Все устройства ввода информации: Устройства ввода информации и их функции — урок. Информатика, 5 класс.

Содержание

Устройства вывода и ввода. Основные устройства ввода/вывода информации

Каждый день, садясь за своё рабочее место в офисе, человек берёт в одну руку мышку и начинает выполнять свои обязанности. Он знает, для чего ему нужна клавиатура, принтер, сканер, однако даже не представляет, что у них есть своё официальное название. Всё это — устройства ввода и вывода информации.

Как это работает

Все устройства в персональном компьютере управляются центральным процессором. Для обеспечения взаимодействия с ним устройства вывода и ввода обращаются с запросами к южному мосту — логическому элементу материнской платы. Он служит для обеспечения связи и обработки запросов от внешних устройств к северному мосту или центральному процессору, если мост отсутствует.

Вообще, изучением строения персонального компьютера занимается информатика. Устройства ввода и вывода она определяет как компоненты типичного персонального компьютера, обеспечивающие взаимосвязь пользователя с ЭВМ. Но перед тем как приступить к описанию всех устройств, отдельного упоминания заслуживает базовое устройство ввода-вывода. Оно же — БИОС. Эта микросхема на материнской плате персонального компьютера обеспечивает первоначальную проверку всех подключенных устройств и запускает операционную систему.

Классификация

Устройства ввода и вывода информации персонального компьютера можно классифицировать по-разному. Определяющим фактором для этого станут их функциональные обязанности.

Первым пунктом обозначим основные устройства ввода-вывода. На самом деле тут можно было бы указать всего один пункт — клавиатура, поскольку без неё ни один пользовательский компьютер не будет продолжать загрузку. Вы можете полностью отключить монитор и мышку, однако без клавиатуры компьютер работать не будет. Исключение составляют компьютеры-серверы, которые работают вообще без подключенных внешних устройств. Итак, основные устройства ввода/вывода, без которых обычный пользователь не сможет работать, это:

клавиатура;
монитор;
мышь.

Также можно выделить дополнительные устройства ввода-вывода:

принтеры;
сканеры;
джойстик;
проектор;
также к устройствам ввода/вывода относятся звуковые устройства.

Это далеко не полный перечень возможных устройств, которые взаимодействуют с пользователем, перечислять их можно очень долго. Поэтому давайте рассмотрим устройства ввода/вывода компьютера более подробно.

Мониторы

Компьютерные мониторы за всю свою историю претерпели немало изменений. Начиная от старых, использующих электронно-лучевую трубку, и заканчивая современными LCD.

Сам по себе монитор или дисплей — это устройство, служащее для вывода графической информации конечному пользователю. Их можно поделить по нескольким признакам.

1. По виду информации.

Алфавитно-цифровые. Эти дисплеи предназначаются для вывода исключительно текстовой информации.
Графические. С этими мониторами мы сталкиваемся каждый день, садясь за персональный компьютер. Предназначаются они для представления информации в графическом виде, в том числе и видео.

2. По типу экрана.

ЭЛТ. Монитор на основе электронно-лучевой трубки, с таким вы, возможно, работали в 2000 году.
LCD — жидкокристаллический «плоский» дисплей, используемый сейчас повсеместно. Также такой тип мониторов используется в ноутбуках.
Плазменный.
Лазерный — в массовое производство пока не поступил.

Клавиатуры

Что можно сказать о клавиатурах? Фантазия производителей в этой сфере шагнула далеко вперёд, а чувство юмора толкает на самые смелые эксперименты.

Среди клавиатур вы можете встретить и минималистичные варианты — без боковой дополнительной панели с цифрами, и огромные игровые клавиатуры со встроенными джойстиками, дополнительными кнопками и динамиками. Встречаются клавиатуры с дополнительным USB-разъёмом и розовые клавиатуры с «непонятными кнопочками» для «блондинок». Существуют также силиконовые, сворачивающиеся клавиатуры, чтобы их было удобнее носить с собой, или просто складывающиеся в три раза.

Если вы собираетесь приобрести себе клавиатуру, просто идите в компьютерный магазин и выбирайте ту, что вам по вкусу.

Мышка

Компьютерные мыши — это такие устройства ввода/вывода ЭВМ, без которых невозможна работа обычного пользователя. Если продвинутый юзер может перемещаться по папкам и файлам, а также некоторым программам и играм исключительно с помощью клавиатуры, то рядовой человек просто не способен это сделать. За всё время существования компьютерные мышки претерпели не такие уж сильные изменения.

Первые мышки работали на основе шарика в основании. Перемещая ее в разные стороны, шар вращался и управлял контроллерами.

Затем ему на смену пришли оптические мышки, основанные на светодиодах. Первое поколение оптических мышек требовало обязательного наличия специального коврика, на который была нанесена штриховка, способствующая повышенной светоотражаемости поверхности. Более того, у первых мышек коврики были персональные, они не могли быть заменены на другие.

Второе поколение оптических мышек имеет более сложное устройство. На нижней части мышки установлена мини-видеокамера, непрерывно совершающая микроснимки поверхности и сравнивающая их между собой для определения смещения устройства.

