【正文】 若輸入信號(hào)為 1V， 問(wèn)轉(zhuǎn)換后的輸出數(shù)據(jù)值是多少 。 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 107 四 、 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例 有一搬運(yùn)工件的機(jī)械手 ， 其操作是將工件從左工作臺(tái)搬到工作臺(tái) 。 11)正式投入使用。 7)用編程器將用戶控制程序送人 PLC。 3)合理選擇 PLC類(lèi)型及規(guī)模。 它與 PLC上的專(zhuān)用接口相連 ， 主要完成：向 PLC輸入用戶控制程序；在線監(jiān)視 PLC的運(yùn)行；控制 PLC運(yùn)行 、 暫停和復(fù)位；將 PLCRAM中的用戶程序固化寫(xiě)入 E2PROM或轉(zhuǎn)存到磁盤(pán)或存儲(chǔ)盒上等功能 。由于場(chǎng)效應(yīng)管輸入阻抗高，關(guān)斷漏電流小，響應(yīng)速度快，而且與同功率繼電器相比，體積較小，價(jià)格便宜，所以在計(jì)算機(jī)開(kāi)關(guān)量輸出控制中也常作為開(kāi)關(guān)元件使用。 由于固態(tài)繼電器輸入控制電流小，輸出無(wú)觸點(diǎn)，所以與電磁式繼電器相比，具有體積小，重量輕，無(wú)機(jī)械噪聲，無(wú)抖動(dòng)和回跳，開(kāi)關(guān)速度快，工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。 不同的繼電器，其線圈驅(qū)動(dòng)電流的大小，以及帶動(dòng)負(fù)載的能力不同，選用時(shí)應(yīng)該考慮下列因素： 1）繼電器額定工作電壓（或電流） 2）接點(diǎn)負(fù)荷 3）接點(diǎn)的數(shù)量或種類(lèi)（常閉或常開(kāi)） 4）繼電器的體積，封裝形式，工作環(huán)境，接點(diǎn)吸合或釋放時(shí)間等。第一，它在觸發(fā)后是交流雙向?qū)ǎ坏诙?，在門(mén)極中所加的觸發(fā)信號(hào)不論是正還是負(fù)都可以使雙向晶閘管導(dǎo)通。它具有體積小 .效率高 .壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)中，可作為大功率驅(qū)動(dòng)器件，實(shí)現(xiàn)用小功率控件控制大功率設(shè)備。 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 73 圖 538 一種使用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)串行 D/A轉(zhuǎn)換電路 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 74 圖 539 (a） TTL電平輸出（ PC900為高速光電隔離電路）； 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 75 圖 539 (b）晶體管開(kāi)關(guān)輸出； 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 76 圖 539 (c）繼電器輸出 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 77 五 . 開(kāi)關(guān)型功率接口 圖 540所示為幾種主要的光電耦合器示意圖。 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 68 圖 546 雙極性輸出電路 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 69 三 . 隨輸入數(shù)字信號(hào)的類(lèi)型不同 ， 數(shù)字量輸入通道的結(jié)構(gòu)也不同 。 在某些微機(jī)控制系統(tǒng)中 ， 要求D/A的輸出電壓是雙極性的 ， 例如要求輸出 5～ +5V電壓 。 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 64 圖 543 DAC0832與有 8位數(shù)據(jù)總線的微機(jī)的連接圖 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 65 （ 1） 單極性輸出電路 。 其中 ， CS的口地址為320H， XFER的口地址為 321H。 為此 ，可將 ILE接高電平 ， WR1和 WR2均接 CPU的 IO/W， CS和XFER分別接兩個(gè)不同的 I/O地址譯碼信號(hào) 。 一般的做法是將 WR2和 XFER都接地 ， 使 DAC寄存器處于直通方式 ， 另外把 ILE接高電平 ，CS接端口地址譯碼信號(hào) ， WR1 接 CPU系統(tǒng)總線的 IO/W，這樣便可以通過(guò)一條 OUT指令選中該端口 ， 使 CS和WR1有效 ， 啟動(dòng) D/A轉(zhuǎn)換 。 當(dāng) ILE接高電平 ， CS、 WR WR2和XFER都接數(shù)字地時(shí) ， DAC處于直通方式 ， 8位數(shù)字量一旦到達(dá) DI7～ DI0輸入端 ， 就立即加到 8位 D/A轉(zhuǎn)換器上被轉(zhuǎn)換成模擬量 。 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 60 UCC——芯片供電電壓 ， 范圍為 +5~+15V， 最佳工作狀態(tài)是 +15V。 IOUT2 ——模擬電流輸出端 ， IOUT2為一個(gè)常數(shù)與 IOUT1的差 ， 即 IOUT1 +IOUT2=常數(shù) 。 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 58 WR2——寫(xiě)信號(hào) 2， 它將鎖存在輸入寄存器中的數(shù)據(jù)送到 8位 DAC寄存器中進(jìn)行鎖存 ， 此時(shí) ， 傳送控制信號(hào) XFER必須有效 。 另外 ， 有了兩級(jí)鎖存器以后 ， 可以在多個(gè) D/A轉(zhuǎn)換器同時(shí)工作時(shí) ， 利用第二級(jí)鎖存器的鎖存信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)轉(zhuǎn)換器的同時(shí)輸出 。其主要參數(shù)如下：分辨率為 8位 （ 滿度量程的 1/256） ，轉(zhuǎn)換時(shí)間為 1μs， 基準(zhǔn)電壓為 +10～ 10V， 供電電源為+5～ +15V， 功耗為 20mW， 與 TTL電平兼容 。 較好的 D/A轉(zhuǎn)換器的工作溫度范圍為 40～ 85℃ ， 較差的為 0～ 70℃ 。 （ 4） 輸入編碼 。 （ 3） 輸出電平 。 所以 ， N位二進(jìn)制數(shù)最低位具有的權(quán)值就是它的分辨率 。 