第四次课数控系统中计算机接口技术及其应用，光电隔离的概念、原理及其应用1.上半学期我们学习了机床电气控制技术继电器接触器控制系统---介绍了常用低压电器，及其手动或机动控制电路的控制原理和设计可编程序控制器PLC----介绍了PLC基本原理，用PLC进行工业控制的设计理论方法和实例直流调速系统----介绍了直流电机的调速原理交流调速系统----介绍了交流电机的调速原理数控机床如何实现计算机控制强电并与强弱电沟通信息？第二章数控系统的计算机接口与控制技术第一节基本概念例如：IPC5313并行输入/输出接口卡是一款商品化了的通用的系统计算机接口卡，由专业厂家设计制造成产品。用它可以把外设的开关量读入计算机，也可以通过该接口卡对强电进行控制。这是用该接口卡，在系统计算机上，用C语言控制220V灯泡的实验。另外还有很多单片机用的接口芯片，等等。IPC5313接口卡基本参数：四个已经设计好的口地址：0x1500x1510x1520x153每个口地址有8根数据线：0x150口：1，2，3……8号数据线，9，10号地线内部连接0x151口：11，12，13……18号数据线，19，20号地线内部连接0x152口：21，22，23……28号数据线，29，30号地线内部连接0x153口：31，32，33……38号数据线，39，40号地线内部连接数据线地线共40条，各个口的8条数据线分别对应8位数据：D0D1D2D3D4D5D6D7第二节模块化基本设备一.交流电源模块三相交流电源的电压：任意两根火线之间380伏，任意一根火线和零线之间是220伏。变电压器上已经标注好输入端及其接的电压，输出端及输出电压，在数控机床上常见的交流变压器输入端：交流380V，220V。输出端常见：110V，36V，24V，12V。二.直流电源的获得直流电源的获得是把交流电源经过变压、整流、滤波、稳压获得的，其过程如下图4所示，典型桥式整流电路如图5，整流滤波稳压前后负载上电压波形图如图6。半波整流滤波稳压负载电压波形光电耦合器是目前在单片机和开关电源中用得最多的抗干扰器件。光耦合器（opticalcoupler，英文缩写为OC）亦称光电隔离器或光电耦合器，简称光耦。它是以光为媒介来传输电信号的器件，通常把发光器（红外线发光二极管LED）与受光器（光敏半导体管）封装在同一管壳内。当输入端加TTL电信号时发光器发出光线，受光器接受光线之后就产生光电流，从输出端流出，从而实现了“电—光—电”转换，如图7。第三节计算机并行输入/输出接口电路分类及其设计原理一．计算机通过并行输入/输出接口卡输出TTL电平给外设1.外设是不大于5伏的信号图8用IPC5313并行输入输出卡的150口的D1位控制发光二极亮2.外设是大于5伏的信号外设大于5伏的电压可能对CPU的TTL电平产生干扰，所以要采用光电耦合器进行光电隔离，使外设电压不能干扰计算机TTL电平，如外设是24伏的直流继电器，如图9采用中间继电器控制，程序同上，D1位为1时，中间继电器线圈J不带电；D1位为0时，中间继电器线圈J带电。因J通断电瞬间产生很大的自感电动势，加续流二极管D，产生的自感电流在J和D之间消耗掉。中间继电器线圈带电后,常开触电闭合,接通交流继电器的线圈的220伏交流电,交流继电器三对常开触电闭合,将380伏交流电接到交流电机,电机就运转起来了,电气控制原理图如图10所示。*采用固态继电器：将图9所示光电隔离元件和中间继电器合为一体，做成专用元件，叫固态继电器，固态继电器输入端有＋5V,+12V,+24V等，输出端是直流十几到几千伏，交流十几到几千伏的都有。选择输入＋5V,输出可接交流220V的固态继电器控制220V交流灯泡。用IPC5313卡151H口的D1位，如图11,控制灯泡亮的C语言程序如下：并行输入/输出接口分类磁尺测量装置的组成和工作原理：磁性标尺是在非导磁材料如铜、不锈钢、玻璃或其他合金材料的基体上，用涂敷、化学沉积或电镀的一层10～20um的导磁材料（Ni-Co或Fe-Co合金），在它的表面上录制相等节距周期变化的磁信号。磁信号的节距一般为0.05、0.1、0.2、1mm。为了防止磁头对磁性膜的磨损，通常在磁性膜上涂一层厚1～2mm的耐磨塑料保护层。磁头是进行磁电转换的变换器，它把反映空间位置的磁信号输送到检测电路中去。普通录音机上的磁头输出电压幅值与磁通变化率成比例，属于速度响应型磁头。根据数控机床的要求，为了在低速运动和静止时也能进行位置检测，必须采用磁通响应型磁头。5.5旋转变压器位移检测装置旋转变压器是一种角度测量元件，它是一种小型交流电机。在结构上与两相绕组式异步电动机相似，由定子和转子组成，定子绕组为变压器的原边，转子绕组为变压器的副边。激磁电压接