馬西秦-第14章微型計算機(jī)在檢測技術(shù)中的應(yīng)用.ppt
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第十四章微型計算機(jī)在檢測技術(shù)中的應(yīng)用,微型計算機(jī)在檢測領(lǐng)域中的應(yīng)用日益廣泛,微機(jī)自動檢測系統(tǒng)已成為檢測技術(shù)發(fā)展的主要方向。在掌握傳感器及信號處理技術(shù)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用工程設(shè)計的一些基本方法,可以方便地構(gòu)建微機(jī)自動檢測系統(tǒng)。,第一節(jié)現(xiàn)代檢測技術(shù)綜述,現(xiàn)代檢測系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)是總線技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)化測試技術(shù).,一.總線技術(shù),總線是一組互聯(lián)信號線的集合,是計算機(jī)、測量儀器、測試系統(tǒng)內(nèi)部以及相互之間信息傳遞的公共通路,也是微機(jī)自動檢測系統(tǒng)的重要組成部分。微機(jī)自動檢測系統(tǒng)的功能及形式與其總線標(biāo)準(zhǔn)有很大的關(guān)系。利用總線技術(shù),能夠大大簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu),增加系統(tǒng)的兼容性、開放性、可靠性和可維護(hù)性,便于實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化以及組織規(guī)?;纳a(chǎn),從而顯著降低系統(tǒng)成本。,總線的類別很多,分類方式多樣。根據(jù)總線上傳輸?shù)男畔⒉煌?,計算機(jī)系統(tǒng)總線分為地址總線、數(shù)據(jù)總線以及控制總線;根據(jù)信息傳送方式,總線又可分為并行總線和串行總線;從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次上區(qū)分,總線分為片內(nèi)總線、元件級總線、系統(tǒng)總線(內(nèi)總線)及通信總線(外總線),如圖14-1所示。,片內(nèi)總線是集成電路芯片內(nèi)部用以連接各功能單元的信息通路。,元件級總線是印刷電路板上連接各芯片的信息通路。,系統(tǒng)總線是微機(jī)機(jī)箱內(nèi)的主板總線,用以連接微機(jī)系統(tǒng)的各插件板,一般為并行總線。,通信總線用于微機(jī)系統(tǒng)之間、微機(jī)與儀器或其它外設(shè)之間的連接,可以是并行總線,也可以是串行總線。,圖14-1微機(jī)各級總線示意圖,1、系統(tǒng)總線,除了許多計算機(jī)總線可用作系統(tǒng)總線外,還有不少專門為自動檢測系統(tǒng)設(shè)計的總線。系統(tǒng)總線主要包括:,1)VME/VXI總線,2)PCI總線PCI(PeripheralComponentInterconnect),3)PXI總線PXI(PCIExtensionforInstrumentation),2、通信總線,1)串行總線2)并行總線,3、現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線(Fieldbus)是用于過程自動化和制造自動化最底層的現(xiàn)場設(shè)備或現(xiàn)場儀表互聯(lián)的通信網(wǎng)絡(luò),是現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)與控制系統(tǒng)的集成。,圖14-2CAN測控網(wǎng)絡(luò),二.虛擬儀器技術(shù),虛擬儀器由計算機(jī)、應(yīng)用軟件和儀器硬件三部分構(gòu)成,計算機(jī)與儀器硬件又稱為VI的通用儀器硬件平臺。虛擬儀器將計算機(jī)強(qiáng)大的圖形界面、數(shù)據(jù)處理能力與儀器硬件的測量、控制能力結(jié)合在一起,實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的顯示、存儲以及分析處理。虛擬儀器由三大功能塊構(gòu)成:信號的采集與控制,信號的分析與處理,結(jié)果的表達(dá)與輸出.,圖14-3虛擬儀器結(jié)構(gòu)圖,,虛擬儀器的關(guān)鍵是軟件,這是因?yàn)樘摂M儀器技術(shù)最核心的思想,就是充分利用計算機(jī)的硬/軟件資源,使本來需要硬件實(shí)現(xiàn)的技術(shù)軟件化(虛擬化),最大限度地降低系統(tǒng)成本,增強(qiáng)系統(tǒng)的功能與靈活性。虛擬儀器的軟件框架由三部分構(gòu)成:VISA庫、儀器驅(qū)動程序和應(yīng)用軟件。,三.