Более новым устройством являются полупроводниковые лазерные мышки. Среди их преимуществ можно выделить низкое энергопотребление, надёжность, отсутствие свечения.

Еще один вариант мышки встречается в виде дополнения к графическому планшету. Такие индукционные мышки достаточно неудобны в использовании, поскольку их нельзя заменить на более удобные, по руке, а повышенная точность дискредитируется небольшой возможностью отойти с ней на расстояние от планшета.

Принтеры

Это устройства вывода информации на печать. За всё время своего существования принтеры не сильно изменились. Развиваются технологии, на смену струйным принтерам приходят лазерные, однако и предыдущие поколения продолжают жить. Чем же это обусловлено? Дело в том, что для разных типов печати подходят разные типы принтеров. Все они выполняют одну функцию и не сильно отличаются по конструкции. Существуют следующие типы принтеров:

матричные;
струйные;
лазерные;
термопринтеры.

В вопросе выбора такого устройства люди обычно придерживаются личных предпочтений и привычек. Впрочем, если вы собираетесь на нём печатать фотографии, а не только текстовые документы, то вам больше подойдёт лазерный за счет повышенного качества печати.

Сканеры

Устройство ввода информации в компьютер. Особенность заключается в том, что сканеры вносят информацию в ПК исключительно в графической форме. Развитие сканеров застопорилось исключительно на изменении их размеров. Сначала они становились всё меньше и компактнее, а затем им на смену пришли громадные «комбайны» — устройства вывода и ввода, сочетающие в себе ксерокс, принтер и сканер.

Звук

Каждый из нас любит смотреть фильмы, слушать музыку в домашней обстановке. Колонки, наушники, аудиосистемы и домашние кинотеатры, а также гарнитуры и микрофоны — всё это относится к звуковым устройствам вывода и ввода.

Существует множество различных микрофонов и колонок, различающихся по качеству записи аудио или его воспроизведения соответственно. Наверное, любой человек может сам определить, насколько хорошо звучание того или иного динамика. При выборе аудиосистемы также рекомендуется руководствоваться дизайном и мощностью на свой вкус.

Видео

Для работы с видеографикой выделяют специальные устройства вывода и ввода информации — камеры и проекторы.

Проектор — устройство, предназначенное для создания изображения предмета на большом экране. Выделяют следующие виды проекторов:

Диаскопический. Изображение появляется за счет прохождения лучей света через прозрачную плёнку с картинкой.
Эпископический. Создаёт изображение с помощью проекции отраженных лучей.
Эпидиаскопический создаёт на экране изображение как прозрачных, так и непрозрачных объектов.
Мультимедийный проектор имеет непосредственное отношение к теме статьи. Это устройство вывода графической информации с компьютера на большую поверхность.

Что касается камер, то тут никому подсказывать не надо. В большинстве случаев чем больше разрешение снимающей камеры, тем лучше готовая картинка. С появлением ноутбуков USB-камеры стали заменяться на встроенные в монитор ноутбука.

Советы

Прочитав эту статью, вы узнали, какие существуют устройства вывода и ввода, на какие типы они подразделяются и какие их виды актуальны на сегодняшний день. Если вы собираетесь самостоятельно обустраивать своё рабочее и игровое место, а также самостоятельно выбирать устройства, которые вы хотите иметь дома под рукой, то эта статья должна помочь вам с выбором гаджетов.

При походе в компьютерный магазин помните, что продавцы могут предложить вам что-либо подороже или уже лежалый, устаревший товар. Не поленитесь перед походом зайти в интернет и почитать отзывы покупателей о различных моделях внешних устройств.

Запомните главное правило покупателя: дороже не значит лучше. В компьютерном магазине, приобретая принтер или гарнитуру, вы вполне можете переплатить за бренд, а потом долго жалеть о своей покупке.

Примером могут служить принтеры HP. Да, они считаются одними из лучших, однако замена закончившегося картриджа или просто небольшая неисправность влетят вам в копеечку исключительно из-за известности производителя.

При покупке звуковой системы не постесняйтесь проверить звучание и работоспособность динамиков. А если собираетесь купить веб-камеру, то протестируйте её изображение, так как не всегда заявленное в документации разрешение может соответствовать имеющемуся.

И главное правило. При покупке какого-либо продукта уточняйте у продавца информацию по гарантии. Например, для некоторых устройств сервисы требуют коробку, в которой поставлялся агрегат. Яркий пример — ноутбуки «Асус». В большинстве случаев нигде на сайте магазина не указана информация о том, что производители требуют фирменную коробку при обращении в сервисный центр.

Будьте внимательны и хороших вам покупок!

Конспект урока по информатике 8 класс «Устройства ввода и вывода информации» | План-конспект урока по информатике и икт (8 класс) на тему:

План – конспект урока по информатике на тему:

Устройства ввода-вывода информации.

