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数据采集控制系统组成于功能

发布时间:2008-11-12阅读:1189

  基于PC的数据采集控制系统已被广泛应用于工业现场及实验室,如监测控制数据采集及自动化测试等等,选择并构建一个能满足需要的数据采集及控制系统需要一定的电子及计算机工程知识。一般数据采集及控制系统配置包括:①变送器和执行器;②信号调理;③数据采集控制硬件;④计算机系统软件。
 
  1. 变送器
 
  变送器能够将温度、压力、长度、位置等物理信号转换成电压、电流、频率、脉冲或其他信号,热电偶电热调节器及电阻温度检测器都是常用的温度测量变送器。其他类型的变送器包括流量传感器、压力传感器、应力传感器、测压单元,它们可以用来测量流体的速率、应力变化、压力或位移。执行器是一种通过使用气压、水压或电力来执行过程控制的设备,比如调节阀通过打开或关闭阀门来控制流体的速率。
 
  2. 信号调理
 
  变送器产生的信号通过数据采集硬仵转换成数字信号之前,应该采用信号调理电路来改善信号的质量,例如信号的定标、放大、线性化、冷端补偿、滤波衰减、共模抑制等等常见的信号处理。为了获得最大的分辨率,输人电压的范围应与D/A转换器的最大输人范围相当。放大扩展了变送器信号的范围,这样它就能与D/A转换器的输人范围相匹配,比如一个10倍的放大器,能够将电压范围在0~IV的变送器信号,在其到达D/A转换器之前变成0~10V的信号。
 
  3. 数据采集控制硬件
  一般完成以下一个或多个功能:模拟量输入、模拟量输出、数字量输人、数字量输出及计数定时功能。
 
  4. 模拟量输入
 
  模拟量到数字量的转换,将模拟电压或电流转换为数字信息,为了使计算机能够处理或存储信号,这种转换是必须的。选择D/A硬件的标准:①输人通道的个数;②单端或差分输人信号;③采样频率(每秒的采样次数);④分辨率(通常以A/D转换位数来衡量);⑤输入范围(由满量程伏特数决定);⑥噪声及非线性。
 
  5. 模拟量输出
 
  模拟量到数字量相反的变换是数字量到模拟量的变换(D/A)。该变换将数字信号转换为模拟的电压或电流。D/A变换能够让计算机控制周围的世界。模拟量输出信号可以直接控制过程设各,而过程又可以以模拟量信号的形式进行反馈,闭环PID控制系统采取的就是这种形式。模拟量输出还可以用来产生波形,这种情况下,D/A变换器就成了一个函数发生器。

  6. 数字量输入及输出

  数字量输入/输出功能广泛应用在开关状态的监测、工业开/关控制及数字通信中。

  7. 计数器/定时器

  计数器/定时器可以用于事件计数、流量计数、监测频率计数、脉冲宽度测量、时宽测量等方面。

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