基于plc液位控制系统设计-文献综述

：本文信号处理的发展情况，包括数字信号处理和电流模式DOAI分为信号处理器，多路开关，采样保持器（S/H）,A/DI/O接口电路。DOI/O接口电路，D/A转换器：信号处理的发展；传感器；模拟量输入通道；模拟量输出通1 引调整等.PID模糊控制。信号处理是过程控制中的重要组成部分。本文信号处理的发展情况包括数字信号处理和电流模式模拟信号处理的发AI，模拟量输出通道DO。其中AI分为信号处理器，多路开关，采样保持器（S/H）,信号放大器和A/D转换器和I/O接口电路。DO分为I/O接口电路，D/A转换器级，输出2 信号处理的发DSP数字信号处理器的发21世纪之后,社会进入数字化的时代,而数字信号处理器(digitalsignalprocessor)正是这场数字化的从20世纪60年代数字信号处理理论的崛起,到20世纪8年代世界上第一个单片可编程DSP产生以来,数字信号处理器的发展迅猛异常"DSP的应用范围也越来越广,从运算速度来看,MAC时间已经的占模区的40%左右下降到5%以下,片内RAM增加了一个数量级以上,从制造工艺上来看,804LNMOS工艺,CMOS工艺198064200个以上,引脚数量的增加意味着结构灵活性的增加,此外随着DSP的发展DSP系统的成本,体积,重数字信号处理是利用或通用数字信号处理,通过数字计算的方法对信号进行处理"与模拟信号处理相比数字信号处理具有精确,灵活,能力强,可靠性好和易于大规模集成等特点"DSP系统以数字信号处理为基础,与模拟信接口简单,方便"由于数字信号的电气特性简单,DSP系统相互连接精度高,稳定性好"数字信号处理仅受量化误差和有限字长的影响,处理过程不引入其他噪声,因此有较高的信噪比"另外模拟系统的性能受元器件参数性能影响较大,而数字系统基本不变,因此数字系统更便于测试,调试,及批量生产"编程方便,容易实现复杂的算法"在DSP系统中,DS提供了一个高速计算平台,系统功能依赖于编程实现"当其与现代信号处理理论和计算数学相集成方便"现代DSP都是将DSP芯核及其电路综合集成在单一芯现代DSP作为可编程超大规模集成(VLSI)器件,通过可的或固件来实现数字信号处理功能"DSP除具有普通微处理器的高速运算和控制功a.DSP普遍采用改进的哈佛结构,即数据总线和程序总线相互分离,这使b.DSP大多采用流水线技术,即每条指令的执行划分为取指,译码,取数等若干步骤,由片内多个功能单元分别完成"这相当于多条指令并行执行,从而大大提高了运行速度"阵运算,滤波,FFT,Viterbi译码和相关的信号处理运算"大多数DSP一般都带有DMA控制器,外部器,外部器扩展接f.DSP一般配有中断处理器,定时器,片内器和锁相环(PLL)等片内集成外设,可以方便的实现一个自封闭控制的处理系统"g.省电管理和低功耗"适于便携式数字终端设备发展趋势DSP内核结构进一步完善;DSP和微处理器的融合;MPU是低成本的,主要执行智能定向控制任务的通用微处理器,但其数字信号处理能力很差,DSP功能正好与其相互补充;DSPCPU的融合DSPSOC(System-on-chip)的融合;DSPFPGA的融合;RTOSDSP结合VLSIIC基本积MOS场效应管本质上都是控制电流输出器件.现有的IC基本积木块和压控技术可很方VCVSCCVS电路，但并不容易构成电流放大VCSCCS.人们常常要求模拟信号处理具有良好的种方式实现的电路常常比用传统的电压模式处理具有的优点.新近的研究表VSI中的模拟门阵C技术使得全集成连续时间信号处理器的单片集成化成为ANNN集成电路的VSI实现提供了新的途径。模拟VSI的进展使得开发电流模式信号处理成为可能.电流模A/DD/AN(人工神经网络)和神经计算机等许多问题提供了最有的途径，并将对微电子学与信息科学、计算机科学与AI,控制与机器人等领域的发展产生重要的影响.988IEEE电路与系统国际会议上英国B.iIsons}年和990年IEE电路与系统国际会议上开辟了“电流模式信VLSI和模拟信人们预计电流模式模拟信号处理与[IC设计技术的发展将会改变目前电压模式模拟信号处理VSI的局面形成与其共同发展互为补充互相兼容的新格局.发人深醒的是、二十年前就有人在此领域作过努力与尝试o-h由于电压模式IC技术的迅速发展而淹没了这些工作，也正是由于电压模式信号处理技术和VSI发展到今天，给电流模式信号处理的实现提供了技术上的可能性，同时随VSI技术的迅速发展和广泛应用，使得人们得以认识电压模式信VSI电流模式信号处理的诞生和发展.本文旨在对这一刚刚诞生的科学生长点—电优模式信号处理的发展现状作一评述电流模式信号处理与集成电路设计的基本方法展望其发展前景并有关前沿研究课题以期促进我国在这一新领城的研究和发展.（3）3 液位传感热敏电阻是一种利用半导体制成的敏感元3-1（4）电容式液位传感器是利用被测介质液面变化为电容变化的一种介质变化型电容式传感器。3-2a3-21-内电极2-外电极3-3-2b电感式传感器是利用被测量的变化引起互感式两大类3-4是采用了电感式传感器4、过程通道AI4-2AI由信号处A/D转换器所需电平。采样保持器的作用，一是保证A/D转换过程中被转换的模拟量保持不变，以提高转换精转换精度能够满足要求，则S/H可省不用。A/D将模拟信号转换成数字信号，以AI信号的采样过程如图4-3所示。执行采样动作的是采样器S,S每隔一个时间间隔T闭合一个时间r。T称为采样周期，r称为宽度。时间和幅值上均连续的模拟信号Y(t)通过采样器后，被变换为时间上离散的采样信号Y*(t)。模拟信号采样信号Y*(t)是否能如实的反映模拟信号Y(t)采样定理：如果模拟信号（包括噪声干扰在内）频谱的最高频率为Fmax,f2FmaxY*(t)Y(t)。Y*(t)Y(t)所需的最底采样频率。实现应用中，常取f510)FmaxY(t)Y*(t)上。所以，采样信号仍然不能进将采样信号转换为数字的过程称为量化过程，执行量化动作的装置是A/D转nA/DFmax~Fmin数字2n1~0qq

)/(2n在1/2q的量化误差。例如，q=20mV，量化误差为50

在A/D转换器的字长n足够长，量化误差足够小，可以认为数字信号近A/DA/D比较式A/DA/DA/D（率A/DA/D（V-T换式和电压-频率（V-F）（8）AOD/A这种形式的结构如图4-4所示由于目前D/A转换器一般带来数据锁存器，所以这种连接方式的不需要采样保持器。一旦数据送入D/A转换器只要I/O接口：接受来自CPU的数据、地址及控制信号，并向CPU送应答信号，8155。D/A级：将计算机与被控对象开来，以防止来自现场的干扰。图4-中所示为模拟侧，另外可将移到D/A转换器之前，构成数字式。输出级：由运算放大器，V/IAO多通道独立D/A转换器结构的优点是转换速度快，工作可靠、精度高且各个通道互相独立而互不影响。缺点是使用较多D/A转换器，投资较高。工业控制中D/A这种形式由于D/A转换器是共用的所以每一个模拟量输/r/