8 класс

Базовый учебник — Н.Д.Угринович Информатика,

учебник для 8 класса М. : БИНОМ

Цели урока:

познакомить учащихся с назначением внешних устройств ввода-вывода информации;
познакомить учащихся с устройством и принципами работы различных устройств ввода-вывода информации;
способствовать выработке правильной постановке вопросов.

Тип урока: изучение новой темы.

Оборудование: доска, маркер, учебник, ПК, мышь, клавиатура, сканер, микрофон, фото – видеокамера, принтер, графопостроитель, монитор,колонки.

Ход урока

Вступительное слово

На заре развития компьютерной техники не было ни дисплея, без которого мы не представляем компьютер, ни принтера, без которого мы не можем распечатать информацию на бумагу, ни тем более сканера, цифрового фотоаппарата, не было даже клавиатуры, не говоря уже о всем нам известной «мышке». Почему ? И как же тогда работали с компьютером ? А очень просто. Вводили информацию с помощью, можно сказать, обычных выключателей и кнопок от обычных дверных звонков, а получали ответ компьютера, списывая последовательность перемигивания обычных лампочек. В настоящее время для удобства работы с компьютером создано множество различных устройств, вот о них и о принципах их работы, их функциях и назначении мы сегодня и узнаем

1. Актуализация знаний:

1.Какие устройства, используемые для ввода или вывода информации вы знаете?

Ответ: Дисплей, манипуляторы, принтер, сканер, модем .

2.Все устройства которые используются компьютером можно разделить на два типа

— Устройства ввода информации.

— Устройства вывода информации

Устройства ввода информации

Устройства ввода информации — это устройства, которые переводят информацию с языка человека на машинный язык.

К устройствам ввода информации относятся:

Клавиатура – клавишное устройство для ввода числовой и текстовой информации;

Стандартная клавиатура содержит:

1) набор алфавитно-цифровых клавиш;

2) дополнительно управляющие и функциональные клавиши;

3) клавиши управления курсором;

4) малую цифровую клавиатуру

Координатные устройства ввода — манипуляторы для управления работой курсора (Мышь, Трекбол, Джойстик)

У мыши и трекбола вращение металлического шара, покрытого резиной, передается двум пластмассовым валам, положение которых рассчитывается инфракрасными оптопарами и затем преобразуется в электрический сигнал, управляющий движением указателя мыши на экране. Джойстик – манипулятор для управления электронными играми.

Сканер – устройство ввода и преобразования в цифровую форму изображений и текстов. Существуют планшетные и ручные сканеры.

Цифровые камеры – формируют любые изображения сразу в компьютерном формате;

Микрофон – ввод звуковой информации. Звуковая карта преобразует звук из аналоговой формы в цифровую.

Устройства вывода информации

Устройства вывода информации — это устройства, которые переводят информацию с машинного языка в формы, доступные для человеческого восприятия.

К устройствам вывода информации относятся:

Монитор (дисплей) — универсальное устройство визуального отображения всех видов информации

Различают алфавитно-цифровые и графические мониторы, а также монохромные мониторы и мониторы цветного изображения — активно-матричные и пассивно-матричные жкм.

Разрешающая способность выражается количеством элементов изображения по горизонтали и вертикали. Элементами графического изображения считаются точки – пиксели (picture element). Элементами текстового режима также являются символы. Современные видеоадаптеры (SuperVGA) обеспечивают высокие разрешения и отображают 16536 цветов при max разрешении.

Существуют:

1) мониторы на базе электронно-лучевой трубки (CRT).

2) жидкокристаллические мониторы (LCD) на базе жидких кристаллов. Жидкие кристаллы – особое состояние некоторых органических веществ, в котором они обладают текучестью и свойством образовывать пространственные структуры, подобные кристаллическим. Жидкие кристаллы могут изменять свою структуру и светооптические свойства под воздействием электрического напряжения.

Принтер – устройство для вывода информации в виде печатных копий текста или графики. Существуют:

Лазерный принтер – печать формируется за счет эффектов ксерографии

Струйный принтер – печать формируется за счет микро капель специальных чернил.

Матричный принтер – формирует знаки несколькими иголками, расположенными в головке принтера. Бумага втягивается с помощью вала, а между бумагой и головкой принтера располагается красящая лента.

Плоттер (графопостроитель) – устройство, которое чертит графики, рисунки и диаграммы под управлением компьютера. Изображение получается с помощью пера. Используется для получения сложных конструкторских чертежей, архитектурных планов, географических и метеорологических карт, деловых схем.

Акустические колонки и наушники – устройство для вывода звуковой информации

2. Вопросы для закрепления знаний учащихся

Что такое устройства ввода?
Какие бывают устройства ввода?
Что такое устройства вывода?
Какие устройства вывода вы узнали?
Какие виды принтеров существуют?
Чем отличается матричный принтер от струйного?
Про какие виды мониторов вы узнали?
Для чего служат колонки и наушники?

3. Подведение итогов.

