便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分析

1、便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分析隨著新產(chǎn)品的研發(fā)及原設(shè)計(jì)產(chǎn)品的持續(xù)改進(jìn)，發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)需要測(cè)量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)越來(lái)越多，而在原有發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架上可用的試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集通道就顯得越來(lái)越少。原試驗(yàn)臺(tái)架操縱采集系統(tǒng)主要是為了操縱和測(cè)量試驗(yàn)參數(shù)，其可擴(kuò)展采集通道數(shù)量有限，同時(shí)，臺(tái)架上數(shù)據(jù)采集通道和參數(shù)設(shè)置也相對(duì)繁瑣。有些試驗(yàn)臺(tái)架要增加測(cè)量參數(shù)和采集通道，需要通過(guò)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)操作系統(tǒng)實(shí)行采集通道的添加才行，這就使一些臨時(shí)需要添加采集數(shù)據(jù)的試驗(yàn)任務(wù)產(chǎn)生了困難。為了解決以上問(wèn)題，以往通常采納兩種辦法：（ 1）一些發(fā)動(dòng)機(jī)工程技術(shù)人員為了能對(duì)自己需要觀測(cè)的數(shù)據(jù)實(shí)行測(cè)量采集，不得不利用 USB數(shù)據(jù)采集模塊自己制作臨時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。這樣既要

2、接傳感器又要接電源，還要自編數(shù)據(jù)采集軟件等，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工程技術(shù)人員要求較高。（ 2）通過(guò)直接連接傳感器而做成的臨時(shí)數(shù)據(jù)觀測(cè)裝置，這種裝置只能通過(guò)二次儀表顯示測(cè)量的數(shù)據(jù)，不能對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)行自動(dòng)記錄和曲線顯示。同時(shí)，這些裝置自定義性相對(duì)較差，檢測(cè)壓力的二次儀表如要根據(jù)試驗(yàn)要求改為測(cè)流量、濕度和油耗等物理量時(shí)，儀表內(nèi)參數(shù)設(shè)置相對(duì)復(fù)雜。為了能制作一種攜帶方便、使用靈活的試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，我們采納研華ADAM5000/48弒驗(yàn)數(shù)據(jù)采集操縱系統(tǒng)+傳感器接口 +USB專(zhuān)串口試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集軟件的形式制作了一種便攜式試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。這套采集系統(tǒng)向上通過(guò)串口轉(zhuǎn)US瞭與上位計(jì)算機(jī)相連，向下通過(guò)通用傳感器接口直接連接測(cè)

3、量傳感器。上位計(jì)算機(jī)通過(guò)安裝專(zhuān)用軟件操縱并采集通過(guò)傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)，并能對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)實(shí)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。.硬件設(shè)計(jì)硬件部分采納ADAM5000/485式驗(yàn)數(shù)據(jù)采集操縱系統(tǒng)+傳感 器接口集成。研華ADAM5000/48僚列產(chǎn)品（見(jiàn)圖1）是一個(gè)數(shù)據(jù)采集操縱系統(tǒng)，它能夠通過(guò)多通道的 I/O 模塊實(shí)行操縱、監(jiān)視和數(shù)據(jù)采集，系統(tǒng)能夠提供智能化信號(hào)調(diào)理、模擬量 I/O、數(shù)字量I/O、RS23牙口RS485通訊。ADAM500集列由系統(tǒng)本身和I/O模塊組成，系統(tǒng)本身有4 個(gè) 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

4、。本系統(tǒng)安裝有兩個(gè)ADAM 5013I/O 模塊，這是一種具有三通道RTD電阻的輸入模塊，能夠連接 PT100和Ni熱電阻的 溫度傳感器。它的優(yōu)點(diǎn)是：在ADAM500計(jì)測(cè)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(gè)模塊上總共6 個(gè)通道線直接引出，接在采集箱上 6 個(gè)快插接頭上。這樣在試驗(yàn)室中測(cè)量溫度時(shí)，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。采納一個(gè)ADAM 5017I/O 模塊，它是8 通道模擬輸入模塊，可輸入士 5V、10M 20mA（接250Q電阻）等模擬量。為了能方便測(cè)量4 個(gè)壓力數(shù)據(jù)，使用前4 個(gè)通道并安裝 4 個(gè)需要 24V 電

