控制器的基本功能及广泛应用

来源:鞍山核心电子技术有限公司 作者:核心电子

  控制器(controller)是机器的核心。标准定义为:按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置。由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成,它是发布命令的“决策机构”,即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。电力是其应用的一级学科,配电与用电为二级学科。

  一、主要分类

  控制器分组合逻辑控制器和微程序控制器,两种控制器各有长处和短处。组合逻辑控制器设计麻烦,结构复杂,一旦设计完成,就不能再修改或扩充,但它的速度快。微程序控制器设计方便,结构简单,修改或扩充都方便,修改一条机器指令的功能,只需重编所对应的微程序;要增加一条机器指令,只需在控制存储器中增加一段微程序,但是,它是通过执行一段微程。具体对比如下:组合逻辑控制器又称硬布线控制器,由逻辑电路构成,完全靠硬件来实现指令的功能。

  包装机步进电机控制器

  二、控制器分类

  1、LED控制器

  LED控制器(LED controller)就是通过芯片处理控制LED灯电路中的各个位置的开关。

  低压型LED产品控制器:

  低压型LED产品一般设计电压12V-36V,每个回路LED数量3-6个串联,用电阻降压限流,每个回路电流20mA以下。一个LED产品由多个回路的 LED组成,优点是低压,结构简单,容易设计;缺点是:产品规模大时电流很大,需要配置低压开关电源。由于产品的缺点所限,低压不可能远距离输电,都是局限于体积不大的产品上,如招牌文字、小图案等。根据这个特点,控制器设计规格:12V的选用75A/30V MOS功率管控制,输出电流8A/路;24-36V选用60A/50V MOS功率管控制,输出电流5A/路。用户可以根据以上规格选定控制器的路数,跳变的可以选购NE20低压系列、渐变的选购NE10低压系列控制器即可。注意LED的必须是共阳(+)极连接法,控制器控制阴(-)极,控制器不包括低压电源

  高压型LED产品控制器:

  高压型LED产品设计电压是交流/直流220V电压,每个回路LED数量36-48个串联,每个回路电流20mA以下,限流方式有两种,一种是电阻限流,这种方式电阻功耗较大,建议使用每4个LED串接一个1/4W金属模电阻,均匀分布散热,这种接法是最稳定可靠;另一种是电阻电容串联限流,这种接法大部分电压降在电容上,电阻功耗小,只能用在稳定的长亮状态,如果闪动电容储能,反而电压加倍,LED容易损坏。凡是使用控制器的LED必须使用电阻限流方式,LED一般每个回路一米,功率5W,三色功率每米15W。常用渐变控制器NE112K控制直流1200W,NE103D交流负载4500W直流负载1500W,如果灯管闪动单元多就使用NE112K,如果只需要整体闪动就使用NE103D。如果使用渐变方式,要注意负载匹配,霓虹灯和LED的发光分布特性不一样,同一回路不能混接不同类型的负载。

  低压串行控制器:

  低压型LED产品串行控制器的特点是控制路数多,利用串行信号传输达到控制的目的,一般512单元的控制只需要4条控制连线,串行LED控制器需要在LED的光源板配有寄存器,控制器可选用型号NE040S控制器,该控制器的最大容量达到4096KBit,如果负载512单元的LED可以最大实现8192桢画面。

  还有就是安全行业所使用的控制器,控制探测器在各工作区间内监测气体的一种设备。

  2、门禁控制

  门禁控制器就是门禁系统的核心,对出入口通道进行管制的系统大脑,它是在传统的门锁基础上发展而来的。门控制器是读卡和控制合二为一的门禁控制产品,有独立型的也有联网型的。简单而言,门禁控制器就是集门禁控制板、读卡器于一体的机器,高档点的还包括键盘跟显示屏,只需要接上电源就可以当完整的门禁系统使用了。

  门控制器的分类:

  1、按照门控制器和管理电脑的通讯方式分为:RS485联网型门控制器、TCP/IP网络型门控制器、不联网门控制器。

  1)不联网门控制器,就是一个机子管理一个门,不能用电脑软件进行控制,也不能看到记录,直接通过控制器进行控制。特点是价格便宜,安装维护简单,不能查看记录,不适合人数量多于50或者人员经常流动(指经常有人入职和离职)的地方,也不适合门数量多于5的工程。

  2)485联网门控制器,就是可以和电脑进行通讯的门禁类型,直接使用软件进行管理,包括卡和事件控制。所以有管理方便、控制集中、可以查看记录、对记录进行分析处理以用于其它目的。特点是价格比较高、安装维护难道加大,但培训简单,可以进行考勤等增值服务。适合人多、流动性大、门多的工程。

  3)TCP/IP网络门控制器,也叫以太网联网门禁,也是可以联网的门禁系统,但是通过网络线把电脑和控制器进行联网。除具有485门禁联网的全部优点以外,还具有速度更快,安装更简单,联网数量更大,可以跨地域或者跨城联网。但存在设备价格高,需要有电脑网络知识。适合安装在大项目、人数量多、对速度有要求、跨地域的工程中。

