第四章微机控制系统选择与接口设计_PLCppt课件.ppt

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1、控制功能、控制形式和动作控制方式依产品而不同。第四章微机控制系统的选择及接口设计第一节专用与通用的抉择、硬件与软件的权衡机电一体化系统设计人员提出总的设计要求，各专业人员通力协作。需要计算机控制理论、数字电路、软件设计等方面的知识，更需要深入理解生产过程和生产工艺。机电一体化系统或产品的控制系统设计包括：选用微机、设计接口、控制形式和动作控制方式等问题。1.专用与通用选择第四章微机控制系统的选择及接口设计第一节专用与通用的抉择、硬件与软件的权衡专用控制系统适合于大批量生产的机电一体化产品。在开发新产品时，如果

2、要求具有机械与电子有机结合的紧凑结构，也只有专用控制系统才能做到。选用适当的通用IC芯片来组成控制系统，以便与执行元件和检测传感器相匹配，或重新设计制作专用集成电路，把整个控制系统集成在一块或几块芯片上。1.专用与通用选择第四章微机控制系统的选择及接口设计第一节专用与通用的抉择、硬件与软件的权衡对于多品种、中小批量生产的机电一体化产品来说，由于还在不断改进，结构还不十分稳定，特别是对现有设备进行改造时，采用通用控制系统比较合理。通用控制系统的设计，主要是合理选择主控制微机机型，设计与其执行元件和检测传感器之间

3、的接口，并在此基础上编制应用软件的问题。实质上就是通过接口设计和软件编制来使通用微机专用化的问题。2.硬件与软件的组合第四章微机控制系统的选择及接口设计第一节专用与通用的抉择、硬件与软件的权衡大多数控制功能单元既可以使用软件实现，也可以使用硬件实现，软件方式与硬件方式各有优缺点。控制系统中硬件和软件的合理组成，通常要根据经济性和可靠性的标准权衡决定。单元功能具体、稳定、无变化，采用硬件成本低，则优先采用硬件组成。否则，就采用软件实现。第四章微机控制系统的选择及接口设计第二节微机控制系统的设计思路了解被控对象的

4、控制要求，构思微机控制系统整体方案。采用开环控制还是闭环控制？采用闭环控制时，采用何种检测传感元件？检测精度要求如何。1.确定系统整体控制方案其次考虑执行元件种类，电动、气动、液动？第三，是否有特殊控制要求，高可靠性、高精度和快速性的系统采取哪些措施？第四，微机在整个控制系统中的作用，设定计算？直接控制？还是数据处理？承担哪些任务？应具备哪些功能？需要哪些I/O通道？配备哪些外围设备？画出系统组成框图，作为下一步设计的基础和依据第四章微机控制系统的选择及接口设计第二节微机控制系统的设计思路对具体微机控制系统进

5、行分析、综合或设计，首先应建立系统的数学模型，确定其控制算法。所选算法应该满足控制速度、控制精度和系统稳定性的要求。2．确定控制算法3．确定微机种类对于给定的任务，选择微机的方案不唯一，但微机应能满足具有较完善的中断系统、足够的存储容量、完善的I/O通道和实时时钟等要求。4．系统总体设计主要是对系统控制方案进行具体实施步骤的设计。5．软件设计第四章微机控制系统的选择及接口设计微机原理与接口技术、单片机等。第三节~第九节第四章微机控制系统的选择及接口设计对输入／输出硬件电路的要求是：①能够可靠地传递控制信息，并

6、能够输入有关运动机构的状态信息；②能够进行相应的信息转换，以满足微机对输入／输出信息的转换要求，如D/A、A/D转换，并行数字量转换成串行电脉冲、电平的转换与匹配，电量与非电量之间的转换，弱电与强电的转换以及功率的匹配等；③应具有较强的阻断干扰信号进入微机控制系统的能力，以提高系统的可靠性。第十节微机应用系统的输入/输出控制的可靠性设计第四章微机控制系统的选择及接口设计第十节微机应用系统的输入/输出控制的可靠性设计一、光电隔离电路设计1.光电隔离电路为防止强电干扰以及其他干扰信号通过I/O控制电路进入计算机，

7、通常的办法是首先采用滤波吸收，抑制干扰信号的产生，然后采用光电隔离的办法，使微机与强电部件不共地，阻断干扰信号的传导。第四章微机控制系统的选择及接口设计第十节微机应用系统的输入/输出控制的可靠性设计一、光电隔离电路设计1.光电隔离电路为防止强电干扰以及其他干扰信号通过I/O控制电路进入计算机，通常的办法是首先采用滤波吸收，抑制干扰信号的产生，然后采用光电隔离的办法，使微机与强电部件不共地，阻断干扰信号的传导。（1）输入与输出电路地线分开，各自供电，阻断干扰（2）可以进行电平转换（3）可以提高驱动能力第四章微机

8、控制系统的选择及接口设计第十节微机应用系统的输入/输出控制的可靠性设计常用光电耦合器第四章微机控制系统的选择及接口设计第十节微机应用系统的输入/输出控制的可靠性设计一、光电隔离电路设计2.光电耦合隔离电路应用第四章微机控制系统的选择及接口设计第十节微机应用系统的输入/输出控制的可靠性设计二、信息转换电路设计1.弱电转强电电路第四章微机控制系统的选择及接口设计第十节微机应用系统的输入/输出控制的可靠性