網(wǎng)絡(luò)化測試技術(shù),網(wǎng)絡(luò)化測試技術(shù)則是在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)高速發(fā)展,以及對大容量分布式測量的大量需求背景下,由單機(jī)儀器、局部的自動測試系統(tǒng)到全分布式的網(wǎng)絡(luò)化測試系統(tǒng)而逐步發(fā)展起來的。目前,以Internet為代表的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)正在迅猛發(fā)展,隨著網(wǎng)絡(luò)信道容量的擴(kuò)大,網(wǎng)絡(luò)速度將不再成為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的障礙。為了實(shí)現(xiàn)資源共享,許多企業(yè)都建立了自己的企業(yè)網(wǎng)(Intranet),并接入到Internet,測試信息則通過企業(yè)網(wǎng)與外部Internet互連,從而產(chǎn)生了基于網(wǎng)絡(luò)化的分布式測試系統(tǒng)。,圖14-4分布式測試系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),現(xiàn)場級總線用于連接現(xiàn)場的傳感器和各種智能儀表,工廠級用于過程監(jiān)控、任務(wù)調(diào)度和生產(chǎn)管理,企業(yè)級則將企業(yè)的辦公自動化系統(tǒng)和測試系統(tǒng)集成而融為一體,實(shí)現(xiàn)綜合管理。底層的現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)入過程數(shù)據(jù)庫,供上層的過程監(jiān)控和生產(chǎn)調(diào)度使用,以進(jìn)行優(yōu)化控制,數(shù)據(jù)處理后再提供給企業(yè)級數(shù)據(jù)庫,以進(jìn)行決策管理。分布式網(wǎng)絡(luò)化測試技術(shù)是一項(xiàng)應(yīng)用面非常廣的綜合技術(shù),涉及到網(wǎng)絡(luò)化測量、網(wǎng)絡(luò)化儀器、網(wǎng)絡(luò)化控制、網(wǎng)絡(luò)化制造、遙測、遙控等信息技術(shù)多方面的內(nèi)容,有著廣闊的應(yīng)用前景。,第二節(jié)微機(jī)自動檢測系統(tǒng)設(shè)計,微機(jī)自動檢測系統(tǒng)種類很多,按用途大體上可分為通用和專用兩大類。專用檢測系統(tǒng)是針對具體的檢測任務(wù)而設(shè)計的,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡單,所需的器件少,研制成本也較低,是本節(jié)討論的重點(diǎn)內(nèi)容。,一、微機(jī)自動檢測系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu),微機(jī)自動檢測系統(tǒng)由現(xiàn)場傳感器、數(shù)據(jù)采集裝置及微機(jī)三部分組成。數(shù)據(jù)采集裝置的基本任務(wù)是:采集傳感器輸出的模擬信號并轉(zhuǎn)換成計算機(jī)能識別的數(shù)字信號,通過標(biāo)準(zhǔn)總線接口送至計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。,圖14-5微機(jī)自動檢測系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu),在微機(jī)自動檢測系統(tǒng)的集成過程中,傳感器的選用是前提,總線構(gòu)成了系統(tǒng)的框架,數(shù)據(jù)采集裝置則是系統(tǒng)的關(guān)鍵。在數(shù)據(jù)采集裝置的設(shè)計過程中,微處理器是采集裝置的核心,A/D芯片決定了系統(tǒng)的精度和速度,監(jiān)控程序是開發(fā)是重點(diǎn)。,二、數(shù)據(jù)采集裝置的硬件設(shè)計,1.微控制器選擇微控制器性能差異對系統(tǒng)實(shí)時能力和數(shù)據(jù)處理能力產(chǎn)生直接影響,選擇時一般考慮如下幾方面的因素:CPU性能,存儲器,指令系統(tǒng),中斷系統(tǒng)功能。目前自動檢測系統(tǒng)中廣泛采用以單片微計算機(jī)(SingleChipMicrocomputer,以下簡稱單片機(jī))為核心構(gòu)成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。,最近十年來,以MCS-51技術(shù)核心為主導(dǎo)的微控制器技術(shù)已被ATMEL、PHILIPS等公司所繼承。ATMEL公司把自身的先進(jìn)Flash存儲器技術(shù)和8031核相結(jié)合,生產(chǎn)出了與MCS-51兼容而功能更強(qiáng)的ATMEL89系列單片機(jī)。其最大的特點(diǎn)是內(nèi)部含F(xiàn)lash存儲器,在系統(tǒng)的開發(fā)過程中可以十分容易地進(jìn)行程序修改,使開發(fā)周期大為縮短。