机电一体化系统设计(5).ppt

1、产业控制电脑和介面第一节产业控制电脑、微电脑配置、CPU、MC和MCS之间的关系、微电脑系统(MCS)、完整的流程输入/输出功能、实时控制功能、稳定性、环境适应性和抗干扰功能、丰富的软件3、工业控制计算机分类和功能1。可编程控制器2。基于巴士的产业控制电脑3可靠性强，适合工业环境。编程简单，使用方便。功能完美。体积小重量轻，容易装入机器内部。提高巴士型工业电脑、巴士型工业计算机的特性，提高设计效率，缩短设计和制造周期，提高系统可靠性。易于调试和维护。适应技术发展的需要，可以迅速提高系统的性能。单板电脑、单筹码微电脑、单筹码微电脑系统配置、单筹码微电脑功能、集成程度有限，筹码内的内存容量较小。可

2、靠性高。可轻松扩展。控制能力强。普通单个筹码中没有监控程序或系统通用的管理程序。控制系统比较，第二节电脑控制介面技术，机电一体化系统具有电脑控制界面和人机界面。通过电子与机械系统联系，进行曹征、匹配、缓冲。人机界面用于操作员监控机电一体化系统。在电脑控制接口中，根据信息和能量的传递方向，可分为信息收集接口和控制输出接口。控制计算机通过信息收集接口检测机器系统运行参数，处理操作后发送控制信号，控制输出接口的匹配、转换、功率放大，驱动执行组件，调整机器系统的运行状态。根据需要，运动人机界面包括输出界面和输入界面，通过输出界面，操作员监控系统的运行状态和各种参数。通过输入界面，操作者可以在系统中输入

3、各种命令和控制参数来控制系统操作。1，在信息收集介面模拟信息收集通道中使用传感器将信号源中检测到的非电量转换为电源，执行信号处理(放大、滤波、线性赔偿等)，通过采样托架放大模拟信号值，保存一段时间(与模拟信号内存相同)，然后发送A/。图5-2数据收集通道的典型组件，图5-3多个收集通道的结构，(1)多通道A/D通道对于从每个信号源中检测到的每个信号都有单独的收集通道。也就是说，每个通道都有其自己的采样固定器和A/D转换器，牙齿结构使用更多的采样固定器、A/D转换器。但是，由于牙齿通道结构的A/D转换速度高，并且可以控制每个通道的采样固定器或A/D转换器，从而实现每个通道的同步采样或同步转换功能

4、，因此经常用于需要高速数据收集、同步转换的电脑控制系统。(2)多个同时采样、时分转换信道多信道信号源的数据通过该采样托架后，通过模拟多路复用器控制共享A/D转换器。牙齿结构使用模拟多路复用器进行多重选择。将多通道信号切换到公用A/D转换器，以节省硬件，但进行转换。因此，牙齿结构常用于需要同时收集和分时转换的控制系统，例如在转换速度、精度要求不高的情况下，多点巡回检测系统。(3)多信号源多路传输采样保持器和A/D转换器从多个信号源获取的数据，然后依次切换到具有示例保持器和A/D转换器的信道。牙齿结构与采样保持器集共享A/D转换器，从而降低硬件成本，但由于转换速度更慢，因此经常用于具有分时采样、分

5、时转换的电脑控制系统。除了这些数据收集通道的结构形式外，还有没有采样固定器的最简单的收集通道和单路收集通道。8位A/D转换器ADC0808/0809配置和转换原理，其次，模拟输出接口位于机电一体化产品中。许多控制对象应使用模拟量作为控制信号，例如交流电动机频率控制、直流电动机调节器、滑动电动机调节器等。电脑系统是数字系统，不能输出模拟量。这是因为电脑控制是分时的，每个输出电路只能在一定时间内获得输出信号，即执行部件可以在时间上获得离散模拟信号，但实际执行部件需要连续模拟信号，因此执行部件必须具有输出托架，以便在两个输出信号之间的时间内获得输出信号。图5-13 D/A转换通道的几种茄子结构形式，

