第83章----信息流系统设计.ppt

1,一、机电一体化系统中信息流的分类：,语言、文字、图表、图象等抽象信号,借助机、电、光、声等介质传输的信号,数据表示的数据流,2,检测信息流,控制信息流,数据信息流,显示信息流,变换信息流,输入信息流,输出信息流,3,二、机电一体化系统的基本信息流,1、自动化机械的基本模型,4,2、生产过程自动化系统,5,8.2机电一体化系统控制用微机,一、选择微型计算机,1、完善的中断系统,2、足够的存储容量,3、完善的I/O通道,4、速度、成本、编程简易、抗干扰,6,二、微机系统总体设计,1、接口设计,2、操作控制台设计,3、软件设计,7,三、主要微机机型,1、单片机,8,2、Intel8086(PC),3、PLC（ProgrammableLogicController),9,8.3人机接口设计,10,一、人机接口的类型及特点,1、类型,输入接口、输出接口,2、特点,专用性、低速性、高性能价格比,11,二、输入接口设计,开关、拨盘、键盘,1、BCD码拨盘输入接口设计,BCD码拨盘结构,12,13,BCD码拨盘接口设计,14,矩阵式键盘工作原理,2、键盘输入接口设计,15,工作方式,编程扫描方式、,定时扫描方式、,中断扫描方式,编程扫描方式,16,a.判断有无键按下,b.消抖动,17,软件去抖动法：延时,硬件去抖动法,18,c.求键号,注：键值,d.完成功能操作,19,中断扫描方式,20,发光二极管,打印机,CRT显示器,扬声器,发光二极管接口设计,三、输出接口设计,21,七段LED接口设计,22,a.静态工作方式的接口电路设计,优点？,缺点？,23,b.动态工作方式的接口电路设计,24,扬声器接口设计,25,5.4机电接口设计,一、机电接口的类型,信息采集接口（传感器接口）控制量输出接口,26,1、信息采集接口的任务和特点,实时采集,二、信息采集接口的设计,信息处理,抗干扰,27,2、常用传感器的性能及特点,位移、位置传感器,速度、加速度传感器,力、压力、扭矩传感器,温度、湿度、气敏传感器,物位传感器,流量传感器,视觉、触觉传感器,28,3、传感器的测量电路,29,模拟型测量电路,30,31,32,33,数字型测量电路,34,35,开关型测量电路,光电开关的应用,36,三、控制输出接口的设计,信息处理、功率放大、抗干扰,1、控制输出接口的任务和特点,37,2、功率接口设计常用电力电子器件,SCR,38,应用实例,39,功率晶体管（电力晶体管）,40,固态继电器（固态开关SSR）,41,3、光电耦合器驱动接口设计,光电耦合器结构,42,光电耦合器特点,A、强电、弱电隔离，避免干扰由输出通道窜入控制微机,B、抑制噪声干扰,C、可靠性高、响应时间快,43,光电耦合器用途,高压开关、信号隔离转换等,光电耦合器驱动接口设计,44,直流电磁式继电器功率驱动接口设计,4、继电器和接触器驱动接口设计,45,电磁式交流接触器的驱动接口设计,46,8.5机电一体化系统的控制模式,一、控制系统发展过程,50年代前的气动信号控制系统,3、计算机集中监控阶段,1、人工控制阶段,2、模拟控制阶段,4-20mA等电动模拟信号控制系统,数字计算机集中式控制系统,47,4、集散型控制系统阶段,70年代的集散式分布控制系统DistributedControlSystem(DCS),48,49,50,5、现场总线控制阶段,FieldbusControlSystem(FCS),51,二、遥控技术(选讲内容）,1、基本遥控理论,52,2、遥控分类,53,红外线遥控,54,红外线发射器件：红外发光二极管,发光与受光峰值波长一般为0.88m0.94m，为近红外光波段，故红外线遥控就是指利用近红外光来传送遥控指令。,红外接收器件：光敏二极管、三极管、光电池等,55,B、遥控距离一般为几米至几十米，适合于近距离遥控。,特点：,A、结构简单、制作方便、工作电压低、功耗小、成本低廉、抗干扰能力强、工作可靠性高,C、红外线为不可见光，方向性强，不能跨越障碍物传播，具有很好的隐蔽性和保密性,56,超声波遥控,57,人耳能够听到的声波频率为20Hz20kHz，低于20Hz和高于20kHz的声波人耳一般都听不到。频率低于20Hz的声波称为次声波，频率高于20kHz的声波称为超声波。,在超声波遥控系统中使用的频率为20kHz100kHz，目前常用的超声波发射与接收器件的标称频率一般为40kHz。,58,B、超声波遥控传播定向性好，遥控距离一般为几米至几十米，适于近距离控制。,特点：,A、超声波的振幅很小，加速度非常大，因而可以产生较大的力量,59,无线电遥控,60,无线电波波段划分,61,无线电遥控使用的无线电波的频率范围一般为几千赫至几百兆赫，但常用的为几兆赫至几百兆赫即在短波和超短波波段。,62,无线电遥控与红外遥控、超声波遥控相比较，具有无线电遥控覆盖范围宽、