【正文】 17. 根據(jù)工控機(jī)系統(tǒng)的現(xiàn)狀和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) ， 探討工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 。 第七章 工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī) 11. STD、 PC／ 104和 Compact PCI總線各有什么特點(diǎn) ? 12. RS232C、 RS422和 RS485各有什么特點(diǎn) ? 13. 典型的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)是由哪幾部分組成的 ? 工控機(jī)系統(tǒng)有哪些設(shè)備類型 ? 14. 簡(jiǎn)述工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成 。 第七章 工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī) 習(xí) 題 1. 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)有哪些特點(diǎn) ? 基本要求有哪些 ? 2. 接口與總線有何異同之處 ? 接口與總線有哪些分類 ? 3. 接口的數(shù)據(jù)傳輸方式有哪些 ? 各有什么特點(diǎn) ? 4. 接口電路有哪些基本功能 ? 5. 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)采用的總線類型有哪些 ? 各總線有何特點(diǎn) ? 6. STD總線有何技術(shù)特點(diǎn) ? 第七章 工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī) 7. STD總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主要使用哪些型號(hào)的 CPU? 不同的 CPU模板能否兼容 ? 8. 利用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組成應(yīng)用系統(tǒng)時(shí) ， 一般應(yīng)遵循哪些步驟 ? 9. PC總線的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)一般采用哪些型號(hào)的 CPU? 它和個(gè)人計(jì)算機(jī)在哪些方面不同 ? 能否用 IBM PC個(gè)人計(jì)算機(jī)代替工業(yè)控制計(jì)算機(jī) ? 10. 某容器通過電動(dòng)調(diào)節(jié)閥供水 ， 畫出利用 IPC組成的容器水位微機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖 。 以太網(wǎng)已經(jīng)成為各種級(jí)別工業(yè)電腦網(wǎng)絡(luò)的必然選擇 ， 它可以使傳感器到控制室的集成變得非常容易完成 。 研華公司的 ADAM4000系列中的通信模塊系列產(chǎn)品見表71。 使用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集模塊 ， 可將模塊安裝在現(xiàn)場(chǎng) ， 把現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后再進(jìn)行通信 ， 其輸出可以成組地連接在通信網(wǎng)絡(luò)上 ， 大大減少了現(xiàn)場(chǎng)接線成本 。 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的采集可通過通信來完成 。 功耗： W(電壓輸出 )； W(電流輸出 )。 共模抑制： 100 dB(50／ 60 Hz)。 隔離電壓 (三端 )： 1000 V 第七章 工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī) 5 V， 177。 輸入阻抗： 250 Ω 20 mA。 第七章 工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī) 5 V， 177。 V， 177。 50 mV， 177。 電壓輸入：雙極性輸入： 177。 其結(jié)構(gòu)如圖 716所示 。 該模塊可以方便地安裝到 DIN導(dǎo)軌上 ， 信號(hào)線采用的是兩根輸入輸出電纜 ， 接線方便可靠 ， 可以通過螺絲端子連接 ， 非常適合在惡劣的工業(yè)環(huán)境中使用 。 輸入的熱電偶信號(hào)經(jīng)過內(nèi)置的熱電偶線性化及冷端補(bǔ)償電路進(jìn)行處理 ， 使得溫度測(cè)量更為精確 ， 并能準(zhǔn)確地將這些溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓或電流輸出 。 第七章 工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī) ADAM3000模塊的輸入輸出范圍可以由內(nèi)部的開關(guān)設(shè)定 。 ADAM3000模塊使用了光電耦合隔離技術(shù) ， 提供三路 (輸入／輸出／電源 )1000 V直流隔離保護(hù) 。 第七章 工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī) 研華公司生產(chǎn)的 ADAM3000系列模塊是目前市場(chǎng)上較經(jīng)濟(jì) 、 可現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行配置的隔離信號(hào)調(diào)理模塊 。 它可以實(shí)現(xiàn)將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)變成適合計(jì)算機(jī)要求的信號(hào) ， 如將電流信號(hào)轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào) ， 對(duì)輸入輸出信號(hào)進(jìn)行隔離 、 驅(qū)動(dòng)等 。 PCI1750主要應(yīng)用在工業(yè)開關(guān)控制 、 觸點(diǎn)閉合監(jiān)控 、 開關(guān)狀態(tài)檢測(cè) 、 BCD接口 、 數(shù)字量 I／ O控制 、 工業(yè)和實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化等方面 。 