输
出
锁
R2
存
器
控制器内部
继电器线圈
DC 5-30V
RL
电源 控制器外部
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第4章 过程通道与人机接口
4.1.3 数字量输出通道(6)
(3)．固态继电器输出驱动电路
光耦加SSR，适合交流驱动，可频繁动作，抗干扰能力强
R1 +5V
输 出 锁 存 器
零
触
交
发
SCR
叉
电
电
路
压