ATMEL89系列單片機(jī)有AT89C系列的標(biāo)準(zhǔn)型及低檔型,以及AT89S系列的高檔型。,圖14-6AT89C單片機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖,圖14-7AT89S單片機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖,近幾年來片上系統(tǒng)SoC(SystemonChip)的出現(xiàn),為微機(jī)自動檢測系統(tǒng)的設(shè)計提供了全新的方案。SoC是指以嵌入式系統(tǒng)為核心,集軟、硬件于一體,并追求產(chǎn)品系統(tǒng)最大包容的集成器件。SoC將電路設(shè)計的可靠性、低功耗性等都解決在IC設(shè)計之中,把過去許多需要系統(tǒng)設(shè)計解決的問題集中在IC設(shè)計中解決。SoC的出現(xiàn)極大地簡化了檢測系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計,使得原先單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計中軟、硬件并重的局面發(fā)生了變化,軟件設(shè)計的比重將會加大。目前,許多可編程的SoC芯片及其開發(fā)平臺都提供了較理想的SoC技術(shù)應(yīng)用開發(fā)套件,這些套件具有編譯、仿真、調(diào)試及驗(yàn)證功能。借助與這些工具和芯片所提供的技術(shù)和方法,工程技術(shù)人員可以較快地進(jìn)入SoC應(yīng)用設(shè)計領(lǐng)域。,2.信號調(diào)理電路信號調(diào)理單元是傳感器輸出與A/D轉(zhuǎn)換之間的一個重要環(huán)節(jié),其主要作用有三點(diǎn):第一是為A/D轉(zhuǎn)換器提供適合其輸入量程的輸入信號;第二是運(yùn)用隔離技術(shù)抑制共模干擾電壓;第三是信號濾波及線性化處理。3.多路模擬開關(guān)微機(jī)自動檢測系統(tǒng)往往需要同時采集多個傳感器的輸出信號,然后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。如果每一路信號都采用獨(dú)立的輸入回路,則系統(tǒng)成本成倍增加。為此,通常采用微機(jī)分時采樣的方法,使用多路模擬開關(guān)來實(shí)現(xiàn)信號測量通道的切換。選擇多路模擬開關(guān)一般要考慮下列技術(shù)指標(biāo):1)通道數(shù)量2)泄漏電流3)切換速度4)開關(guān)電阻,4、A/D轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換的功能是將模擬量信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。目前使用較多的A/D轉(zhuǎn)換器有兩大類,一類是并行A/D轉(zhuǎn)換,另一類是串行A/D轉(zhuǎn)換。傳統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換器都是并行的,由于I/O的引腳較多,這類芯片的體積都較大。在串行A/D轉(zhuǎn)換器中,轉(zhuǎn)換結(jié)果以串行二進(jìn)制編碼的形式輸出,只有1根數(shù)據(jù)輸出線,加上1根時鐘輸入線、片選或其他形式的控制信號線,引腳大為減少,體積也大為減小,接口電路的設(shè)計更為簡單。1)A/D轉(zhuǎn)換的基本原理圖14-8是逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器的原理圖,圖14-9是雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器的原理圖。,圖14-8逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器原理圖,圖14-9雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器原理圖,2)A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)分辨率:表示輸出數(shù)字量變化一個相鄰數(shù)碼所需輸入模擬電壓的變化量。量化誤差:由ADC有限的分辨率而引起的誤差。偏移誤差:指輸入信號為零時,輸出信號不為零的值,所以有時稱為零值誤差。滿刻度誤差:指滿刻度輸出數(shù)碼所對應(yīng)的實(shí)際輸入電壓與理想輸入電壓之差非線性度:指ADC實(shí)際的轉(zhuǎn)換函數(shù)與理想直線的最大偏移。轉(zhuǎn)換速率:指ADC每秒轉(zhuǎn)換的次數(shù),完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需的時間則為轉(zhuǎn)換速率的倒數(shù)。,3)A/D轉(zhuǎn)換器選擇要點(diǎn)首先要考慮A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù),它與整個檢測系統(tǒng)的測量范圍及精度有關(guān).