PT100热电阻采集模块可通过隔离的485通讯接口与RS-485局域控制网组网连接,RS-485最多允许32个PT100、热电阻采集模块挂在同一总线上。在将PT100热电阻采集模块安装入网前,应对其进行配置,并首先应将模块的波特率与网络的波特率设为一致,同时应分别设置PT100热电阻采集模块为不同的地址,防止各PT100、PT1000热电阻采集模块的地址冲突。
将PT100热电阻采集模块正确连接后,主机发出读数据命令即可使PT100热电阻采集模块将数据送回主机。PT100热电阻采集模块内的数据每秒钟更新一次,并周期性地更新显示屏的显示数据。
3.2.2多功能的数据采集卡
根据设计需要,采用研华科技公司生产的PCI-1710HG多功能的数据采集卡,它有先进的电路设计,具有较好的质量和更多的功能,其中有最常用的测量、控制功能:12位A/D转换、D/A转换、数字量的输入、输出以及计数器和定时器功能。
3.2.3PCI-1710HG数据采集卡的特点
PCI-1710HG多功能的数据采集卡的主要特点如下:
16路的单端或8路的差分模拟量输入通道,或者组合的输入方式; 12位的A/D转换器,采样速率达100kHz; 通道增益可随意编程; 单端或者差分输入自由组合; 卡上有4K采样FIFO缓冲器; 2路12位模拟量输出通道;
16路的数字量输入通道及16路的数字量输出通道; 可编程定时器,计数器; PCI总线的数据传输。
PCI-1710HG多功能的数据采集卡的一般特性: I/O接口:68脚SCSI-II孔式接口; 功耗:+5V、850mA(典型值); 工作温度:0-60℃; 存储温度:-20~70℃; 工作湿度:5%~95%RH。
提供16路数字量输入和16路数字量输出,使用户可以最大灵活的根据自己的需要来应用。其中模拟量输入端口只接受1~5V电压信号,数字量输入输出端口高
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电平为5V,低电平为0V。
3.2.4PCI-1710多功能数据采集卡的功能
1)即插即用功能
PCI-1710完全符合PCI规格Rev2.1标准,支持即插即用。在安装板卡时,不需要设置任何跳线和DIP拨码开关,所有与总线相关的配置,比如基地址、中断等,均由即插即用功能完成。 2)单端或差分混合的模拟量输入
PCI-1710是一个自动通道/增益扫描电路,该电路能代替软件控制采样期间多路开关的切换。卡上的SRAM存储了每个通道不同的增益值及配置,这样可使不
图8 PCI-1701管脚图
不同的通道使用不同的增益,并且自由组合单端或差分输入来完成多通道的高速采样。PCI-1710卡上有一个FIFO缓冲器,能存储4K的A/D采样值。当FIFO缓冲器半满时,PCI一1710会产生一个中断。该特性提供了连续高速的数据输入及windows下更可靠的性能。
PCI-1710提供了可编程的计数器,用于为A/D变换提供可触发脉冲。计数器芯片为82C54或与其兼容的芯片,它包含了三个16位的IOMHz时钟的计数器。其中有一个计数器作为事件计数器,用于对输入通道的事件进行计数。另外两个级联在一起,用作脉冲触发的32位定时器。 3)16路数字输入和1 6路数字输出
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提供16路数字输入和16路数字输出,使用户可以最大灵活的根据自己的需要来应用。 4)短路保护
PCI-1710在+12V(DC)/+5V(DC)输出管脚处提供了短路保护器件,当发生短路时,保护器件会自动断开停止输出电流,直到短路被清除两分钟后,管脚才开始输出电流。
3.3信号传输
根据设计的自控系统总体方案和主要元器件的选型的结果,相应的设计出该系统的信号接线图,该电路以多功能数据采集卡PCI-1710为中心,采集的温度测量信号经过信号调理电路后整理成l一5V的电压信号输入PCI-1710的模拟量输入端口;被检流量计的频率信号接入脉冲触发计数器端口;电磁阀和鼓风机经过继电器分别接入1710的数字量输出端口;限位开关接入PCI-1710的数字量输入端口; PCI-1710直接插入计算机PCI插槽,与计算机相连。
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第四章 系统组态
