便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分析范文

本站小編為你精心準(zhǔn)備了便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分析參考范文，愿這些范文能點(diǎn)燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

隨著新產(chǎn)品的研發(fā)及原設(shè)計產(chǎn)品的不斷改進(jìn)，發(fā)動機(jī)試驗需要測量的試驗數(shù)據(jù)越來越多，而在原有發(fā)動機(jī)試驗臺架上可用的試驗數(shù)據(jù)采集通道就顯得越來越少。原試驗臺架控制采集系統(tǒng)主要是為了控制和測量試驗參數(shù)，其可擴(kuò)展采集通道數(shù)量有限，同時，臺架上數(shù)據(jù)采集通道和參數(shù)設(shè)置也相對繁瑣。有些試驗臺架要增加測量參數(shù)和采集通道，需要通過后臺數(shù)據(jù)庫操作系統(tǒng)進(jìn)行采集通道的添加才行，這就使一些臨時需要添加采集數(shù)據(jù)的試驗任務(wù)產(chǎn)生了困難。

一、以前臨時試驗數(shù)據(jù)采集的方式和方法

為了解決以上問題，以往通常采用兩種辦法：（1）一些發(fā)動機(jī)工程技術(shù)人員為了能對自己需要觀測的數(shù)據(jù)進(jìn)行測量采集，不得不利用USB數(shù)據(jù)采集模塊自己制作臨時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。這樣既要接傳感器又要接電源，還要自編數(shù)據(jù)采集軟件等，對發(fā)動機(jī)工程技術(shù)人員要求較高。（2）通過直接連接傳感器而做成的臨時數(shù)據(jù)觀測裝置，這種裝置只能通過二次儀表顯示測量的數(shù)據(jù)，不能對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行自動記錄和曲線顯示。同時，這些裝置自定義性相對較差，檢測壓力的二次儀表如要根據(jù)試驗要求改為測流量、濕度和油耗等物理量時，儀表內(nèi)參數(shù)設(shè)置相對復(fù)雜。

二、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)制作

為了能制作一種攜帶方便、使用靈活的試驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，我們采用研華ADAM5000/485試驗數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)+傳感器接口+USB轉(zhuǎn)串口試驗數(shù)據(jù)采集軟件的形式制作了一種便攜式試驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。這套采集系統(tǒng)向上通過串口轉(zhuǎn)USB線與上位計算機(jī)相連，向下通過通用傳感器接口直接連接測量傳感器。上位計算機(jī)通過安裝專用軟件控制并采集通過傳感器測量的數(shù)據(jù)，并能對測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工、定義、顯示和保存等操作。本系統(tǒng)組成上可分為軟件和硬件兩部分。

1.硬件設(shè)計硬件部分采用ADAM5000/485試驗數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)+傳感器接口集成。研華ADAM5000/485系列產(chǎn)品（見圖1）是一個數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)，它能夠通過多通道的I/O模塊進(jìn)行控制、監(jiān)視和數(shù)據(jù)采集，系統(tǒng)能夠提供智能化信號調(diào)理、模擬量I/O、數(shù)字量I/O、RS232和RS485通訊。ADAM5000系列由系統(tǒng)本身和I/O模塊組成，系統(tǒng)本身有4個I/O模塊插槽，可插接模擬輸入、模擬輸出和數(shù)字量輸入輸出模塊。（1）溫度模擬輸入。本系統(tǒng)安裝有兩個ADAM－5013I/O模塊，這是一種具有三通道RTD熱電阻的輸入模塊，可以連接PT100和Ni熱電阻的溫度傳感器。它的優(yōu)點(diǎn)是：在ADAM5000中測量的數(shù)據(jù)直接就是溫度值，不需轉(zhuǎn)換，方便可靠。將兩個模塊上總共6個通道線直接引出，接在采集箱上6個快插接頭上。這樣在試驗室中測量溫度時，只需將含有快插接頭的溫度傳感器接入采集箱接口中，便可直接采集溫度。（2）壓力模擬量輸入。采用一個ADAM－5017I/O模塊，它是8通道模擬輸入模塊，可輸入±5V、±10V、±20mA（接250Ω電阻）等模擬量。為了能方便測量4個壓力數(shù)據(jù)，使用前4個通道并安裝4個需要24V電源的壓力變送器，分別的量程為0～50kPa、0～200kPa、0～300kPa、0～1000kPa，然后將傳感器接口對外固定在采集箱上。測量氣壓或油壓時只需將壓力管接至相應(yīng)量程的傳感器上就可直接采集。另外壓力傳感器采集的模擬量是0～5V電壓信號，必須對采集的電壓信號進(jìn)行系數(shù)修正。在軟件上對這四個壓力傳感器進(jìn)行標(biāo)定和曲線擬合，保證在軟件上顯示的曲線各數(shù)值都是實際測量值。（3）其他模擬量輸入。為使采集系統(tǒng)能方便對其他模擬量如油耗、流量、轉(zhuǎn)速等進(jìn)行測量，留出ADAM－5017I/O模塊的后4個通道并用排線接出，使用者可方便將要采集的模擬量接入采集箱。整個采集箱（見圖2）選用380mm×300mm電控箱制成，使用220V/24V標(biāo)準(zhǔn)開關(guān)電源，為數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)和壓力變送器提供電源。通過標(biāo)準(zhǔn)R232串口數(shù)據(jù)線用與同上位機(jī)相連，使得整套系統(tǒng)體積小，標(biāo)準(zhǔn)電源和通訊接口及信號輸入接口，使用方便。