  2、按照每台控制器控制的门的数量可以分为:单门控制器、双门控制器、四门控制器及多门控制器。

  3、控制器根据每个门可接读卡器的数量分为:单向控制器、双向控制器。

  注:如果一个门,进门刷卡,出门按按钮,控制器对于每个门只能接一个读卡器,叫单向控制器。

  如果一个门,进门刷卡,出门也刷卡(也可以接出门按钮),每个控制器对于每个门可以接两个读卡器,一个是进门读卡器,一个是出门读卡器,叫双向控制器。

  3、火灾报警

  火灾自动报警系统应有自动和手动两种触发装置。各种类型的火灾探测器是自动触发装置,而在防火分区疏散通道、楼梯口等处设置的手动火灾报警按钮是手动触发装置,它应具有应急情况下,人工手动通报火警的功能。

  火灾报警控制器是火灾自动报警系统心脏,具有下述功能:

  1、用来接受火灾信号并启动火灾警报装置。该设备也可用来指示着火部位和记录有关信息;

  2、能通过火警发送装置启动火灾报警信号或通过自动消防灭火控制装置启动自动灭火设备和消防联动控制器;

  3、自动地监视系统的正确运行和对特定故障给出声、光报警。[1]

  火灾报警控制器种类繁多,根据不同的方法可分成不同的类别:

  1、按控制范围可分为:a、区域火灾报警控制器:直接连接火灾探测器,处理各种报警信息。b、集中火灾报警控制器:它一般不与火灾探测器相连,而与区域火灾报警控制器相连,处理区域级火灾报警控制器送来的报警信号,常使用在较大型系统中。c、控制中心火灾报警控制器:它兼有区域,集中两级或火灾报警控制器的特点,即可以作区域级使用,连接控制器;又可以作集中级使用,连接区域火灾报警控制器。

  2、按结构型式可分为:

  1)壁挂式火灾报警控制器:连接的探测器回路相应少些,控制功能简单,区域报警控制器多才用这种型式;

  2)台式火灾报警控制器:连接探测器回路数较多,联动控制较复杂,集中式报警器常采用这种方式;

  3)框式火灾报警控制器:可实现多回路连接,具有复杂的联动控制。

  3、按系统布线方式分为:

  1)多线制火灾报警控制器:探测器与控制器的连接采用一一对应方式;

  2)总线制火灾报警控制器:控制器与探测器采用总线方式连接,探测器并联或串联在总线上。

  火灾报警控制器的功能:

  1、火灾报警:当收到探测器、手动报警开关、消火栓开关及输入模块所配接的设备所发来的火警信号时,均可在报警器中报警;

  2、故障报警:系统运行时控制器分时巡检,若有异常(设备故障)发出声、光报警信号,并显示故障类型及编码等;

  3、火警优先:在故障报警或已处理火警时,若发生火警则报火警,而当火警清除后又自动报原有的故障。

  4、运动控制

  运动控制器是运动控制系统的核心部件。国内的运动控制器大致可以分为3类:

  第1类是以单片机等微处理器作为控制核心的运动控制器。这类运动控制器速度较慢、精度不高、成本相对较低,只能在一些低速运行和对轨迹要求不高的轮廓运动控制场合应用。

  第2类是以专用芯片(ASIC)作为核心处理器的运动控制器,这类运动控制器结构比较简单,大多只能输出脉冲信号,工作于开环控制方式。由于这类控制器不能提供连续插补功能,也没有前馈功能,特别是对于大量的小线段连续运动的场合不能使用这类控制器。

  第3类是基于PC总线的以DSP或FPGA作为核心处理器的开放式运动控制器。这类开放式运动控制器以DSP芯片作为运动控制器的核心处理器,以PC机作为信息处理平台,运动控制器以插件形式嵌入PC机,即“PC+运动控制器”的模式。这样的运动控制器具有信息处理能力强,开放程度高,运动轨迹控制准确,通用性好的特点。但是这种方式存在以下缺点:运动控制卡需要插入计算机主板的PCI或者ISA插槽,因此每个具体应用都必须配置一台PC机作为上位机。这无疑对设备的体积、成本和运行环境都有一定的限制,难以独立运行和小型化。

  鞍山核心电子技术有限公司生产的TEC(温度控制器)是一种能够依据通过TEC的电流走向来使物体制冷和制热的半导体装置。而我们的TEC控制器,就是控制通过TEC的电流走向和强度的电子模块。通过使用它就可以精确地调整物体的温度。它效率高、稳定性高、可靠性高并且尺寸小。可用于激光系统的温度控制等。

  我们的TEC控制器用来驱动稳定性高、响应速度高、效率高并成本低的TEC.他们体积小,运行起来无需散热片散热,被广泛应用到EDFA、激光模块和仪器仪表传感器中的温度控制器中,100%无铅(Pb)无并符合RoHS标准。

  我们更是为方便客户使用TEC控制器,而推出了TEC控制器的评估板,它由一个完整的可调补偿网络和应用电路组成,TEC控制器安插在上面,应用起来更简单方便。

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