4. Домашнее задание: п.2.2.2, 2.2.3 Н.Д.Угринович

Примеры входов и выходов ПЛК «

Примеры входов и выходов ПЛК

Обзор входов и выходов ПЛК

память для хранения определяемых пользователем инструкций и реализации определенных функций управления, таких как программирование логики, а также последовательность, синхронизация, счет и арифметические операции для управления различными электромеханическими системами и промышленными процессами. Как пользователь, вы можете программировать ПЛК с помощью устройства программирования, такого как портативный монитор (HHM), или персонального компьютера, подключенного к ПЛК через кабель локальной сети. Сегодня ПЛК считаются основой промышленной автоматизации во всем мире.

Базовая структура системы ПЛК

Как и любое другое электронное устройство, контроллер ПЛК должен иметь входные данные для получения выходных данных. Например, вы можете нажать кнопку на панели управления ПЛК, чтобы запустить двигатель. В этом случае кнопка является устройством ввода ПЛК, а двигатель — устройством вывода. Однако принцип работы системы ПЛК не так прост. Потому что для управления процессом или оборудованием система ПЛК должна быть оснащена сложными электронными модулями ввода-вывода (I/O). Эти модули ввода/вывода связывают ЦП ПЛК с реальным миром или, скорее, с полевыми устройствами ввода/вывода.

Модули ввода собирают данные со всех полевых устройств ввода и передают их на процессор ПЛК (ЦП) в виде сигналов напряжения или тока. Полученные сигналы являются входами ПЛК. Затем ЦП обрабатывает полученную информацию как предварительно запрограммированные данные, которые он использует вместе с результатами выполнения своей запрограммированной логики для управления полевыми устройствами вывода через модули вывода. Таким образом, выходные данные ПЛК представляют собой соответствующие управляющие команды, которые ЦП ПЛК отправляет для управления/управления физическими устройствами при выполнении пользовательской программы из своей оперативной памяти (ОЗУ). Блок-схема ниже иллюстрирует принцип работы системы ПЛК:

Цифровые входы ПЛК

Цифровые входы являются наиболее распространенными типами входов в системах ПЛК; из-за того, что ПЛК сами по себе являются цифровыми электронными устройствами, поэтому они могут легко обрабатывать цифровые сигналы. Цифровой вход ПЛК в основном представляет собой двоичный сигнал, который может быть включен или выключен и подается на процессор ПЛК с цифрового полевого устройства ввода. Концепция цифровых сигналов основана на двоичной системе счисления, которая состоит только из двух возможных цифр, 1 или 0. Где 1 представляет ВЫСОКОЕ состояние, а 0 указывает НИЗКОЕ состояние. Однако в большинстве ПЛК сигналы HIGH представлены не 1 В, а 24 В постоянного тока, поскольку ПЛК обычно работают от 24 В постоянного тока. В таком случае ПЛК отобразит HIGH на своей входной стороне, если выходное напряжение сопряженного полевого устройства ввода составляет 24 В постоянного тока.

Модули дискретного ввода в системах ПЛК используют цифровые входы для определения состояния (т. е. ВКЛ или ВЫКЛ) конкретных полевых устройств ввода. Например, если определенный входной модуль ПЛК имеет рабочее напряжение 24 В пост. тока и получает входной сигнал 0 В пост. тока, тогда он идентифицирует состояние подключенного полевого устройства как ВЫКЛ. Принимая во внимание, что входной сигнал 24 В постоянного тока на входной модуль ПЛК будет указывать на состояние ВКЛ полевого устройства. Эти цифровые модули ввода ПЛК обычно идентифицируют состояние полевых устройств ввода различными способами, включая:

Общее состояние: ИСТИНА/ЛОЖЬ, ВЫСОКИЙ/НИЗКИЙ и 1/0
Состояние нагрузки: ВКЛ/ВЫКЛ
Механизм переключения: ENERGIZED/DE-EN АКТИВИРОВАН, АКТИВИРОВАН/ДЕАКТИВИРОВАН
Переключение Состояние контакта: ЗАКРЫТ/ОТКРЫТ

Примеры цифровых полевых устройств ввода в ПЛК

Цифровые полевые устройства ввода передают цифровые входные сигналы в систему ПЛК через цифровые модули ввода. Некоторые из наиболее распространенных цифровых полевых устройств ввода, которые вы, вероятно, встретите почти во всех приложениях ПЛК, включают:

A)

Кнопки ПУСК/СТОП

Кнопки пуска/останова обычно располагаются на панели управления ПЛК. Они функционируют либо путем установления, либо разрыва контакта. Таким образом, они классифицируются как нормально закрытые (NC) или нормально открытые (NO). Когда кнопка NO подключена к модулю цифрового ввода, она создает логическую цепь OPEN без электрической непрерывности, следовательно, ток не может протекать через нее.

С другой стороны, когда вы подключаете нормально замкнутую (НЗ) кнопку к цифровому входному модулю ПЛК, это создает замкнутую логическую цепь с электрической непрерывностью. Это позволяет току течь через созданную логическую цепь.