其次要考慮A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率。再次要考慮的問題是工作電壓和基準(zhǔn)電壓。此外,要考慮的還有模擬量輸入的范圍和極性、性能價格比、可替換性等諸多因素。,5、采樣及保持為了在滿足轉(zhuǎn)換精度的條件下提高信號允許的工作頻率,可采用采樣/保持器(Sample/Hold)。它在A/D轉(zhuǎn)換開始時使信號電平保持不變,而在A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后又能跟蹤輸入信號的變化。選擇采樣/保持器時,主要考慮:輸入信號范圍,輸入信號變化率和多路開關(guān)的切換速度.當(dāng)輸入的模擬信號變化很緩慢,A/D轉(zhuǎn)換速度相對而言足夠快時,可以不用采樣/保持器。,三、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計,微機(jī)自動檢測系統(tǒng)的軟件運(yùn)行在不同的平臺下,設(shè)計中可能用到不同層次的程序設(shè)計語言。數(shù)據(jù)采集裝置通?;趩纹瑱C(jī)或片上系統(tǒng),一般用匯編語言或C語言編寫監(jiān)控程序。監(jiān)控程序的主要作用是及時響應(yīng)來自系統(tǒng)或外部的各種服務(wù)請求,有效地管理系統(tǒng)軟硬件資源,并在系統(tǒng)一旦發(fā)生故障時,能及時發(fā)現(xiàn)和作出相應(yīng)的處理。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理功能通常在微機(jī)上實(shí)現(xiàn),一般用高級語言開發(fā)應(yīng)用軟件。,第三節(jié)微機(jī)自動檢測系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例,一.基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)1、方案制定根據(jù)設(shè)計要求,微機(jī)自動檢測系統(tǒng)硬件由傳感器及測量電路、數(shù)據(jù)采集裝置和通用微機(jī)三部分組成,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖14-10所示。傳感器及測量電路是檢測系統(tǒng)的前置部分,它將被測參數(shù)轉(zhuǎn)換成-10V~+10V雙極性電平信號。數(shù)據(jù)采集裝置是一個單片機(jī)系統(tǒng)。微機(jī)的主要任務(wù)是對信號進(jìn)行分析處理。,圖14-10微機(jī)自動檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖,2、數(shù)據(jù)采集裝置數(shù)據(jù)采集裝置的電路由單片機(jī)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD574A、RS232通信芯片以及部分邏輯電路組成。1)單片機(jī)單片機(jī)采用AT89S52,其CPU為8031,指令系統(tǒng)與MCS-51兼容。內(nèi)部有8KB可重復(fù)編程的Flash存儲器,256字節(jié)的RAM,有32條可編程的I/O線,3個16位定時/記數(shù)器,8個中斷源,3級程序存儲器鎖定(加密),可編程串行接口及片內(nèi)時鐘振蕩器,一個全雙工的UART串行通道以及看門狗電路。2)A/D轉(zhuǎn)換器ADC芯片采用美國模擬器件公司的12位逐次逼近型快速A/D轉(zhuǎn)換器AD574A,轉(zhuǎn)換時間為25s,轉(zhuǎn)換誤差為1LSB。AD574A內(nèi)部有三態(tài)輸出緩沖電路,因而可直接與各種典型的8位或16位微處理器相連,而無須附加邏輯接口電路,且與TTL電平兼容。,圖14-11數(shù)據(jù)采集裝置電路原理圖,3)工作原理分析系統(tǒng)上電后先進(jìn)行初始化工作,包括清RAM、設(shè)置堆棧指針、設(shè)置相關(guān)的寄存器及標(biāo)志位,然后立即進(jìn)入監(jiān)控程序。監(jiān)控程序的主要任務(wù)是接收解釋微機(jī)發(fā)來的命令控制字,對被測量的信號按規(guī)定的速度采樣,經(jīng)處理后通過串行口將數(shù)據(jù)發(fā)送到微機(jī)。當(dāng)發(fā)生串行口中斷時,進(jìn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序,接收微機(jī)發(fā)來的命令控制字。本系統(tǒng)中制定了一個簡單的通信協(xié)議:命令字為C0~C9分別代表10檔采樣速度,數(shù)據(jù)塊發(fā)送方式;命令字為CA表示以最高速度采樣并單點(diǎn)發(fā)送。在監(jiān)控程序的每一次主循環(huán)中,CPU都要從命令控制字單元取出命令并加以分析判斷,當(dāng)控制字的內(nèi)容發(fā)生變化,則改變定時器T0的時間常數(shù),從而達(dá)到改變采樣速度的目的。