2.軟件設(shè)計各種傳感器采集的試驗數(shù)據(jù)是經(jīng)過ADAM5000通過串口R232通信方式傳送給上位計算機(jī)的，而ADAM5000要向上位機(jī)發(fā)送信息，必須先要有上位機(jī)通過串口向它發(fā)送指令代碼，否則ADAM5000不會自動向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。同時ADAM5000接收的只是包含采集數(shù)據(jù)的字符串，這樣的數(shù)據(jù)用戶是不方便記錄和顯示的，因此必須為ADAM5000采集系統(tǒng)制作專用采集軟件。（1）軟件部署。本軟件是運(yùn)行在.net平臺下的，同時由于運(yùn)行時調(diào)用了研華的圖表顯示控件，所以安裝本采集軟件前，本機(jī)上要安裝有FrameWork2.0（.net運(yùn)行時）及研華ActiveDAQPro（數(shù)據(jù)采集控件）。同時為了本系統(tǒng)能與通用電腦連接和通信，本系統(tǒng)將ADAM5000的串口通信加裝了USB轉(zhuǎn)R232轉(zhuǎn)接線，所以本機(jī)電腦上還要安裝USB轉(zhuǎn)串驅(qū)動程序。（2）本采集系統(tǒng)的可拓展性。在測量通道數(shù)量上，本采集系統(tǒng)還留有一個數(shù)據(jù)采集I/O插槽，通過加裝一個ADAM－5017模擬量采集模塊，就能再增加8模擬量采集通道；在系統(tǒng)控制上，通過在I/O插槽上加裝其他模塊，如數(shù)字量輸入輸出模塊、模擬量輸出模塊、繼電器輸出模塊等，就能將本系統(tǒng)擴(kuò)展成集采集、控制為一體的可自定義控制系統(tǒng)。

三、采集系統(tǒng)應(yīng)用

本采集系統(tǒng)的制作是為了采集發(fā)動機(jī)試驗室進(jìn)回油調(diào)壓裝置的進(jìn)回油壓力及進(jìn)油溫度。通過本采集系統(tǒng)，可以對試驗室進(jìn)回油調(diào)壓裝置要采集的溫度和壓力進(jìn)行方便的連接和采集。此外在輪轂試驗室的整車瞬時油耗測量上也有應(yīng)用，通過本采集裝置，可以將油耗儀的輸出電壓接入采集器。通過一組在不同流量下油耗儀所顯示電壓，經(jīng)曲線擬合找出對應(yīng)關(guān)系，可將整車瞬時油耗測量的數(shù)據(jù)方便的采集并通過曲線方式動態(tài)顯示在電腦上。

四、結(jié)語

綜上所述，這是一個自定義性很強(qiáng)的采集系統(tǒng)，通過便攜的移動、方便的連接和簡單的設(shè)置，它可在試驗室內(nèi)及野外通過筆記本電腦方便地搭建一套用戶想要的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。與同類其他進(jìn)口便攜數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相比，在價格、自定義性、功能性和可擴(kuò)展性上都有一定的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的應(yīng)用前景。

作者：孟慶站 單位：濟(jì)寧技師學(xué)院科研處