B)

Датчики приближения

Датчики приближения в ПЛК используются для обнаружения наличия или отсутствия различных близлежащих целевых объектов без установления контакта. Вместо этого они определяют изменения обратного сигнала луча испускаемого электромагнитного излучения (например, инфракрасного света) или электромагнитного поля для обнаружения наличия или отсутствия целей. Различные целевые объекты с различными свойствами материалов требуют различных типов датчиков приближения. Например, обнаружение металлических целей в промышленных производственных процессах требует использования индуктивных датчиков приближения. Для пластиковых целей рассмотрите возможность использования емкостных датчиков приближения.

Как и переключатели, бесконтактные датчики имеют двоичные выходы, поэтому их иногда называют бесконтактными переключателями. Например, состояние фотоэлектрического датчика (обычного датчика приближения) изменится с НИЗКОГО на ВЫСОКОЕ, когда испускаемый инфракрасный свет попадает на приемник датчика. Такой датчик использует светоизлучающий диод (СИД) в качестве инфракрасного излучателя и фотодиоды/фототранзисторы в качестве приемников.

Точно так же бесконтактные датчики PNP и NPN также являются хорошими примерами цифровых полевых устройств ввода, которые подают входные сигналы ВЫСОКОГО или НИЗКОГО напряжения в систему ПЛК. Например, датчик PNP выдает сигнал ВЫСОКОГО напряжения при обнаружении объекта и сигнал НИЗКОГО напряжения, когда цель не обнаружена. С другой стороны, датчики NPN выдают НИЗКОЕ выходное напряжение при обнаружении объекта, потому что они естественным образом включены. Но они будут давать сигнал ВЫСОКОГО напряжения, когда целевой объект будет удален из зоны их обнаружения.

C)

Концевые выключатели

Концевые выключатели изменяют свое состояние всякий раз, когда достигается указанный или заранее определенный предел. Они используются в системах, управляемых ПЛК, для указания остановки процесса. Существует множество доступных концевых выключателей для использования с ПЛК, что позволяет пользователям гибко выбирать физические величины, которые они хотят ограничить. Доступные концевые выключатели включают:

Температурные концевые выключатели или термостаты: Эти выключатели контролируют изменения температуры в системе, управляемой ПЛК, указывая, когда достигается минимальная или максимальная температура системы. Термостаты могут быть нормально закрытыми (NC) или нормально открытыми (NO) в зависимости от типа промышленного применения.
Реле ограничения давления: Они изменяют свое состояние всякий раз, когда жидкость или газ в контейнере достигает заданного достаточно высокого давления. По этой причине они в основном используются в резервуарах с жидкостью или газом, где регулирование давления имеет решающее значение. Реле ограничения давления бывают нормально разомкнутыми (НО) или нормально замкнутыми (НЗ).
Предельные выключатели уровня: выключатели уровня, также известные как датчики уровня, используются для регулирования высоты жидкости в контейнере, обычно в баке. В основном они используются в системах ПЛК, контролирующих уровень жидкости в сочетании с впускными и выпускными клапанами.

Аналоговые входы ПЛК

Аналоговые входы ПЛК представляют собой непрерывные сигналы от полевых устройств ввода к ЦП ПЛК через аналоговые модули ввода. Они характеризуются сигналами напряжения или тока, диапазон значений которых намного больше, чем просто 1 или 0. Например, аналоговые входные сигналы, принимаемые ПЛК, могут быть либо 12-битными, либо 13-битными сигналами. Таким образом, аналоговый вход ПЛК существует, когда переменные значения тока или напряжения, полученные от полевого датчика, соответствуют десятичной дроби с плавающей запятой.

Как правило, модули аналогового ввода в системах управления ПЛК измеряют сигналы тока и напряжения от полевых устройств ввода в стандартных диапазонах 0–20 мА (миллиампер), 4–20 мА, 1–5 В пост. 10 В постоянного тока и т. д. соответственно. Таким образом, подключенное аналоговое полевое устройство ввода будет подавать на аналоговый модуль ввода сигналы напряжения или тока с любым прерывистым значением в указанных предельных пределах.

Примечание: Сигналы напряжения и тока являются наиболее часто используемыми типами аналоговых входных сигналов ПЛК, но вы все же можете использовать другие типы аналоговых сигналов для ПЛК в качестве входов. Аналоговые входы в режиме напряжения в ПЛК широко используются для измерения давления, температуры, яркости и расстояния. В то время как аналоговые входы ПЛК в режиме тока обычно используются в приложениях, требующих передачи сигналов на большие расстояния.

Примеры аналоговых полевых устройств ввода в ПЛК

A)

Термопарные датчики

Термопара — это датчик, используемый для обнаружения изменений температуры. Он состоит из двух разнородных металлических проводов (называемых термосными проводами), которые соединены на одном конце, образуя горячий спай, по которому измеряется температура. В то время как свободные концы двух разнородных проводов образуют холодный спай, который обеспечивает эталонную температуру для измерений термопарой на горячем спае.

Нагрев или охлаждение горячего спая создает термоэлектрическое напряжение, которое коррелирует с температурными измерениями термопары. Генерируемые сигналы термоэлектрического напряжения обычно представляют собой небольшие аналоговые сигналы, которые можно измерить только в диапазоне милливольт (мВ). Таким образом, при правильной настройке термопара может обеспечивать измерение температуры в широком диапазоне значений.