定時器T0中斷的主要任務(wù)是啟動AD574A的模數(shù)轉(zhuǎn)換。,圖14-12監(jiān)控主程序流程圖,3、微機(jī)應(yīng)用程序應(yīng)用程序在WINDOWS平臺下用VB6.0開發(fā)。應(yīng)用程序的主要任務(wù)是對檢測系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控管理及數(shù)據(jù)處理,功能包括:通信設(shè)置、發(fā)送命令控制字、接收現(xiàn)場數(shù)據(jù)、數(shù)字濾波、檢測信號的標(biāo)定、必要的非線性補(bǔ)償、檢測結(jié)果分析、頻譜分析、實(shí)時及歷史數(shù)據(jù)存取、圖形界面的信息輸出等。圖14-13為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)運(yùn)行時的界面。,圖14-13數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)運(yùn)行界面,二.基于單片機(jī)的測控系統(tǒng)設(shè)計微機(jī)自動測控系統(tǒng),要求系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)自動檢測及控制。輸入通道有8路模擬量輸入、8路數(shù)字量輸入及1路脈沖計數(shù)(或頻率)輸入,輸出通道有4路模擬量輸出及4路數(shù)字量輸出。1、方案制定根據(jù)設(shè)計要求,微機(jī)自動測控系統(tǒng)由過程裝置、測控通道及上位監(jiān)控微機(jī)三部分組成。過程裝置內(nèi)可以是單獨(dú)的對象,也可以是綜合了液位、溫度和流量等參數(shù)的復(fù)雜對象。測控通道是一個以89C52微處理器為核心的單片機(jī)系統(tǒng)。上位監(jiān)控微機(jī)為工控機(jī),用戶通過微機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài)和設(shè)定,對控制參數(shù)進(jìn)行整定,實(shí)現(xiàn)多種常規(guī)控制,并能觀察記錄各種實(shí)時曲線及歷史曲線。,2、測控通道0~5V的標(biāo)準(zhǔn)信號接到芯片TLC1543的輸入端,經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送到單片機(jī),單片機(jī)將實(shí)時信號通過串行口送至上位監(jiān)控微機(jī),同時也接收上位機(jī)發(fā)出的控制信號,并將控制量輸出到D/A芯片TLC5620,經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換、放大后再驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。(如調(diào)節(jié)閥、變頻器、可控調(diào)壓裝置等)。ADC芯片為TIC1543,它是具有串行控制及11路模擬量輸入的10位AD轉(zhuǎn)換器。D/A芯片為TLC5620,它是電壓輸出型DA轉(zhuǎn)換器。系統(tǒng)復(fù)位及監(jiān)控電路采用可編程X25045芯片來實(shí)現(xiàn).主機(jī)和通道間通信基于RS—232C串行通信實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸.數(shù)字量輸入輸出用74HC573和74HC574芯片作為數(shù)據(jù)鎖存器。輸出鎖存的信號加在ULN2003A的輸入端。ULN2003A芯片由7組達(dá)林頓晶體管陣列和相應(yīng)的電阻網(wǎng)絡(luò)以及鉗位二極管網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成,具有同時驅(qū)動7組負(fù)載的能力,帶負(fù)載能力強(qiáng).,圖14-14測控通道電路原理圖,3、微機(jī)應(yīng)用程序微機(jī)應(yīng)用程序也是在WINDOWS操作系統(tǒng)平臺下用VB開發(fā),軟件設(shè)計的著重點(diǎn)是系統(tǒng)的通用性、實(shí)時性、可靠性和可操作性。軟件提供了一個靈活的操作界面,用戶可以根據(jù)需要,自行設(shè)置對象、調(diào)節(jié)規(guī)律及參數(shù),可以選擇輸入輸出通道。系統(tǒng)內(nèi)置一個數(shù)據(jù)庫,并建立了一張對象參數(shù)表,事先存放了多種過程對象(如水槽、加熱爐、壓力容器)在不同特性下采用多種調(diào)節(jié)規(guī)律(如P、PI、PID)時系統(tǒng)的參考整定值,供用戶在設(shè)置時作為參考初值。,圖14-15微機(jī)測控系統(tǒng)運(yùn)行界面,三.基于PC機(jī)的分布式測控系統(tǒng)規(guī)模較大、要求恒溫恒濕的標(biāo)準(zhǔn)倉庫(如卷煙成品倉庫),由于倉庫距離分散,無法采用總的中央空調(diào)系統(tǒng),一般采用就地溫濕度單獨(dú)控制的方案。