數(shù)字式控制器的結(jié)構(gòu)組成方案有多種多樣，但其工作原理大同小異。數(shù)字式控制器除了軟件之外，其基本組成可分為微處理機(jī)、過(guò)程通道、通信接口、編程器和其他輔助環(huán)節(jié)等幾個(gè)部分。
1、微處理機(jī)
這部分包括中央微處理器（CPU）及系統(tǒng)ROM、RAM、用戶(hù)EPROM等半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。微處理機(jī)主要由微處理器、及存儲(chǔ)器構(gòu)成，是數(shù)字控制器的核心部分，所有運(yùn)算、判斷、數(shù)據(jù)傳送、控制以及調(diào)節(jié)器自身的管理運(yùn)算都在這里完成。調(diào)節(jié)器的過(guò)程管理程序、子程序庫(kù)、用戶(hù)程序等文件都存放在這里。
目前，大多數(shù)數(shù)字式控制器都采用8位微處理器。它通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)、地址總線(xiàn)、控制總線(xiàn)與其他部件連接在一起完成各種操作。
數(shù)字式控制器中存儲(chǔ)器的總?cè)萘恳话阍?0KB以上。目前數(shù)字控制器都采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，分為隨機(jī)存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器兩類(lèi)。
ROM主要用于存放系統(tǒng)文件，包括管理層序、通信層序、人機(jī)接口層序、自診斷程序、模塊子層序庫(kù)等文件。用戶(hù)只能調(diào)用供用戶(hù)應(yīng)用的程序，但不能對(duì)它修改。
RAM用于存放中間運(yùn)算結(jié)果、可變參數(shù)及調(diào)節(jié)器的一些狀態(tài)信息。為了防止斷電時(shí)RAM中的信息丟失，數(shù)字式控制器一般采用低功耗的CMO SRAM芯片，用鎳鉻電池作掉電后的后備電源。為了存放由用戶(hù)編制的用戶(hù)程序，數(shù)字式控制器還配備了可擦寫(xiě)的只讀存儲(chǔ)器（EPROM），用戶(hù)利用編程器將用戶(hù)程序翻譯成目標(biāo)程序存放在EPROM中。
2、過(guò)程通道
由于調(diào)節(jié)器的輸入端與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)變送裝置相連接，輸出端與執(zhí)行器相連接。因此，調(diào)節(jié)器要配備相應(yīng)的硬件電路完成信號(hào)的采集、變換、隔離等工作。這些硬件電路被稱(chēng)為過(guò)程通道，它是聯(lián)系微處理機(jī)與外部生產(chǎn)過(guò)程的紐帶和橋梁。過(guò)程通道分為輸入通道和輸出通道。
過(guò)程輸入通道是現(xiàn)場(chǎng)傳感器及其他裝置向數(shù)字儀表
儀表傳送數(shù)據(jù)及信息的通道。其主要功能是將傳感器及現(xiàn)場(chǎng)儀表送來(lái)的信號(hào)變換成數(shù)字量以便于微處理機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算。由于現(xiàn)場(chǎng)信息分成模擬量和數(shù)字量?jī)深?lèi)，因此輸入通道又分為模擬輸入通道和數(shù)字輸入通道。
過(guò)程輸出通道是指對(duì)執(zhí)行器裝在進(jìn)行控制操作的通道，通過(guò)過(guò)程輸出通道將數(shù)字式控制器中微處理器輸出的數(shù)字量變成相應(yīng)的模擬量以控制執(zhí)行器的動(dòng)作。
由于輸出通道接近受控對(duì)象，工作環(huán)境比較惡劣。控制對(duì)象的電磁干擾和機(jī)械干擾比較嚴(yán)重。因而輸出通道的可靠性和安全性都十分重要。除了對(duì)精度、速度和穩(wěn)定性有相當(dāng)高的要求外，還應(yīng)具有輸出保持功能、斷電保持功能、手動(dòng)/自動(dòng)無(wú)擾動(dòng)切換功能等特殊要求。
按照信號(hào)類(lèi)型的不同，輸出通道也分為模擬輸出通道和數(shù)字輸出通道兩類(lèi)。
3、通信接口
數(shù)字式控制器可作為基層控制裝置，它應(yīng)與上位機(jī)進(jìn)行通信，便于上位機(jī)對(duì)數(shù)字控制器進(jìn)行設(shè)定值設(shè)定，對(duì)調(diào)節(jié)器參數(shù)、工作狀態(tài)等進(jìn)行監(jiān)視和設(shè)定，因此配備了通信接口。
4、其他
數(shù)字式控制器除上述幾大組成部分外，還有相應(yīng)的顯示警報(bào)、故障狀態(tài)時(shí)的手動(dòng)操作電路、電源等輔助環(huán)節(jié)。以上是數(shù)字式控制器的構(gòu)成原理的全部?jī)?nèi)容。本文由
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