Urządzenia wejściowe w komputerowych układach 

sterowania 

Urządzenia służące do wprowadzania do komputera informacji o przebiegu 
procesu  technologicznego  w  układach  CRPD,  BSC  i  w  układach 
sterowania nadrzędnego mają taką samą budowę. 

Urządzenia  te  nazywane  urządzeniami  wejściowymi  ,  układami 
sprzężenia  obiektowego  albo  angielskim  terminem  INTERFACE 
przetwarzają  sygnały  pochodzące  od  urządzeń  obiektowych  do  postaci 
wymaganej przez komputer.

Sygnały te muszą być uporządkowane i przekształcone do postaci cyfrowej 
występującej w odpowiednim kodzie.

Sygnały  wejściowe  czujników  stosowanych  w  przemyśle  są  to  najczęściej 

napięcia,  prądy  lub  ciśnienia  zmieniające  się  proporcjonalnie  do  zmian 

mierzonego parametru, sygnały te nazywamy analogowymi .

Najdogodniejszy  do  dalszej  obróbki  jest  stałoprądowy  sygnał  napięciowy. 

Sygnały o innej postaci są więc przed wprowadzeniem do układu wejściowego 

komputera przetwarzane  na napięcie stałe.

Im  niższy  poziom  sygnału  tym  trudniej  jest  go  przesłać  i  przetwarzać  z  dużą 

dokładnością.

Z  drugiej  strony  stosowanie  indywidualnych  wzmacniaczy  przy  wszystkich 

czujnikach jest kłopotliwe:
•Wymaga doprowadzenia napięć zasilających,
•Stabilizacji temperaturowej wzmacniaczy 

Zależnie od istniejących warunków:
• odległości, na jaką są przesyłane sygnały,
• poziomu zakłóceń,
• wymaganej dokładności,

Stosowane  są  indywidualne  wzmacniacze  podnoszące  poziom  sygnału  do 

poziomu  kilku  woltów  albo  podawanie  sygnałów  miliwoltowych 

bezpośrednio do urzadzenia wprowadzania danych.

Osobną grupę sygnałów wejściowych stanowią sygnały cyfrowe.

Są to przede wszystkim sygnały dwuwartościowe, pochodzące od łączników 

sygnalizujących stan różnych urządzeń, załączanie i odłączanie napędów.

Sygnały cyfrowe mogą też pochodzić od układów pomiarowych działających 

na zasadzie zliczania impulsów – układy do pomiaru strumieni przepływu

.

  Wszystkie  rodzaje  sygnałów  są  wprowadzane  przez  komutatory 

umożliwiające wybranie tego z pośród wielu wejść, którego adres zostanie 

podany przez komputer.

W  skład  komutatora,  który  jest  w  pewnego  rodzaju  multiplekserem   

wchodzi dekoder adresu i zespół kluczy. Typ kluczy zależy od rodzaju od 

rodzaju wprowadzanych sygnałów

Wprowadzanie sygnałów analogowych

Sygnał  pomiarowy  jest  przetwarzany  do  postaci  cyfrowej  przez 

przetwornik  analogowo-cyfrowy.  Liczba  otrzymywana  na  wyjściu 

przetwornika,  reprezentująca  wartość  przetwarzanego  sygnału,  występuje 

najczęściej  w  kodzie  dwójkowym.  Najczęściej  stosowany  jest  układ 

przetwornika z kolejnymi przybliżeniami. 

Napięcie przetwarzane podawane jest jedno wejście różnicowego wzmacniacza 

porównującego  (komparatora)  natomiast  na  drugie  wejście  tego  wzmacniacza 

podawany  jest  sygnał  wyjściowy  z  przetwornika  cyfrowo-analogowego 

przetwarzającego  na  napięcie  sygnał  cyfrowy  generowany  przez  układ 

sterowania.

Cały  proces  przetwarzania  jest  realizowany  w 

n

  krokach,  gdzie 

n 

jest  liczbą 

bitów cyfrowego odpowiednika przetwarzającego napięcia. 

W pierwszym kroku układ sterujący wytwarza jedynkę na najbardziej znaczącej 

pozycji,  zera  na  wszystkich  pozostałych.  Powoduje  to  powstanie  na  wyjściu 

przetwornika C/A napięcia równego połowie pełnego zakresu.

Jeżeli napięcie z przetwornika C/A jest mniejsze niż napięcie przetwarzane, na 

najbardziej znaczącej pozycji zostaje zapamiętana jedynka, jeżeli jest większe –

zostaje  zapamiętane  zero.    W  ten  sam  sposób  wykonywane  są  wszystkie  kroki, 

aż  do  najmniej  znaczącej  pozycji.  Po  wykonaniu  ostatniego  kroku  w  układzie 

sterującym  znajduje  się  zapamiętany  cyfrowy  odpowiednik  przetwarzania 

napięcia. Jest to wielkość wyjściowa przetwornika.  

Parametry  przetworników  z  kolejnymi  przybliżeniami  wynikają  z  możliwości 

uzyskania  dużej  szybkości  lub  dużej  dokładności  statycznej.  Ze  wzrostem 

szybkości trudniej jest jednak uzyskać dużą dokładność.