计算机控制实验自由插孔,计算机控制实验系统使用说明.doc
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计算机控制系统(实验) 天津大学仁爱学院| 信息工程系 2014.09 第一部分计算机控制实验系统使用说明计算机控制实验系统构成及说明第一节计算机控制实验系统构成计算机控制实验系统由以下六个模块组成(1) 计算机控制实验模块(2) 信号源模块(3) 控制对象模块(4) 数据采集卡模块(5) 实验模板程序模块(6) PC 机控制模块各模块相互交联关系框图见图 1-1 所示: 计算机控制实验模块控制对象模块数据采集卡模块信号源PC机控制模块实验模版程序模块图 1-1 各模块相互交联关系图计算机控制实验装置的布置简图见图 1-2 所示。显示器电压计转速计电机对象温度对象?? PCI-1711数据采集卡端子??? 16个开关量电阻、电容器件、自由插孔?? 16个led显示灯?运算放大器单元信号源反相器正弦信号电源 5V-5V?立式机箱储物柜计算机控制实验装置图 1-2 计算机控制装置简图第二节计算机控制实验系统说明计算机控制实验系统是由上位 PC 微机(含 PCI-1711 数据采集卡及驱动软件), - Ⅲ实验装置,连接电缆线等组成。 1. - Ⅲ实验装置简介- Ⅲ实验装置是一个通用的计算机控制实验装置。它主要包括电源部分 U1单元,信号源部分 U2 单元,与 PC机进行通讯的数据处理单元 U3, 自由插件端子单元 U4, 模拟电路单元 U6 ~ U14 以及电机转速、温度、水槽液位控制单元组成,详见附图。(1) U1电源单元:包括电源开关,保险丝,提供? 5V,? 15V ,0 V,1 .2 ~ 15V 可调电压的输出。(2) U2 信号源单元:包括周期性正弦信号, 周期性斜坡、方波、抛物线信号,频率幅值可调。其中斜坡、方波、抛物线信号幅值范围为: 0V-10V, 频率范围为: 0.13Hz-8.3Hz ;
正弦信号的幅值范围为: 0V-5V, 频率范围为:低频 0.5Hz ~81Hz, 高频 63Hz ~10kHz 。(3) U3数据处理单元:PCI-1711 数据采集卡在实验装置上的接口端子,通过 RS232 串行口与上位 PC机进行通讯。(4) U4提供实验所需的电容、电阻、电位器,提供插接电路,可以根据实验需要自行选择连接的元器件。(5) U5提供 16个开关量作为 PCI-1711 数据采集卡数字量输入的测试信号, 16个 LED 指示灯作为数据采集卡数字量输出控制单元。(6) U6~ U14 为运算放大器、电阻及电容等器件组成的模拟电路单元,由场效应管组成的电路用于锁零。(7) 电机控制单元:输入控制电压范围为-10V ~ 10V ,经功率转换环节后,与永磁式直流力矩电动机( 45lyx01 ) 相连, 电机转速经检测转换后以电压形式输出, 输出范围为-10V ~ 10V, 连接至转速表进行转速显示。电机可以实现正反转控制。(8) 温度检测控制单元: 温度检测采用 PT100 热电阻实现, 经变送单元后输出的信号为 0-10V 电压, 温度的控制采用脉宽调制方式,输入电压范围为 0-10VDC 。(9) 水槽液位控制单元: 采用二阶线性液位对象, 液位检测变送由压力变送器完成, 变送输出电压范围为 0-10V ;
液位控制则由电动调节阀实现,控制电压输入范围为 0-10V 。 2. - Ⅲ实验装置使用注意事项(1)实验开始前需要对实验箱上的运算放大器进行调零。(2)运算放大器边上的锁零点 G接线要正确。在需要锁领时,可与输入信号同步的锁零信号相连。锁零主要用于对电容充电后需要放电的场合,一般情况下不需要锁令信号。不需要锁零时,请把 G与-15V 相连。(3)计算和连接被控对象或系统的模拟电路时,要特别注意,实验台上的运放都是反向输入的,因此对于整个系统以及反馈的正负引出点是否正确都需要仔细考虑,必要时接入反相器。 3. PCI-1711 数据采集卡简介 PCI-1711 数据采集卡,它是 12 位的低损耗多功能采集卡,具有独特的电路设计和完善的数据采集与控制功能, 支持即插即用,具有 FIFO 的高速缓存,可灵活设定输入类型和范围,具有 16 通道单端模/ 数输入、 16 通道数字 I/O 和2 通道数模输出, 采集速率可达 100kHz ,可编程的计数/ 计时器可作为 A/D 转换的速度触发,同时具有通道自动搜索功能。 PCI-1711 数据采集卡技术指标介绍: 模拟量输入( AI0 ~ AI15 ): 通道数 16单端输入精度 12位 FIFO 1K 最大采样频率 100KS/s 转换时间 10μs 输入范围和增益表增益 12345 输入/V -10/+10 -5/+5 -2.5/+2.5 -1.25/+1.25 -0.625/+0.625 触发方式软件触发,外部触发,可编程同步触发模拟量输出(AO0 ~ AO1) :
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