计算机控制系统过程通道设计方法

第2章 计算机控制系统过程通道设计方法 数字量过程通道的设计方法 2.2 模拟量输入通道设计方法 2.3 模拟量输出通道设计方法 2.4 小 结

2.1

2.1 数字量过程通道的设计方法

过程输入输出通道由模拟量输入输出通道和数 字量输入输出通道组成。 过程输入输出通道在微型计算机和工业生产过 程之间起着信号传递与变换的纽带作用。

2.1.1数字量输入通道设计方法

注意两个问题，一是输入电平形式，二是使通道抗噪声。 由于数字量输入电平一般与计算机的接口电平不同，需要

进行电平变换。

电平变换和噪声抑制过程叫做信号调理

开关量输入通道结构框图

中断请求信号 信号调理

开关信号及逻辑电平

CPU

并 行 接 口

数字脉冲信号 输入调理

5V

10ＫΩ×4 系统 设置 开关

译码电路 定时器/ 计数器

S0 S1 S2 S3

I/O接口逻辑

数字量输入通道框图

可用如下指令来完成取数

MOV

IN

DX，PROT

AL，DX

三态门缓冲器74LS244 可用来隔离输入和输出线 路，在两者之间起缓冲作 用。

数字量输入通道结构

1. 外部的开关信号及逻辑电平信号调理电路 (1)直接分压

R1

输 入

R2

输 出

(2)光电耦合技术

实现了电气隔离外，还可以使电压不同的子系 统信号之间相互兼容，另外可防止电气噪声或其他 尖峰电压从接口电路传到另一个电路。

(3)直流接点信号输入电路

+VCC R4

S

R1 D1

R3

+ -

C

R2

Z1

光耦

到 输 入 缓 冲 器

(4) 交流接点信号输入电路

2. 数字脉冲信号输入调理电路

+12V R1 R3 R2 C Z 去 计 数 器 光 耦 +VCC

3. 系统设置开关

采用积分电路

采用R-S触发器

2.1.2 数字量输出通道设计方法

可用以下指令完成数据输 出控制。 MOV AL，DATA MOV DX，PROT OUT DX，AL

数字量输出接口

锁存 输出 CPU 控制 逻辑

隔 离

功 放

执行 机构

数字量输出通道结构

1. 小功率开关输出电路

+VCC R1 R2 +V O OC门 VI 光耦

2. 中功率晶体管驱动电路

VCC

D J (+24V)

开关量输入 R 50mA～100mA 7406

3. 继电器输出接口电路

+V CC

D 开 关 量 输 入

J 继电器

～220V

光耦

R

4. 固态继电器输出接口电路

5. 晶闸管

400

RL

+5V

180

T2 SCR MOC 3041 7406 G T1

47

~220V

0.01 F

2.2 模拟量输入通道设计方法

2.2.1

模拟量输入通道的组成

模拟量输入通道，也称为AI通道。

过 程 参 数

传 感 变 送 器

信 号 调 理

多 路 模 拟 开 关

信 号 放 大 器

采 样 保 持 器

A/D 转 换 器

接 口 逻 辑 电 路

PC 总 线

2.2.2 多路开关、仪用放大器、I/V变换及 采样保持器

在设计离散系统时，香农采样定理是必须严

格遵守的一条准则，它指明了从采样信号中 不失真地复现原来连续信号的

最低采样频率。 1. 信号调理电路 D +5V (1) 无源I/V变换 R

1

I C R2

V

(2) 有源I/V变换

R2 I R1 C R3

+ A R4

R5 V

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/soq4.html