Благодаря своей универсальности в качестве датчиков температуры термопары обычно используются в самых разных областях, от коммунальных услуг и обычных приборов до промышленного использования. Термопарные датчики, используемые в качестве полевых устройств ввода в системах управления с ПЛК, представляют собой надежные устройства, характеризующиеся улучшенной линейностью и точностью, а также меньшим временем отклика. Они также включают в себя термосные провода из специально разработанных металлических сплавов, что повышает их способность измерять более широкие диапазоны температур. Например, вы обнаружите, что некоторые термопары, используемые в ПЛК, могут измерять очень высокие рабочие температуры до 29°С.12 ℉ (1600 ℃-белое каление) для специального промышленного применения.

B)

Термометры сопротивления (RTD)

Термометры сопротивления представляют собой пассивные датчики температуры, значения сопротивления которых изменяются в зависимости от изменений температуры. Им требуется внешний ток для возбуждения, и они не производят собственных выходов. Таким образом, они используются с внешними электронными устройствами, которые могут измерять сопротивление RTD, пропуская небольшое количество электрического тока через резистивный элемент RTD.

Электрический ток, протекающий через резистивный элемент RTD, создает значение сопротивления, которое измеряется внешним электронным устройством. Затем измерительное устройство сопоставляет полученные значения сопротивления со своей температурой в соответствии с характеристиками сопротивления используемого резистивного элемента RTD.

RTD являются популярными датчиками температуры, поскольку они демонстрируют наиболее линейную зависимость между изменениями температуры внешнего устройства и их сигналом сопротивления. Это означает, что если температура электронного устройства увеличится, соответственно увеличится и сопротивление датчика RTD. Они также более стабильны, надежны и обладают высокой точностью по сравнению с термопарными датчиками.

Примечание. Термометры сопротивления склонны к самонагреву, поскольку им требуется ток возбуждения от внешних электронных устройств. Таким образом, величина тока возбуждения, подаваемого на резистивные элементы RTD, ограничена величиной от <1 мА до 5 мА (миллиампер), чтобы избежать риска самонагрева.

C)

Датчики перемещения

Датчики перемещения также называются датчиками положения. Они измеряют расстояние между определенной контрольной точкой и местоположением целевого объекта. Таким образом, они, несомненно, являются аналоговыми полевыми устройствами ввода, которые обеспечивают диапазон значений смещения для аналоговых модулей ввода ПЛК. Они часто используются в промышленных производственных процессах, требующих более высокого уровня точности.

Общие датчики смещения включают:

Поворотные и линейные потенциометры: Эти два потенциометра используют закон Ома для индикации изменений смещения целевых объектов. В связи с этим любые изменения их выходного напряжения представляют собой изменения расстояния до целевого объекта. Поворотные потенциометры в системах ПЛК измеряют угловое расстояние, поэтому они используются, когда целевые объекты совершают вращательное (круговое) движение. Принимая во внимание, что линейные потенциометры используются для измерения расстояния до объектов, перемещаемых по прямой линии.
Линейный регулируемый дифференциальный преобразователь: LVDT — это тип электромеханического преобразователя или, скорее, электрический преобразователь, который используется для измерения линейного смещения целевого объекта. Это достигается путем преобразования прямолинейного движения механически связанного целевого объекта в соответствующий электрический сигнал. LVTD используются в системах, управляемых ПЛК, требующих постоянного напряжения переменного тока для представления изменений расстояния по прямой линии.

Цифровые выходы ПЛК

Цифровые выходы ПЛК — это схемы управления, которые используют только двоичные данные (1 и 0), чтобы дать ЦП ПЛК управление полевыми устройствами вывода. Таким образом, цифровой выход ПЛК является обработанным двоичным управляющим выходом от ПЛК к полевым устройствам. Цифровые выходы ПЛК обычно используются для включения или выключения (ОТКРЫТО или ЗАКРЫТО) схемы управления любым устройством или системой, управляемой подключенным ПЛК.

Типы цифровых выходов ПЛК

Цифровые выходы ПЛК подразделяются на три категории, а именно:

Релейные выходы ПЛК: Релейные выходы ПЛК используются для управления полевыми устройствами вывода постоянного тока (постоянного тока) и переменного тока (переменного тока). Они обеспечивают управление низким сопротивлением до 2А (Ампер).
Транзисторные выходы ПЛК: Транзисторные выходы зависят от напряжения и могут управлять только нагрузками постоянного тока. Системы управления ПЛК с транзисторными выходами в основном используются в маломощных схемах постоянного тока, например, в микропроцессорах и в приложениях, требующих более быстрых операций переключения, таких как управление освещением.
TRIAC Выходы ПЛК: Термин TRIAC означает триод для переменного тока (AC). Симисторы представляют собой полупроводниковые электронные переключатели на основе кремния, которые активируются небольшим управляющим напряжением, например, от ПЛК. Их принцип работы похож на принцип работы транзисторов MOSFET (металлооксидно-полупроводниковый полевой транзистор). Выходы TRIAC PLC идеально подходят для управления маломощными нагрузками переменного тока, такими как пускатели двигателей, системы освещения и контакторы.

