计算机控制系统的工作方式
- 在线方式
- 在计算机控制系统中，生产过程和计算机直接相连，并受计算机控制的方式称为在线方式或联机方式。
- 离线方式
- 生产过程不和计算机相连，且不受计算机控制，而是靠人进行联系并作相应操作的方式称为离线方式或脱机方式。
数字量输入输出通道
三态门缓冲器74LS244
- 三态门缓冲器74LS244用来隔离输入和输出线路，起缓冲作用。
固态继电器用法
- 过零检测——去谐波
- SCR——双向交流开关
模拟量输入通道组成
变送器
- 将传感器输出的非标准的电信号，转换为统一的标准信号（4~ 20mA(DDZ-Ⅲ)，0~10mA(DDZ-Ⅱ)）的变换电路。
有源I/V变换
输出电压：$ V=\frac {R_2 R_f} {R_3}I $
调整$R_f$实现：0~10mA——0 ~5V、4 ~20mA——1 ~5V
量化
- 量化单位
- 字长为n的A/D转换器把$y_{min}\sim y_{max}$范围内变化的采样信号，变换为数字$0\sim 2_{n-1}$，其最低有效位（LSB）所对应的模拟量q称为量化单位。
- $ q=\frac {y_{max}- y_{min}} {2^n-1} $
- 量化方法
- 只舍不入法：量化误差$e_{max}=-q$
- 有舍有入法：小于$\frac {1}{2q}$ 舍去，大于$\frac {1}{2q}$ 进入。量化误差$e_{max}=\pm \frac {1}{2q}$
采样保持器-孔径时间
- 对一定的转换时间$t_{A/D}$，转换误差的百分数与信号频率成正比。
- 误差百分数为：$ \sigma =\frac {\Delta U\times 100} {U_m}=2\pi ft_{A/D}\times 100 $
- 零阶保持器：$\frac{1-e^{-\tau s}}{s}$
8255A与总线连接
- 常用：8255A的A口和B口都工作于方式0，A口、B口和C口的上半部分为输入方式，而C口的下半部分为输出方式。
模拟量输出通道
DAC0832
引脚图
- $Iout1$和$Iout2$外接放大器
- $Iout1+Iout2=$常数,当DAC寄存器全为1时， $Iout1$输出电流最大；全为0时， $Iout2$输出电流最大。
内部结构
- $\overline{LE}=1$ 和 $\overline{LE}=0$ 需要注意
工作原理
在ILE、$\overline{CS}=0$有效时，$\overline{WR_{1}}=0$将输入数字锁入8位输入寄存器。
在$\overline{XFER}=0$有效时， $\overline{WR_{2}}=0$将输入寄存器中的数据传送到DAC寄存器；经过1微秒建立时间后，输出电流达到稳定。
输出的是与输入数字成比例的电流，需要外接运算放大器，才能得到模拟电压输出。
三种工作方式
直通方式
- 适用于连续反馈控制线路中。
非同步(单缓冲)方式
- 适用于只有一路模拟量输出或几路模拟量非同步输出。
双缓冲方式
- 两级缓冲方式还能够在多个转换器分时进行D/A转换时，同时输出模拟电压，达到同步输出的目的。(同步转换！)
- 这种方式多用于2路以上模拟输出，其中每一路都有独立的D/A转换装置，并且要求同步输出转换结果的电路。
D/A转换器的单极性与双极性输出
电路图
$V_{out1}$为单极性输出
- $ V_{OUT1}=-V_{REF}\times \frac D {2^n} $
$V_{out2}$为双极性输出
- $ {V}{OUT2}=-(\frac {R_3} {R_2}V{REF}+\frac {R_3} {R_2}V_{OUT1})=V_{REF}(\frac {D} {2^{n-1}}-1) $
ZF2B20
- 学会设计与应用。
抗硬件干扰技术(简答、判断)
双绞线
- 截距越短，抑制效果越好。
共模干扰电压
共模干扰示意图
- 现场被测信号的参考接地点与计算机系统输入或输出通道的参考接地点之间存在一个电位差Ucm ，它是加在放大器输入端上共有的干扰电压，故称共模干扰电压。
被测信号输入方式
单端对地输入
双端不对地输入
共模干扰的抑制方法
- 变压器隔离
- 共模电压由于变压器的隔离无法形成回路而得到有效的抑制。
- 光电隔离
- 光电隔离前后要分别采取两组独立电源。
- 浮地屏蔽
- 利用屏蔽层使输入信号的“模拟地”浮空，使共模输入阻抗大为提高，共模电压在输入回路中引起的共模电流大为减少，从而抑制了共模干扰的来源，使共模干扰降至很低。
长线效应
- 高速度变化的信号在长线中传输时会出现波反射现象，反射信号与有用信号叠加在一起，使有用信号波形变坏，即所谓“长线效应”。
电源干扰类型
- 电源线中的高频干扰
- 感性负载产生的瞬变噪声
- 电网电压的短时下降干扰
- 晶闸管通断时所产生的干扰
- 拉闸过程形成的高频干扰
电源异常的保护措施
- 可采用不间断电源UPS ——最常用。
接地技术
- 接地技术往往是抑制噪声的重要手段。
- 各种地线分别设置，且各自形成回路。一般采用分别回流法单点接地——防止相互干扰。