第七章 工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī) PCI1750的特點(diǎn)如下： 16路隔離 DI和 16路隔離 DO通道； 所有隔離通道均可以承受 2500 V高電壓； 隔離輸出通道可以承受 200 mA通道的匯電流； 支持干接點(diǎn)輸入或 5~50 V直流隔離輸入。 第七章 工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī) 圖 715 PCI1750結(jié)構(gòu)圖 第七章 工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī) PCI1750的每個(gè) I／ O通道對(duì)應(yīng) PC I／ O端口的每一位 ， 使得編程非常方便 。 它能提供 16個(gè)數(shù)字量輸入通道 ， 16個(gè)隔離數(shù)字量輸出通道及一個(gè)帶輸入信號(hào)的隔離計(jì)數(shù)器／定時(shí)器 。 下面僅介紹具有輸入輸出功能的板卡 。 為了方便用戶 ， 工控機(jī)廠商生產(chǎn)了多種規(guī)格和信號(hào)的數(shù)字量輸入輸出板卡 ， 既有輸入輸出功能在一塊板卡上 ， 也有輸入輸出功能分別做成單獨(dú)的板卡 。 開關(guān)量信號(hào)的電氣接口形式較多 ， 如繼電器觸點(diǎn)信號(hào)和開關(guān)信號(hào) 、 TTL電平或非 TTL電平等 。 PCI1720主要應(yīng)用在過程控制、 可編程電壓源、 可編程電流環(huán)、 伺服控制等方面。 該板卡還使用了 PCI控制器來完成卡與 PCI總線的接口 ， 使其具有即插即用功能 。 5 V、 177。 它能夠在輸出和 PCI總線之間提供 2500 V直流隔離保護(hù) ， 非常適合需要有高電壓保護(hù)的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng) 。 PCI1713主要應(yīng)用在信號(hào)隔離 、 工業(yè)過程監(jiān)測(cè)和控制 、 變送器／傳感器接口 、 多路直流電壓測(cè)量等方面 。 軟件觸發(fā)允許用戶在需要的時(shí)候可以獲得一個(gè)采樣值； 內(nèi)部定時(shí)器觸發(fā)用于連續(xù) 、 高速的數(shù)據(jù)采集；外部觸發(fā)允許與外部設(shè)備進(jìn)行同步采樣 。 卡上具有高速數(shù)據(jù)采集功能 。 卡上的 SRAM存儲(chǔ)了每個(gè)通道不同的增益值及配置 。 第七章 工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī) 圖 713 PCI1713結(jié)構(gòu)圖 第七章 工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī) PCI1713有一個(gè)自動(dòng)通道／增益掃描電路 。 第七章 工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī) 2) 模擬量輸入輸出板卡 (1) PCI1713(32路隔離模擬量輸入卡 )： PCI1713是一款 PCI總線的隔離高速模擬量輸入卡 ,如圖 713所示 。 這樣能使信號(hào)間的交叉干擾降到最小 。 可以為 A／ D變換提供觸發(fā)脈沖和用作脈沖觸發(fā)的定時(shí)器 。 該特性提供了連續(xù)高速的數(shù)據(jù)傳輸及Windows下更可靠的性能 。 卡上還有一個(gè) 4 KB的 FIFO(先進(jìn)先出 )存儲(chǔ)器 ， 能存儲(chǔ) 4 KB的 A／ D采樣值 。 卡上有一個(gè)自動(dòng)通道增益掃描電路 ， 該電路能代替軟件控制采樣期間多路開關(guān)的切換 。 第七章 工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī) 圖 712 PCI1710／ 1710HG結(jié)構(gòu)圖 第七章 工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī) PCI1710／ 1710HG是一款研華科技公司生產(chǎn)的基于 PCI總線的多功能數(shù)據(jù)采集卡 , 如圖 712所示 。 第七章 工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī) 1) 數(shù)據(jù)采集控制一般完成以下一個(gè)或多個(gè)功能： 模擬量輸入 、 模擬量輸出 、 數(shù)字量輸入 、 數(shù)字量輸出及計(jì)數(shù)定時(shí)功能 。 它們的 PC總線接口部分是相同的 。 模擬量板卡功能實(shí)現(xiàn)部分主要包括信號(hào)的采樣 、 隔離 、 放大 、 A／ D和 D／ A電路及接口控制邏輯 。 對(duì)數(shù)字量信號(hào)的處理方法與開關(guān)量類似 ， 其區(qū)別是數(shù)字量是多位二進(jìn)制而開關(guān)量是一位二進(jìn)制 。 輸出的開關(guān)信號(hào)則需要根據(jù)控制對(duì)象加隔離電路 、 驅(qū)動(dòng)電路等 。 開關(guān)信號(hào)通常有繼電器觸點(diǎn)信號(hào) 、 TTL電平等 。 第七章 工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī) 2) 開關(guān)量信號(hào) 開關(guān)量是指具有兩個(gè)狀態(tài)的量 ， 每個(gè)開關(guān)量可以用一位二進(jìn)制數(shù)表示 (“1”或 “ 0”)。 第七章 工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī) 1) 模擬量信號(hào) 模擬量是指在時(shí)間和數(shù)值上連續(xù)的量 。 第七章 工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī) 工業(yè)控制計(jì)算機(jī) I／ O接口信號(hào)板卡 I／ O接口是計(jì)算機(jī)與外界交換信息的橋梁 ， 通過 I／ O接口 ， 完成外部信息輸入計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)控制功能 。 它有兩種數(shù)據(jù)寬度： 32位和 64位 ， 總線頻率最高可達(dá) 66 MHz， 數(shù)據(jù)處理能力 32位時(shí)是 264 MB／ s， 64位時(shí)