Примеры цифровых полевых устройств вывода в ПЛК

Цифровые выходы ПЛК могут использоваться для управления следующими полевыми устройствами вывода:

A)

Световые индикаторы

ПЛК — это лампочка. В качестве цифрового выхода ПЛК может включать или выключать лампочку. Точно так же такие индикаторы, как зеленые/красные контрольные лампы, управляются ПЛК по тому же принципу, что и управление лампочками. Например, цифровой выход ПЛК может включить красную контрольную лампочку, чтобы показать, что управляемая машина/система не работает.

B)

Аварийные сигналы

Аварийные сигналы в системах, управляемых ПЛК, обеспечивают более срочные уведомления. Например, звуковой сигнал, мигающий красный свет или зуммер могут указывать на возникновение опасного состояния в системе, управляемой ПЛК. Зуммеры творчески используются в системах управления ПЛК, изменяя продолжительность их включения или интервалы включения/выключения. Зуммер — это просто электронное устройство, которое издает звук одной частоты при питании от источника напряжения. Они больше подходят для использования в качестве будильников, чем индикаторы, потому что никто не хочет, чтобы зуммер звучал 24 часа в сутки.

C)

Приводы

Это устройства, которые преобразуют электрический или управляющий сигнал в линейное или вращательное механическое движение. Проще говоря, привод преобразует цифровой выходной сигнал от ПЛК в практические операции перемещения. Приводы обычно подключаются к мощным источникам переменного или постоянного напряжения, но у них есть катушки, которые позволяют небольшому постоянному напряжению управлять их переключением.

D)

Электромагнитные клапаны

Электромагнитный клапан — это просто электромеханический клапан с электрическим управлением. Двумя наиболее распространенными типами электромагнитных клапанов являются прямого действия и пилотного действия. Обычно эти клапаны используются для управления направлением потока жидкостей в гидравлических и пневматических системах. Типичный соленоидный клапан включает в себя соленоид, представляющий собой электрическую катушку с подвижным ферромагнитным плунжером (сердечником) в центре.

В исходном положении плунжер обычно закрывает отверстие. Если на соленоид подается управляющее напряжение постоянного тока от ПЛК, он замыкает переключатель соленоида, который соединяет соленоид с другим источником питания, позволяя электрическому току проходить через катушку. Это создает сильное магнитное поле, которое втягивает поршень вверх в корпус клапана, тем самым открывая отверстие. Когда управляющее напряжение постоянного тока снимается с цепи соленоида, плунжер возвращается в исходное положение под действием силы пружины. Это основной принцип, используемый для ОТКРЫТИЯ и ЗАКРЫТИЯ электромагнитных клапанов, управляемых ПЛК.

Примеры аналоговых выходов ПЛК

Аналоговый выход ПЛК представляет собой изменяющийся во времени или непрерывный сигнал от ЦП ПЛК к полевым устройствам вывода. По сути, ПЛК обеспечивают два типа аналоговых выходных сигналов: ток и напряжение. Таким образом, аналоговый выход ПЛК может быть сигналом тока или напряжения. В большинстве систем ПЛК модули аналогового вывода подают сигналы напряжения или тока на полевые устройства вывода в стандартных диапазонах ±5 В (Вольт), ±10 В, 0…5 В, 0…10 В, 0…20 мА (миллиампер). , или 4…20 мА соответственно.

Аналоговые выходы ПЛК в основном используются для управления или эксплуатации полевых устройств в промышленных условиях. Например, вы можете подать опорный сигнал скорости на частотно-регулируемый привод (VFD), используя аналоговый выход ПЛК. Кроме того, если вы используете систему управления ПЛК для измерения давления в системе трубопроводов, вы можете легко использовать аналоговый измеритель давления в качестве полевого выходного устройства для отображения показаний давления.

Кроме того, реализация аналоговых выходов ПЛК также может быть замечена в работе измерителей уровня воды, датчиков температуры и управления различным другим оборудованием/механизмами. Например, аналоговый выход ПЛК 4…20 мА можно использовать для управления датчиком температуры в диапазоне от −20℉ (−28,89℃) до 200 ℉ (-93,33 ℃). Точно так же аналоговый выход ПЛК 0–5 В постоянного тока можно использовать для управления выходной мощностью электрического генератора, скажем, от 0 до 2000 кВт (киловатт). Как видите, существует множество полевых устройств, использующих аналоговые выходы ПЛК.

Эта запись была размещена
23 мая 2022 г. и подано в PLC, без категорий.
И комментарии и запросы в настоящий момент закрыты.

Обзор необработанного ввода — приложения Win32

Статья
04.08.2022

Помимо традиционной клавиатуры и мыши существует множество пользовательских устройств ввода. Например, пользовательский ввод может осуществляться с помощью джойстика, сенсорного экрана, микрофона или других устройств, обеспечивающих большую гибкость пользовательского ввода. Эти устройства известны под общим названием «Human Interface Devices» (HID). API необработанного ввода обеспечивает стабильный и надежный способ для приложений принимать необработанный ввод с любого HID, включая клавиатуру и мышь.