D/A轉(zhuǎn)換器的分辨率表示當(dāng)輸入數(shù)字量變化了 1時(shí) ， 輸出模擬量變化的大小 。 D/A轉(zhuǎn)換通道的結(jié)構(gòu)形式 （ 1） 一個(gè)通道設(shè)置一個(gè) D/A轉(zhuǎn)換器的形式 。CPU一般可以采用以下 3種方式和 A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行聯(lián)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的讀?。? （ 1） 程序查詢方式 。 另一種是 A/D芯片內(nèi)部不帶三態(tài)輸出門(mén) ， 或雖有三態(tài)輸出門(mén) ， 但它不受外部信號(hào)控制 ， 而是當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)自動(dòng)開(kāi)門(mén) ， 如 AD570就是這種芯片 。 ADC0808/0809可以從 IN0～ IN7接 8路模擬電壓輸入 ， 通常接成單端 、 單極性輸入 ， 這時(shí) UREF（ +） ＝ 5V、 UREF（ ） ＝ 0V， 也可以接成雙極性輸入 ，這時(shí) UREF （ +） 和 UREF（ ） 應(yīng)分別接 +、 極性的參考電壓 。 BIPOFF——雙極性偏置 。 單極性 0～ 20V， 雙極性177。 10VIN——模擬信號(hào)輸入 。 12/8 端接 PIN1（ VLoGIc） 時(shí) ， 數(shù)據(jù)按 12位形式輸出 。 CE＝ 1， CS＝ 0， R/C＝ 0時(shí) ， 轉(zhuǎn)換開(kāi)始 ， 啟動(dòng)負(fù)脈沖為 400ns。 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 39 CE——片允許信號(hào) ， 高電平有效 。 ULOGIC ——邏輯電源 +5V（ +~+） 。 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 34 1).AD574 AD574的原理框圖如圖 552所示。 在模擬量為單極性輸入時(shí) , UREF（ +） ＝ 5V，Ｕ REF（ ） ＝ 0V。 ADDA、 ADDB、 ADDC——通道號(hào)地址選擇端 ，C為最高位 ， A為最低位 。 如果此信號(hào)被選中 ， 則允許從 A/D轉(zhuǎn)換器的鎖存器中讀取數(shù)字量 。 EOC——轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào) 。 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 27 4. 8位 A/D轉(zhuǎn)換器 ADC0809 1） .電路組成及轉(zhuǎn)換原理 ADC0809是一種帶有 8位轉(zhuǎn)換器 、 8位多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)以及與微處理機(jī)兼容的控制邏輯的 CMOS組件 。 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 2） . 量程是指所能轉(zhuǎn)換的電壓范圍 ,如 5V、 10V等 。 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 25 3. A/D A/D轉(zhuǎn)換器的種類(lèi)很多 ， 按轉(zhuǎn)換二進(jìn)制的位數(shù)來(lái)分類(lèi) ， 包括： 8位的 ADC080 080 080 0809； 10位的 AD7570、 AD57 AD57 AD579； 12位的 AD57AD57 AD7582； 16位的 AD770 AD7705等 。 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23 圖 535 輸入與輸出通道的組成 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 2. 模擬量輸入通道一般由信號(hào)處理裝置、多路轉(zhuǎn)換器、采樣保持和 A/D轉(zhuǎn)換器等組成。 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 圖 532 模擬量輸入通道的組成方框圖 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 / 在微機(jī)控制系統(tǒng)中 ， 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的控制 ，要將對(duì)象的各種測(cè)量參數(shù) ， 按要求的方式送入微機(jī) 。 （ 3） 解決 CPU的負(fù)載能力和外圍設(shè)備端口的選擇問(wèn)題 。 （ 9） 4組 8位 I/O口 。 （ 5） 外部可分別擴(kuò)展 64KB數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器 。 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 （ 1） 8位 CPU， 工作頻率為 1~12MHz。 3）易擴(kuò)展。 （ 5）根據(jù)工業(yè)控制的特點(diǎn)，常采用實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 近幾年來(lái)許多公司推出了 PC/AT總線工業(yè)控制機(jī) ， （ 1） 機(jī)械結(jié)構(gòu)加固 ， 使微機(jī)的抗震性好 。 4 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 2. 總線型工業(yè)控制計(jì)算機(jī) 1） STD總線工業(yè)控制機(jī) 典型的 STD總線工控機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成如圖 513所示 ， 其突出特點(diǎn)是：模塊化設(shè)計(jì) ， 系統(tǒng)組成 、 修改和擴(kuò)展方便；各模塊間相對(duì)獨(dú)立 ， 使檢測(cè) 、 調(diào)試 、 故障查找簡(jiǎn)便迅速；有多種功能模板可供選用 ， 大大減少了硬件設(shè)計(jì)工作量；系統(tǒng)中可運(yùn)行多種操作系統(tǒng)及系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的支持軟件 ， 使控制軟件開(kāi)發(fā)的難度大幅降低 。 5. 體積小，重量輕，易于裝入機(jī)器內(nèi)部。 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 圖 511 PLC的邏輯控制電路 第 5章工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 主要特點(diǎn)： 1. 程序可變