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计算机控制系统概述：DDC、DCS与通道技术详解

花匠小妙招
2024-11-10 05:13

计算机控制系统是现代工业生产中的关键组成部分，它利用计算机处理和控制信号，实现自动化过程。本文档主要聚焦于模入通道和通道接口与信号转换技术，这是理解计算机控制系统核心组件的关键。首先，章节一概述了计算机控制系统的基础概念，包括其特点如实时性、精确性和灵活性。控制系统被分为多种类型，如直接数字控制（DDC）、集散控制系统（DCS）、现场总线控制系统（FCS）和可编程控制器系统（PCS或PLC），这些都在不同程度上依赖于计算机作为控制基础。这些系统通常包括通用外部设备，如打印机、显示终端、磁盘驱动器等，以及主机、操作台和接口，它们共同构建了完整的控制系统架构。在系统设计中，模入通道（模拟量输入通道）和模出通道（模拟量输出通道）是至关重要的部分。模入通道接收来自传感器的连续或模拟信号，并通过采样保持器进行处理。采样保持器的作用在于确保在A/D转换过程中，当输入信号快速变化时，能保持输出稳定，减少转换误差，这符合数据采样定理的要求。采样保持器的性能指标包括采集时间和孔径时间，前者涉及输出稳定所需的时间，后者关注逻辑控制开关响应时间。 DI通道（数字输入通道）和DO通道（数字输出通道）则是处理开关量信号，负责控制执行机构，如电动阀门或马达。这些通道通常通过多路开关和反多路开关来实现信号的切换和传输。通道接口技术，即输入/输出（I/O）通道的分类，不仅限于模拟与数字信号的转换，还包括连接不同硬件设备，如打印机、显示器、存储设备等，以及与控制对象（如生产设备）之间的交互。这些接口确保了信息的准确传递和系统的整体协调。总结来说，本文档深入探讨了计算机控制系统中的模入通道和信号转换技术，强调了采样保持器在处理模拟信号的重要性，以及DI/DO通道和I/O通道在控制流程中的角色。同时，对控制系统的分类和组件进行了简要介绍，为理解计算机控制技术的实践应用提供了基础。