软件的设计是钟罩式气体流量标准装置开发研制中至关重要的一个环节,用户最终将直接通过软件和系统对话。为了方便用户的使用,软件的开发中尽量遵循界面布置合理、美观,功能合适,操作简单,做到检测结果一目了然。通过分析,本系统初步图像显示界面、数据记录界面、数据采集部分、控制部分和装置的原理解释界面组成。
4.1 组态软件的发展现状
组态软件是一种新型的软件开发工具,近年来,组态软件在工业领域被广泛运用。人们不需要学习具体的指令和代码,只要运用软件内部封装好的工具,通过硬件配置、数据和图形组态等即可以实现所需的开发工作。各种组态软件在自动控制系统平台上,使用各种灵活的组态方式,为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能。
4.1.1 国外组态软件
1)In Touch:Wonder ware的INTOUCH的组态软件是最早一批传入我国的。他的功能简单,设计人员容易掌握。由于都是内部封装好的函数,且语句格式可以直接获取,所以十分方便地就可以编写脚本程序。对于功能要求不高的工业过程,性能比较好并且运行速度快,所以一直以来都是监控软件的主流之一。但对于熟练INTOUCH软件编程技术人员来说,它的功能也可以更为强大。
2)iFix:IntcHufion公司最新的系列产品,iFix的功能虽很强大,但它对于硬件的要求比苛刻。对于比较复杂的系统来说,iFix的优势就可以显现出来。IntcHufion提供了更加强大的组态功能,在运行过程中数据源可以随意改变,这就为设计人员提供方便,可以更加方便地实现自动控制。
3)Citech:澳大利亚的CiT公司开发的Citech软件也是较早进入中国市场的产品之一。Citech的操作方式简单易懂,但其操作方式一般是面向程序员,而不是普通的工控用户。Citech提供了类似C语言的脚本程序语言进行二次开发,但与iFiX不同的是,Citech的脚本程序语言并不是面向对象的编程语言,而是一种类似于C语言的编程语言,这就为用户进行二次开发增加了难度。
4)WinCC:Simem的Wince是西门子产品的一个套装软件,在功能上面没有太多的特点,并且在实际运用中与计算机的操作系统的兼容性又不好,所以在技术支持的工作方面及其推广的工作开展并不全面。而其新出的版本WinCC5.0在功能
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上有了很大的改善,其色彩和图库的美观性得到了大大提高,Siemens正在着手向监控领域里发展并谋取其在自动化领域同样的稳固地位的作准备,所以,WinCC会因其PLC技术在工业现场的运用也将会越来越多。
4.1.2 国内组态软件
随着工控的发展,国内许多企业也相继开发了国产化的组态软件,其产品也正在逐步占领国内市场,近年来已产生许多具有一定影响力的产品,例如MCGS、组态王、天工、虎翼、ControlX、力控等。
1)组态王:由北京的亚控自动化软件有限公司开发的组态王(Kingview),是国内目前较有影响的组态软件之一。这款软件提供了像资源管理器一样的操作主界面,并且还提供了支持汉字作为关键字的脚本程序语言。而且提供了多种硬件的驱动程序。具有开放性、易用性和集成能力。
2)力控:力控软件也是国内较早出现的组态软件之一。在1999~2000 年期间,力控得到了相当有力的发展,它在很多中间环节的设计上,都能从用户的角度出发,不仅注重其实用性,而且不失软件的规范。公司还在产品的培和用户技术支持等许多方面投入了大量的人力,力控软件的产品也将在工控的软件界形成巨大的影响。
3)MCGS由北京昆仑通态科技有限公司开发研制的,其开发的MCGS组态软件具有多任务和多线程功能,源程序采用VC++编程,并通过OLE技术向用户提供了VB编程接口,还提供丰富的设备动画构件、驱动构件、策略构件, 用户可以随时方便地扩充系统的功能。
4.2 组态软件的选择
本流量标准装置软件采用MCGS组态软件。主要是因为它有以下功能和特点,比较适合运用于本装置。
1)容量小:整个系统最低的配置只需要极小的存贮空间,就可以方便的使用DOC等不同的存贮设备;
2)速度快:系统的时间控制的精度非常高,可以方便地完成各种各样的高速采集系统,并满足实时的控制系统要求;
3)成本低:使用嵌入式计算机,大大的降低设备成本;
4) 稳定性高:无风扇,上电重启时间很短,可在各种恶劣条件下稳定的长时间运行;
5)支持多种设备:提供了所有常用的硬件设备的驱动。
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