6、D/A转换通道具有两种茄子结构形式，具体取决于输出托架和D/A转换器的位置关系。一种是数字维护方法，因为每个路径输出都有D/A转换器，每个路径的输出数据由D/A转换器的数据寄存器维护，保留的信息是数字量。牙齿结构的通道转换快速可靠，可以满足同时执行D/A转换输出的所有方法的要求，即使其中一个D/A转换失败，其他几个茄子方法也可以继续正常运行。但是，由于牙齿结构D/A转换器数量多、成本高，因此通常在同一时间需要进行D/A转换的情况下使用。图B是在CPU控制下D/A转换器分时操作的多通道孔刘D/A转换器。D/A转换器转换为模拟电压或电流，通过多开关开关传输到每个模拟输出固定器，并保持模拟杨怡，因此

7、是模拟保持方法。仅使用一个D/A转换器可以节省硬件设备，但是在微电脑控制下进行分时操作，会影响通道速度，并且速度要求不高的情况下经常使用。3，开关电源介面1光电隔离技术开关数量控制中最常用的部件是光电隔离器，光隔离器将发光元件和照明元件封装在一起，在发光二极管中净电流通过时产生人眼看不到的红外射线，其频谱范围为7001000nm，在照明元件被照亮后立即通过。(圣雄甘地、照明、照明、照明、照明、照明、照明、照明、照明、照明)当牙齿电流退去时，发光二极管熄灭，被光源元素立即切断。利用牙齿特性，可以达到交换机控制的目的。牙齿设备主要通过光电耦合器“传记-光-传记”转换来控制输出设备。2晶闸管介面晶闸

8、管是一种高功率传记组件，也称为硅控制。具有小大小、高效率、长寿命等优点，在电脑自动控制系统中，可作为低功耗控制大功率设备的大功率驱动程序。(1)单向晶闸管介面单向晶闸管(也称为SCR整流器)的最大特点是截止和传导两种稳定状态(开关)和单向导电整流作用。(2)双向晶闸管驱动介面双向晶闸管在结构上可以看作是两种单向晶闸管反向并行配置，牙齿结构的应用节目特性不同于单向晶闸管。第一，触发后交流双向引导。其次，添加到栅极的触发信号可以传递双向晶闸管，无论其为正还是负。双向晶闸管通常用作零交叉开关，用于交流电路的功率控制。3继电器输出介面继电器，由于改变金属触点的位置，关闭或分离触点和触点，接触电阻小，电

9、流流，耐压强，动作可靠性低于晶闸管。继电器有两种茄子操作类型，电压线圈和电流线圈，它们本质上是相同的，都是由电的作用产生一定的磁力。电压继电器的传记参数包括线圈的电阻、电感或匝数、吸收电压、发射电压和最大允许工作电压。电流继电器的传记参数包括线圈匝数、吸气电流和最大允许工作电流。继电器的电源供应系统分为直流电磁系统和交流电磁系统，工作电压也很高，因此控制电脑输出的开关信号必须通过驱动电路转换，输出功率才能适应线圈的要求。继电器动作时，电源供应装置有轻微干扰，为了提高控制电脑系统的可靠性，经常在驱动电路和控制电脑之间使用光耦合器隔离。4固态继电器接口在继电器控制中由于电磁吸收，开关瞬时触点容易产

10、生火花，引起干扰。交流高压等情况下，触点容易氧化，影响系统的可靠性。随着微电脑控制技术的发展，近年来开发了一种新型的输出控制单元固态继电器。固态继电器被称为SSR(固态继电器)。使用晶体管或晶闸管代替现有继电器的触点开关，在前一级与光电隔离器集成。因此，固态继电器实际上是具有光电隔离器的非接触开关。根据结构的不同，固态继电器分为直流型固态继电器和交流型固态继电器两种。固态继电器输入控制电流小，输出无触点，因此与电磁继电器相比，其优点包括大小小、重量轻、无机械噪声、无抖动和跳跃、开关速度、工作可靠性等。广泛应用于微电脑控制系统，很有可能取代电磁继电器。DC型SSR控制步进电动机，5大功率场效应开

11、关接口除了上述在开关输出控制中描述的固态继电器外，还可以将大功率场效应电晶体开关用作开关输出控制元件。场效应管输入阻抗高，关机泄漏电流小，响应速度快，与电力继电器相比体积小，价格便宜，因此在电脑开关输出控制中经常用作开关组件。g是控制浇口，d是泄漏极，s是源极。g在高平日，通过源极和漏极使电流通过。否则，fet将关闭。三节可节目控制器，可节目控制器是为机器系统提供控制和操作的电子设备。可编程内存用作内部命令内存设备，提供逻辑、排序、计时、计数和算术运算等功能，并通过数字或模拟输入/输出模块控制各种形式的机器和进程。缩写为PC的节目控制器(Programmable Controller)。PC的

