电气装备计算机控制技术 - 图文

《电气装备的计算机控制技术》

实验指导书

浙江大学电气工程学院电机工程学系

二0一三年九月

第一章 计算机控制技术硬件调试环境简介

工业控制是计算机的一个重要应用领域，计算机控制正是为了适应这一领域的需要而发展起来的一门专业技术。

计算机控制系统中包括硬件和软件两大部分，硬件是由计算机、接口电路、外部设备组成，是计算机控制系统的基础，软件能够完成对其接口和外部设备的控制，完成对信息的处理，它包含有主机工作的系统软件和为完成控制而进行信息处理的应用软件的两大部

A/D D/A D/I D/O CPU 主主主主主主 主主主 图1-1 典型的计算机控制系统的硬件组成框图

分，软件是计算机控制系统的关键。图1-1为典型的计算机控制系统的硬件组成框图。

控制通道是被控对象与主机进行信息交换的通道，其根据信号方向和形式可分为： （1）模拟量输入通道（AI）：完成模拟信号的转换，使之成为计算机能够接收的标准数字信号。

（2）模拟量输出通道（AO）：大多数执行机构只能接收模拟信号，通过模拟量输出通道完成对数字量转换为模拟量。

（3）数字量输入通道（DI）：数字量输入通道把过程和被控对象的开关量或通过传感器已转换的数字量传入计算机。

（4）数字量输出通道（DO）：数字量输出通道是将数字信号输出给被控对象或外部设备。

控制计算机 主机、外设、系统总线 生产过程输入输出通道 人机联系设备、通信设备 硬件部分 计算机控制系统

现场仪表（测量传感器、执行机构等） 系统软件 软件部分 操作系统 汇编或高级语言、过程控制语言 通信网络软件、诊断程序等 应用软件 过程输入/输出程序、过程控制程序 人机接口程序、打印显示程序 各种公共子程序 历史数据库、实时数据库 图1-2 计算机控制系统的组成

上图为计算机控制系统的组成示意图。 计算机技术发展异常迅速，内容更新很快，微型计算机越来广泛的深入应用到自动控制、智能仪表、数据采集等各个领域。

1.1 PCI-1202数据采集卡功能描述

数据采集是以传感器、信号的测量与处理、微型计算机等先进技术为基础而形成的一门综合应用技术，其实用型很强。作为获取信息的工具，数据采集在国民经济的各个领域，如核电、石化、冶金、航空航天、机械制造等方面有着非常重要的地位。人们可以通过对信号的测量（数据获取）、处理、控制及管理，实现对生产过程的测、控、管自动化与一体化。

图1-3 PCI-1202数据采集卡

PCI-1202为12位PCI总线数据采集卡:16通道单端/8通道差分模拟输入，可扩展到256通道；16个数字量输入通道和16个数字量输出通道。两通道12位D/A输出通道；16位计数/定时器。该数据采集卡功能主要特点： . +5V PCI总线； . 12/16位分辨率；

. 110 KS/s的采样频率，12位A/D输入； . 单端或差分输入；

. 板载FIFO缓存，2K的数据FIFO和512字输入扫描FIFO； . A/D触发方式：软件触发，时钟触发，外触发； . 数据传输方式：查询、中断、DMA； . 2个独立的可编程数摸转换器；

. 16个数字量输入/16个数字量输出通道； . 16位计数/定时器。

图1-4 PCI-1202数据采集卡元件布置

增益控制: ( 软件可编程)

PCI-1202L: 0.5, 1, 2, 4, 8。 双极性输入信号范围：

PCI-1202L: ±10V,±5V, ±2.5V, ±1.25V, ±0.625V。

单极性输入信号范围： PCI-1202L: 0～10V, 0～5V, 0～2.5V, 0～1.25V。 12-bitADC输入电压与输出数字量的对应关系：

表1-1 模拟输入与数字输出对应关系

PCI-1202总线数据采集卡内部功能框图如下；