2.1 在计算机控制系统中,为了获取系统的运行状态或设定信息,经常需要进行开关量信号的输入。
2.2 把从控制对象检测到的模拟信号,转换成二进制数字信号,经接口送入计算机。
2.3 在计算机控制系统中,经常需要控制执行机构的开/关或启/停,某些控制算法也需要控制执行机构在一定时间T内全负荷工作一段时间t(0≤t≤T),这些控制可通过计算机开关量输出通道来实现。
2.4 把计算机输出的数字量转换成模拟量。
2.5 光电耦合器的作用:从工业现场获取的开关量或数字量的信号电平往往高于计算机系统的逻辑电平,即使输入开关量电压本身不高,也有可能从现场引入意外的高压信号,因此必须采取电隔离措施,以保障计算机系统的安全。常用的隔离措施是采用光电耦合器件实现的。
光电耦合器的用法:下图为原理图。当输入侧(即发光二极管)流过一定的电流时,发光二极管开始发光,它触发光敏三极管使其导通;当撤去该电流时,发光二极管熄灭、三极管截止。这样,就实现了以光路来传递信号,保证了两侧电路没有电气联系,从而达到了隔离的目的。
2.5 光电耦合器的注意事项:
① 输入侧导通电流
要使光电隔离器件导通,必须在其输入侧提供足够大的导通电流,以使发光二极管发光。不同的光电隔离器件的导通电流也不同,典型的导通电流10。 ② 频率特性
受发光二极管和光敏元件响应时间的影响,光电隔离器件只能通过一定频率以下的脉冲信号。因此,在传送高频信号时,应该考虑光电隔离器件的频率特性,选择通过频率较高的光电隔离器。
③ 输出端工作电流
光电隔离器输出端的灌电流不能超过额定值,否则就会使元件发生损坏。一般输出端额定电流在量级,不能直接驱动大功率外部设备,因此通常从光电隔离器至外设之间还需设置驱动电路。 ④ 输出端暗电流
这是指光电隔离器处于截止状态时,流经输出端元件的电流,此值越小越好。在设计接口电路时,应考虑由于输出端暗电流而可能引起的误触发,并予以处理。 ⑤ 隔离电压
它是光电隔离器的一个重要参数,表示了其电压隔离的能力。 ⑥ 电源隔离
光电隔离器件两侧的供电电源必须完全隔离。无论是输入隔离还是输出隔离,只要采取光电隔离措施,就必须保证被隔离部分
之间电气完全隔离,否则就起不到隔离作用了。
2.9 完成采样操作的装置称为采样开关。
根据采样过程的特点,可以将采样分为以下几种类型。 (1) 周期采样 (2) 同步采样 (3) 非同步采样 (4) 多速采样 (5) 随机采样
10. 为提高计算机控制系统的可靠性,通常采取的措施有哪些? (1) 提高元器件和设备的可靠性。
(2) 采取抗干扰措施,提高系统对环境的适应能力。 (3) 采用可靠性设计技术。 (4) 采用故障诊断技术。
10.1 说明计算机控制系统中干扰的来源。
①从系统电源和电源引线(包括地线)引入的干扰 ②从系统的信号输入/输出传输通道引入的干扰 ③空间电磁干扰 ④ 静电噪声
⑤其它环境因素的影响
10.2 列举三种电源抗扰措施。 ① 远离干扰源