工业控制计算机与PLC在硬件设计中的应用

"数字量输入通道的信号调理-第六章--计算机控制系统的硬件设计" 在计算机控制系统中，硬件设计是至关重要的一个环节，尤其对于数字量输入通道的信号调理。这部分主要涉及电平转换和波形整形，确保输入信号能够被系统正确识别和处理。 电平转换电路，如图6-2所示，其作用在于将不同电压等级的信号调整到计算机系统能够识别的标准电平。例如，74LS14通常用于将高电平和低电平信号转换为TTL兼容的逻辑电平，以便与计算机内部电路进行有效通信。这种转换对于确保信号传输的准确性和系统的稳定性至关重要，因为不同的设备和系统可能采用不同的电压标准来表示逻辑“1”和“0”。 波形整形电路，如图6-3所示，74LS04和CC4049等芯片常常用于此目的。这些电路能够将不规则或噪声污染的输入信号转换为干净、稳定的矩形脉冲，以便计算机系统能够正确解析。例如，74LS04是一个反相器集成电路，可以用来消除信号的毛刺，而CC4049则可能包含多个非门，用于进一步整形和净化信号。 在计算机控制系统的硬件设计中，我们通常会遇到以下几个关键组件： 1. 主机板：作为工控机的核心，它承载着计算和控制任务的执行。现代工控机主板通常基于80486、80586、Pentium等处理器，具备工业级的抗干扰能力和稳定性。 2. 输入/输出接口模板：这些模板包括模拟量和数字量的输入输出，如AI、AO、DI和DO，它们是系统与外界交互的关键，允许系统接收和发送控制信号。 3. 人-机接口：显示器、键盘、鼠标、打印机和专用操作显示台等设备，使得用户能够直观地监控和操作控制系统。 4. 硬盘：存储系统配置、数据和应用程序，容量可以根据需求选择，如20GB、40GB或更大。 5. 工业电源：提供稳定、安全的电力供应，具备过压、过流保护，以及良好的抗干扰能力。 6. 加固型工业机箱：为了适应恶劣的工业环境，机箱设计考虑了防振、防尘、防冲击和散热，同时具备电磁屏蔽功能。 工业控制计算机和可编程逻辑控制器（PLC）是两种常见的控制系统硬件。PLC是专为工业环境设计的，具备编程灵活性、快速响应、高可靠性以及适应各种控制任务的能力。它们广泛应用于自动化生产线、机械设备和过程控制等领域。 总结来说，数字量输入通道的信号调理是计算机控制系统硬件设计中的重要一环，涉及到电平转换和波形整形，确保信号质量和系统的稳定运行。同时，了解整个硬件架构，如主机板、输入/输出接口、人-机接口等，对于理解控制系统的工作原理和优化设计至关重要。