第四章过程通道5

1、一、开关量输入输出通道的一般结构一、开关量输入输出通道的一般结构脉冲量也属于开关量，只是电平变换速度更快而已。脉冲量也属于开关量，只是电平变换速度更快而已。脉冲量脉冲量二、开关量输入输入信号的调理二、开关量输入输入信号的调理 a）电平信号转换电路）电平信号转换电路 b）触点信号转换电路）触点信号转换电路信号转换电路信号转换电路 对电压、电流、开关触点信号（通和断）等开关量输入信号，应首先对电压、电流、开关触点信号（通和断）等开关量输入信号，应首先将其转换为逻辑信号（高低电平），才能输入到计算机。将其转换为逻辑信号（高低电平），才能输入到计算机。主要包括：信号转换、滤波、保护、隔离等。主要包括：

2、信号转换、滤波、保护、隔离等。 滤波电路滤波电路 由于长线传输、电路、空间等干扰的原因，输入信号常夹杂着各种干由于长线传输、电路、空间等干扰的原因，输入信号常夹杂着各种干扰信号，这些输入信号有时可能使读入信号出错，这就需要滤波电路扰信号，这些输入信号有时可能使读入信号出错，这就需要滤波电路来消除干扰。图来消除干扰。图5-49是一个是一个 RC低通滤波电路。低通滤波电路。图图5-49 RC低通滤波电路低通滤波电路 保护电路（参见教材保护电路（参见教材P110 图图5-50、图、图5-51） 为了防止因过电压、瞬态尖峰或反极性信号损坏接口为了防止因过电压、瞬态尖峰或反极性信号损坏接口电路，在开关量

3、输入电路中，应采取适当的保护措施。电路，在开关量输入电路中，应采取适当的保护措施。 去抖动电路去抖动电路 光电隔离光电隔离 (1). 光耦合器的原理光耦合器的原理 电电 光光 电电图图5-54 光耦合器光耦合器(a)开关驱动开关驱动(b) OC门驱动门驱动（2）光耦合器的驱动）光耦合器的驱动光耦合器的发光二极管正常发光的电流一般需几毫安（光耦合器的发光二极管正常发光的电流一般需几毫安（10mA左右），左右），故用常规的故用常规的TTL门电路就难以驱动。常用的驱动方法如图所示，其中门电路就难以驱动。常用的驱动方法如图所示，其中 R1为限流电阻，用以保证光耦输入端所需的驱动电流。为限流电阻，用以保

4、证光耦输入端所需的驱动电流。注意：注意：输入、输出端两个电源必须单独供电。否则如果使用同一电源或共地的两个电源输入、输出端两个电源必须单独供电。否则如果使用同一电源或共地的两个电源 外部干扰信号可能通过电源串到系统中来，这样就失去了隔离的意义。外部干扰信号可能通过电源串到系统中来，这样就失去了隔离的意义。（3）光耦合器的正确接法）光耦合器的正确接法(4)光耦合器的作用光耦合器的作用1.电气隔离电气隔离 高达高达2500V隔离电压隔离电压2.抗干扰抗干扰 光耦的可分辨频率为光耦的可分辨频率为10-10KHZ ,而而 干扰频率一般都很高，无法被识别。干扰频率一般都很高，无法被识别。3.电平转换电平

5、转换 如：如： 可以实现输入可以实现输入5V ，输出，输出24V(5)光耦合器应用实例光耦合器应用实例(5)光耦合器应用实例光耦合器应用实例 将行程开关的常开和常闭触点都作为信号输入到计算机，计算机判别到两将行程开关的常开和常闭触点都作为信号输入到计算机，计算机判别到两路输入信号为不同状态（路输入信号为不同状态（10H或或01H）则认为信号有效，否则认为信号无效。）则认为信号有效，否则认为信号无效。 本电路同时也进行了电平的转换（本电路同时也进行了电平的转换（24V变为变为5V）。）。三、输出驱动三、输出驱动TTL电平输出电平输出如打印机接口等，驱动电流很小。如打印机接口等，驱动电流很小。 小

6、功率输出驱动电路小功率输出驱动电路小功率驱动，主要用于驱动小功率驱动，主要用于驱动发光二极管、发光二极管、LED显示器、显示器、小功率继电器等。驱动电流小功率继电器等。驱动电流一般在一般在1040mA。可用小。可用小功率的三极管来驱动。功率的三极管来驱动。 图图5-57 小功率驱动电路小功率驱动电路三、输出驱动三、输出驱动 中功率驱动电路中功率驱动电路中功率驱动，主要用于驱动中中功率驱动，主要用于驱动中功率继电器、电磁开关等，驱功率继电器、电磁开关等，驱动电流一般在动电流一般在50500mA，可采用中功率三极管或达林顿可采用中功率三极管或达林顿管来驱动。管来驱动。 中功率驱动电路中功率驱动电路

7、MC1416 达林顿驱动器达林顿驱动器BCOMCMC1416引脚图引脚图MC1416内部结构图内部结构图 固态继电器固态继电器(1)固态继电器的特点固态继电器的特点(2)固态继电器的分类固态继电器的分类1.直流型直流型SSR2.交流型交流型SSR直流型直流型SSR电源电压输入信号负载电压交流非过零型交流非过零型交流过零型交流过零型交流非过零型交流非过零型交流过零型交流过零型交流型交流型SSR电源RL电源RL交流非过零型交流非过零型交流过零型交流过零型电源电压输入信号负载电压(1)直流型直流型SSR(2)交流过零型交流过零型SSR(3)交流非过零型交流非过零型SSR(3)固态继电器的驱动方法固态

8、继电器的驱动方法触点控制触点控制TTL驱动驱动晶体管驱动晶体管驱动四、开关量输入输出通道设计时应考虑的问题四、开关量输入输出通道设计时应考虑的问题开关触点信号或电平信号的拾取，通过相应的信号转换电路来完成。开关触点信号或电平信号的拾取，通过相应的信号转换电路来完成。对位置型的开关量信号的拾取，要采用合适的传感器来拾取。如：对位置型的开关量信号的拾取，要采用合适的传感器来拾取。如：行程开关、继电器等。行程开关、继电器等。对脉冲型的信号，对脉冲型的信号， 也要通过合适的传感器来拾取。如：用于测量转也要通过合适的传感器来拾取。如：用于测量转速的光电对管、霍尔传感器、光电编码器等，测量位移的光栅、磁速的光电对管、霍尔传感器、光电编码器等，测量位移的光栅、磁栅等。栅等。 对于开关量输出，控制对象需要的驱动电流为多大？对于开关量输出，控制对象需要的驱动电流为多大？ 从而选择相应的驱动电路。从而选择相应的驱动电路。 1.开关量输入信号的拾取开关量输入信号的拾取P115 182018.光电耦合器的原理是什么？光电耦合器的原理是什么？光电隔离时，光电耦合光电隔离时，光电耦合 器的两侧能否使用同一电源，为什么？器的