5、源的壓力變送器，分別的量程為 050kPa、0200kPa、0300kPa、01000kPa,然后將傳感器接口對(duì)外固定在采集箱上。測(cè)量氣壓或油壓時(shí)只需將壓力管接至相對(duì)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05V電壓信號(hào)，必須對(duì)采集的電壓信號(hào)實(shí)行系數(shù)修正。在軟件上對(duì)這四個(gè)壓力傳感器實(shí)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(shí)際測(cè)量值。（3 ）其他模擬量輸入。為使采集系統(tǒng)能方便對(duì)其他模擬量如油耗、流量、轉(zhuǎn)速等實(shí)行測(cè)量，留出ADAM 5017I/O 模塊的后 4 個(gè)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(gè)采集箱（見(jiàn)圖2）選用380m由300mmt控

6、箱制成，使用220V/24V標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)關(guān)電源，為數(shù)據(jù)采集操縱系統(tǒng)和壓力變送器提供電源。通過(guò)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(hào)輸入接口，使用方便。.軟件設(shè)計(jì)各種傳感器采集的試驗(yàn)數(shù)據(jù)是經(jīng)過(guò) ADAM500通過(guò)串口 R232通信方式傳送給上位計(jì)算機(jī)的，而 ADAM500要向上位機(jī)發(fā)送信息, 必須先要有上位機(jī)通過(guò)串口向它發(fā)送指令代碼，否則ADAM500不會(huì)自動(dòng)向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。同時(shí) ADAM500諼收的僅僅包含采集數(shù)據(jù)的字符 串，這樣的數(shù)據(jù)用戶(hù)是不方便記錄和顯示的，所以必須為ADAM500采集系統(tǒng)制作專(zhuān)用采集軟件。（1）軟件部署。本軟件是運(yùn)行在.net 平

7、臺(tái)下的，同時(shí)因?yàn)檫\(yùn)行時(shí)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(shí)）及研華ActiveDAQPro （數(shù)據(jù)采集控件）。同時(shí)為了本系統(tǒng)能與通用電腦連接 和通信，本系統(tǒng)將 ADAM500的串口通信加裝了 US璘專(zhuān)R232轉(zhuǎn)接線， 所以本機(jī)電腦上還要安裝 US蕾串驅(qū)動(dòng)程序。（2）本采集系統(tǒng)的可拓 展性。在測(cè)量通道數(shù)量上，本采集系統(tǒng)還留有一個(gè)數(shù)據(jù)采集I/O 插槽，通過(guò)加裝一個(gè)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)操縱上，通過(guò)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、操縱為一體的可自定義操縱系統(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(dòng)機(jī)試驗(yàn)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(guò)本采集系統(tǒng)，能夠?qū)υ囼?yàn)室進(jìn)回油調(diào)壓裝置要 采集的溫度和壓力實(shí)行方便的連接和采集。此外在輪轂試驗(yàn)室的整車(chē) 瞬時(shí)油耗測(cè)量上也有應(yīng)用，通過(guò)本采集裝置，能夠?qū)⒂秃膬x的輸出電 壓接入采集器。通過(guò)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(duì)應(yīng)關(guān)系，可將整車(chē)瞬時(shí)油耗測(cè)量的數(shù)據(jù)方便的采集并通過(guò)曲 線方式動(dòng)態(tài)顯示在電腦上。四、結(jié)語(yǔ)綜上所述，這是一個(gè)自定義性很強(qiáng)的采集系統(tǒng)，通