过程通道与数据采集技术详解

"过程通道数据采集.pdf 是一份详细介绍过程通道数据采集的资料，涵盖了数据采集模块的相关技术。文档作者为杨根科，来自上海交通大学自动化系。内容包括过程通道的概念、模拟量输入和输出通道、D/A与A/D转换技术、数据采集系统、抗干扰措施等方面，旨在提供全面的工业自动化领域的知识。" 详细说明: 1. **过程通道**：在计算机控制系统中，过程通道是连接计算机与生产过程的信息传输和转换通道。它包括模拟量输入通道（AI）、模拟量输出通道（AO）、数字量输入通道（DI）和数字量输出通道（DO）。这些通道负责将现场的传感器和执行机构与计算机进行通信，实现数据的采集和控制。 2. **模拟量输入通道**（AI）：AI通道用于接收生产过程中连续变化的模拟信号（如温度、压力、流量等），通过A/D转换器将这些信号转化为数字信号，然后送入计算机进行处理。这一过程通常涉及到信号的调理和输入缓冲，以确保信号质量和稳定性。 3. **D/A与A/D转换技术**：D/A转换器（Digital-to-Analog Converter）将计算机内部的数字信号转换为模拟信号，用于控制连续调节阀等设备；而A/D转换器（Analog-to-Digital Converter）则相反，将现场的模拟信号转换为数字信号，供计算机分析和处理。这两种转换器在过程控制中起着关键作用。 4. **数字量输入通道**（DI）：DI通道接收来自控制对象的数字信号，如开关量、脉冲量或中断请求，通过输入缓冲器和接口发送给计算机。它们通常需要地址译码器来确定信号源，并进行数据处理。 5. **数字量输出通道**（DO）：DO通道将计算机生成的数字信号转换为控制信号，如脉冲信号或开关信号，驱动执行机构如电磁阀进行动作。 6. **数据采集系统**：数据采集系统（DAS）是整个过程通道的核心，它负责收集、处理和存储来自现场的模拟和数字信号。DAS通常包括硬件（如数据采集模块）和软件两部分，确保数据的准确、实时和高效传输。 7. **模拟量输出通道**（AO）：AO通道将计算机处理后的数字信号转换为模拟信号，输出给控制对象，如连续调节阀，实现对生产过程的精确控制。 8. **过程通道的抗干扰措施**：由于工业环境可能存在各种电气噪声和干扰，因此过程通道设计时必须考虑抗干扰措施，如屏蔽、滤波、接地等，以保证信号传输的可靠性。 9. **信号转换**：在数据采集过程中，采样、量化和编码是三个关键步骤。采样是按照一定频率对模拟信号进行取点；量化是将采样值映射到离散的数值等级；编码则是将量化后的值转换为计算机可识别的二进制代码。 总结，这份资料深入探讨了过程通道数据采集的各个方面，对于理解和实施工业自动化系统的数据采集和控制具有很高的参考价值。