В этом разделе рассматриваются следующие темы:

Модель исходного ввода
Регистрация для исходного ввода
Чтение исходного ввода

Модель необработанного ввода

Ранее входные данные обычно генерировались клавиатурой и мышью. Система интерпретировала данные, поступающие от этих устройств, таким образом, что исключала детали, относящиеся к конкретным устройствам, из необработанной информации. Например, клавиатура генерирует код сканирования для конкретного устройства, но система предоставляет приложению код виртуальной клавиши. Помимо сокрытия деталей необработанного ввода, оконный менеджер не поддерживал все новые HID. Чтобы получить входные данные от неподдерживаемых HID, приложение должно было сделать много вещей: открыть устройство, управлять общим режимом, периодически считывать данные с устройства или настраивать порт завершения ввода-вывода и так далее. Модель необработанного ввода и связанные с ней API были разработаны для обеспечения простого доступа к необработанному вводу со всех устройств ввода, включая клавиатуру и мышь.

Необработанная модель ввода отличается от исходной модели ввода Windows для клавиатуры и мыши. В исходной модели ввода приложение получает независимый от устройства ввод в виде сообщений, которые отправляются или публикуются в его окнах, например WM_CHAR , WM_MOUSEMOVE и WM_APPCOMMAND . Напротив, для необработанного ввода приложение должно зарегистрировать устройства, с которых оно хочет получить данные. Кроме того, приложение получает необработанный ввод через WM_INPUT 9.Сообщение 0006.

У модели необработанного ввода есть несколько преимуществ:

Приложению не нужно обнаруживать или открывать устройство ввода.
Приложение получает данные непосредственно с устройства и обрабатывает их для своих нужд.
Приложение может различать источник ввода, даже если он относится к устройству того же типа. Например, два устройства мыши.
Приложение управляет трафиком данных, указывая данные из набора устройств или только определенных типов устройств.

Устройства

HID можно использовать по мере их появления на рынке, не дожидаясь появления новых типов сообщений или обновленной ОС для добавления новых команд в WM_APPCOMMAND .

Обратите внимание, что WM_APPCOMMAND поддерживает некоторые HID-устройства. Однако WM_APPCOMMAND является событием ввода более высокого уровня, независимым от устройства, в то время как WM_INPUT отправляет необработанные данные низкого уровня, специфичные для устройства.

Регистрация необработанного ввода

По умолчанию ни одно приложение не получает необработанные данные. Чтобы получать необработанные данные с устройства, приложение должно зарегистрировать устройство.

Для регистрации устройств приложение сначала создает массив из структур RAWINPUTDEVICE , которые определяют коллекцию верхнего уровня (TLC) для необходимых устройств. TLC определяется страницей использования (класс устройства) и идентификатором использования (устройство в классе). Например, чтобы получить TLC клавиатуры, установите UsagePage = 0x01 и UsageID = 0x06. Приложение звонит RegisterRawInputDevices для регистрации устройств.

Обратите внимание, что приложение может зарегистрировать устройство, которое в данный момент не подключено к системе. Когда это устройство подключено, диспетчер Windows автоматически отправит необработанный ввод в приложение. Чтобы получить список необработанных устройств ввода в системе, приложение вызывает GetRawInputDeviceList . Используя hDevice из этого вызова, приложение вызывает GetRawInputDeviceInfo для получения информации об устройстве.

Через элемент dwFlags из RAWINPUTDEVICE приложение может выбирать устройства для прослушивания, а также те, которые оно хочет игнорировать. Например, приложение может запрашивать ввод со всех телефонных устройств, кроме автоответчика. Пример кода см. в разделе Регистрация для необработанного ввода.

Обратите внимание, что мышь и клавиатура также являются HID, поэтому данные от них могут поступать как через HID-сообщение WM_INPUT , так и из традиционных сообщений. Приложение может выбрать любой метод путем правильного выбора флагов в RAWINPUTDEVICE .

Чтобы получить статус регистрации приложения, позвоните по номеру GetRegisteredRawInputDevices в любое время.

Чтение необработанных входных данных

Приложение получает необработанные входные данные от любого HID, чья коллекция верхнего уровня (TLC) соответствует TLC из регистрации. Когда приложение получает необработанный ввод, его очередь сообщений получает сообщение WM_INPUT и устанавливается флаг состояния очереди QS_RAWINPUT ( QS_INPUT также включает этот флаг). Приложение может получать данные, когда оно находится на переднем плане и когда оно находится в фоновом режиме.

Существует два способа чтения необработанных данных: небуферизованный (или стандартный) метод и буферизованный метод. Небуферизованный метод получает необработанные данные по одной структуре RAWINPUT за раз и подходит для многих HID. Здесь приложение вызывает GetMessage , чтобы получить сообщение WM_INPUT .