要求設(shè)計一個分布式測控系統(tǒng),既能實(shí)現(xiàn)對8個獨(dú)立分隔的倉庫對象進(jìn)行溫濕度控制,又能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中監(jiān)控。1、方案制定監(jiān)控微機(jī)(上位機(jī))位于遠(yuǎn)程中央控制室,測控微機(jī)(下位機(jī))位于每個倉庫的操作室,上、下位機(jī)均使用工控機(jī)(IPC)。一臺上位機(jī)與8臺下位機(jī)相連接,采用RS-485通信方式,構(gòu)成二級分布式測控系統(tǒng)。,圖14-16分布式測控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖,上位機(jī)的主要任務(wù)是系統(tǒng)集中監(jiān)控和管理,有參數(shù)設(shè)定、集中控制、數(shù)據(jù)處理、文件管理、圖表輸出及分析等常規(guī)功能。運(yùn)行時,采用CRT技術(shù),將八個倉庫的溫濕度參數(shù)設(shè)定值及實(shí)時值、設(shè)備工作狀態(tài)集中顯示在屏幕上,還能以曲線圖、直方圖的形式顯示歷史數(shù)據(jù),并能打印溫濕度測試日報表及月報表。下位機(jī)通過數(shù)據(jù)采集裝置采集現(xiàn)場溫濕度數(shù)據(jù),按照實(shí)現(xiàn)設(shè)置的控制模式,輸出控制信號,實(shí)現(xiàn)對倉庫對象的溫濕度參數(shù)進(jìn)行定值控制。,2、測量及控制在本系統(tǒng)中,每個倉庫內(nèi)采樣點(diǎn)數(shù)為14點(diǎn)(溫度和濕度各7點(diǎn)),庫外2點(diǎn)(溫度和濕度各1點(diǎn))。采樣周期為10秒鐘,控制周期為一分鐘?,F(xiàn)場每一個采樣點(diǎn)掛一個溫濕度測量變送器。溫度檢測用電流型集成溫度傳感器AD590。它是一個溫度-電流轉(zhuǎn)換器,若在其輸出串接恒值電阻,電阻上流過的電流與被測量的絕對溫度成正比。每一臺下位機(jī)的ISA總線插槽內(nèi)插了一塊臺灣研華公司生產(chǎn)的PCL-812PG多功能數(shù)據(jù)采集卡。PCL-812PG是一種通用型數(shù)據(jù)采集卡,它提供了五種測量與控制功能,包括:16路12位單端模擬輸入通道、2路12位模擬量輸出、16路數(shù)字輸入、16路數(shù)字輸出和一個可編程計數(shù)器/定時器。,控制系統(tǒng)模型的輸入?yún)?shù)主要有:溫濕度設(shè)定值及上下限值、設(shè)備選用情況、當(dāng)前倉庫內(nèi)外溫度和相對濕度、上一個處理周期各控制設(shè)備的工況、設(shè)備啟動和停止的最小時間間隔、手動及自動狀態(tài)、聯(lián)機(jī)和脫機(jī)狀態(tài)等。輸出參數(shù)為各設(shè)備的啟動、維持及關(guān)閉信號??刂颇P湍軈^(qū)分高溫、悶濕、濕冷等多種天氣情況,并綜合歷史數(shù)據(jù)作出判斷,驅(qū)動空調(diào)機(jī)、去濕機(jī)和通風(fēng)機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的制冷、去濕和通風(fēng)操作。,3、通信在本系統(tǒng)中,上位機(jī)與下位機(jī)之間最大的通信距離約為1000米,系統(tǒng)設(shè)計時采用RS-485標(biāo)準(zhǔn)通過串行口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。RS-485通信采用平衡發(fā)送和差分接受的方式,具有抑制共模干擾的能力,傳輸距離可達(dá)千米以上。實(shí)現(xiàn)RS-485標(biāo)準(zhǔn)通信的方式很多,這里,我們選用了一塊基于微機(jī)ISA總線的研華PCL-745B的RS-485通信卡。它提供兩個RS-485串行口,每個串行口有一個帶16位FIFO緩沖器的UART。將串行口的兩根數(shù)據(jù)線與下位機(jī)的通信線直接連接,便可傳送實(shí)時數(shù)據(jù)。,4、微機(jī)應(yīng)用程序傳統(tǒng)的系統(tǒng)方案配置是工控機(jī)+數(shù)據(jù)采/集控制卡+VB/VC編程。研華公司為該卡提供了一種基于WINDOWS的標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)鏈接庫,使PCL-812PG有著完善的軟件支持功能。用戶可以在WINDOWS平臺下,使用VisualC++,VisuallBasic,Delphi等語言開發(fā)應(yīng)用軟件,可以通過調(diào)用動態(tài)鏈接庫中的庫函數(shù),方便地實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)采集卡底層進(jìn)行操作。,- 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