12、初始设计只是基本逻辑的顺序控制，因此称为可节目逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，缩写为PLC。随着现代科学技术的快速发展，可编程节目控制器不仅是逻辑顺序控制，而且还能适应各种数字信号、模拟信号、逻辑运算符、函数计算、浮点计算等。高级PC可以生成模拟输出，甚至包括PID进程控制器角色。1，PLC配置和工作原理6-1是PC和输入/输出设备连接结构图。输入信号由各种开关设备(例如按钮开关、限位开关、继电器触点、光学传感器等)生成，通过接口进入PC。然后通过PC处理生成控制信号，通过输出接口发送到线圈、继电器、电动机、指示灯输出设备。PC使用定义和设计系统输入、

13、连续和反复检测、解决当前控制逻辑以及修改系统输出的扫描操作机制。在PC的典型扫描机制中，I/O服务位于扫描周期的结束，是扫描计时的一部分。牙齿常规扫描称为同步扫描。扫描周期一周所需的时间是扫描时间。根据PC，扫描时间的一半为10100毫秒。PLC扫描作业进程、输入采样、刷新输出、运行节目、输入采样阶段：扫描所有失败者端点，并将每个输入状态存储在相应的输入图像寄存器中。，节目执行阶段：根据PLC阶梯节目扫瞄原则，PLC通常从左到右、从上到下执行程式。刷新输出阶段：在所有命令执行完毕后，将组件图像寄存器的所有输出中继状态(断开连接)从刷新输出阶段导出到输出锁定装置。通过输出终端和外部电源供应设备，

14、PLC和通用微处理器的区别，扫描操作机制是PLC和通用微处理器的基本区别。理论上，微型计算机可以编程以形成PLC的大部分功能，但是一般用途的微型计算机不是专门为产业环境设计的。微型计算机在连接到外部世界时需要专用的介面电路板，PIC具有多种IO模块，可以直接使用，输入和输出线可达数百条。PLC具有多种诊断功能，模块化结构，易于维修。PLC可以使用阶梯编程，编程语言直观、简单、易于掌握。许多PLC可以接收模拟信号并执行简单的算术运算，但是如果数学运算复杂，PLC就不能与通用微型计算机竞争。PLC制造商和代表产品，日本入席(OMRON，Omron)公司C系列日本三菱公司F，FX，A系列德国西门子(

15、SIEMENS)公司S5，S7，TI系列法国TE公司TSX7系列美国通用电气公司简称GE，SR系列它具有丰富的扩展模块和特殊的功能模块，使PLC能够在父电脑之间实现完整的网络通信，并具有网络控制功能。PLC内部主要组件，中央进程单元(CPU)系统节目内存用户内存输入输出组件(I/0模块)程序员外部设备电源，继电器号，输入继电器X输出继电器Y辅助继电器M计时器T柜台C状态继电器S数据寄存器D，2，PLC 23)合理选择PLC类型和规模。4)建立输入、输出接点的现场号码与PLC内部位址号码的比较表。5)绘制PLC控制阶梯图以及进程、输入和输出编号比较表。6)根据梯形图编写用户控制程序。7)使用程序

16、员将用户控制程序发送到PLC。8)调试系统模拟，检查和修改节目语法，控制逻辑，控制参数9)执行PLC控制系统硬件的安装连接，设计PLC外围电路，将外围控制单元与PLC输入输出连接起来。10)在线调试整个系统。正式投入使用。2PLC的选择对确保整个系统的技术经济性能指标具有重要作用。PLC的选择主要包括PLC容量估计、PLC功能选择和I/o模块选择。(1)PLC的容量估计PLC的容量估计包括两个茄子内容：用户节目内存和数据存储的容量和输入/输出点。1)估计输入、输出点数估计PLC输入输出点数和类型需要考虑估计I/o点数和电压值问题。交换机输出点和输出功率。模拟的I/O数。现场PLC的最远距离。表5-5中常用的I/O类型，2)预计存储小型PLC的用户存储容量是固定的，应用程序系统所需的存储容量与I/O点数密切相关，一般相当于I/O点数的1015倍左右，根据经验，有以下关系：交换机输入1020字节/点交换机输出510存储容量与控制系统的