16路數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)

一、產(chǎn)品簡介

     本采集控制系統(tǒng)包含軟硬件兩部分。硬件部分是一款USB總線高精度20位采集模塊。硬件部分具有16路模擬輸入、開關(guān)量16路輸入/16路輸出、二路24位減法計數(shù)器（支持脈沖間隔或頻率測量功能）、兩路20位脈沖發(fā)生器。采用USB總線，支持即插即用、實時采集。采集模塊的所有功能設(shè)置都可以通過軟件控制，不需要硬件跳線。

     軟件部分包括參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)采集、曲線顯示、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)查詢、報表打印等菜單，可采集16路不同傳感器數(shù)據(jù)（如壓力、溫度、流量等），把采集信號以曲線形式顯示，實現(xiàn)以圖線形式實時顯示采集數(shù)據(jù)，并可以EXCEL格式存儲數(shù)據(jù)，界面直觀，易于觀察。 

     同時，可實現(xiàn)開關(guān)量輸出通道的手自動控制:通過手動操作啟停按鈕控制開關(guān)量輸出，驅(qū)動外部設(shè)備；還可通過設(shè)置16通道上下限值自動控制對應(yīng)的開關(guān)量輸出通道，同樣實現(xiàn)外部設(shè)備的驅(qū)動

 二、技術(shù)性能

 ●  AD 部分 
     ① 電壓： 16 路單端輸入，輸入電壓：± 5V 。 
     ② AD 轉(zhuǎn)換器： 20 位 AD ，速度 1000Hz （連續(xù)采集模式）。 
     ③ 通道輸入阻抗： 10 兆歐姆。 
     ④ 輸入插座： 20 線扁平電纜插座。 
     ⑤ 系統(tǒng)精度：± 0.03% FSR( 電壓精度：± 3mV) 。 
     ⑥ 有效分辨率：大于 18 位。 
     ⑦ 噪音（峰值）：小于± 3LSB(20 位， 100 個采樣點 ) 。
     ⑧ 輸入具有過壓保護(hù)，可以承受瞬時 -±20 伏的電壓。

● 開關(guān)量部分 
    1 、16 路輸入通道，性能： 
     輸入電壓： TTL 電平，兼容 3 伏電平。 
     高電平：大于 2 伏。 
     低電平：小于 0.8 伏。 
     輸入電壓范圍： 0-5 伏。 
    輸入端口內(nèi)部通過 10K 電阻上拉到 3 伏。因此懸空時，輸入 =1 。

    2 、16 路輸出通道，性能： 
    輸出電壓： 5 伏電平，兼容 TTL 電平。 
    高電平：大于 2.5 伏。 
    低電平：小于 0.5 伏。 
    zui大輸出電流： 10 毫安 / 路。 
    開關(guān)量輸出上電自動清零。

 三、連接器插座定義

     ① MX217有兩個扁平電纜連接器：P1-20腳、P2-40腳。 
     ② P1: 20腳扁平電纜插座對應(yīng)16路模擬輸入。 
        P2: 40腳扁平電纜插座對應(yīng)32路開關(guān)量。

 四、電路連接圖：

 五、系統(tǒng)運(yùn)行界面的主菜單包括：

 ●  設(shè)備號、  ●  權(quán)限管理、  ●  設(shè)置、  ● 查詢、  ●  報表、  ●  開始采集、  ●  停止采集、  ●  退出。

 六、主要運(yùn)行界面如下：

 1、初始界面

 軟件啟動后，出現(xiàn)如下的歡迎界面：

等待 3 秒鐘后，歡迎界面關(guān)閉。如果此程序已經(jīng)設(shè)置了密碼，則會出現(xiàn)如下的密碼輸入窗口：  

 此時要求用戶輸入正確的密碼，如果密碼輸入錯誤，將無法進(jìn)入主界面。

 2 、主界面

系統(tǒng)主菜單如下：

 用戶權(quán)限管理

 通道信息設(shè)置

 開始采集數(shù)據(jù)

 停止采集數(shù)據(jù)

 保存數(shù)據(jù)

 采集數(shù)據(jù)查詢

 報表打印

 清除歷史數(shù)據(jù)

 重繪曲線

 顯示幫助

 退出系統(tǒng)

 3、權(quán)限管理：

     單擊主界面中工具欄的 按鈕，即可彈出用戶管理窗口，為該程序設(shè)置或者取消密碼。用戶管理窗口如下：

     在更改或取消密碼時，用戶首先要正確輸入舊密碼，如果舊密碼輸入錯誤，密碼將無法更改或取消。

     如果“取消密碼”的復(fù)選框選中，則輸入的新密碼無效，按取消密碼對待。

 4、寫入設(shè)備號

     每臺硬件設(shè)備有對應(yīng)的設(shè)備號，只有當(dāng)上位機(jī)軟件與硬件設(shè)備的設(shè)備號*時才可實現(xiàn)通訊，完成采集、顯示及控制等功能。

 5 、通道參數(shù)設(shè)置：

     在程序的主界面中點擊 按鈕，即可進(jìn)入通道信息設(shè)置窗口，為采集器設(shè)置相應(yīng)的選項。

通道信息設(shè)置窗口如下：

 其中， zui小值 是指相應(yīng)通道輸入為 4mA 時所對應(yīng)的值。

 zui大值 是指相應(yīng)通道輸入為 20mA 時所對應(yīng)的值。

 校正值 是指采集器的偏離值。

 單位 是指外界被測量物理量的單位，設(shè)定好后可以顯示在主界面相應(yīng)的通道中。

 重繪曲線 是指重新開始繪制相應(yīng)通道的曲線，按下相應(yīng)通道的      按鈕，則該通道曲線重新開始繪制。

     通道設(shè)置界面后半部分可實現(xiàn)開關(guān)量控制，如上限（或下限）報警，驅(qū)動繼電器通斷以啟停外部設(shè)備等功能。用戶可根據(jù)工程需要自行選擇：

     上下限選擇 及 上下限值 ：

     例如，當(dāng)用戶需要實現(xiàn)當(dāng)采樣值（如溫度）大于上下限值設(shè)定的值（如 30 ℃）時，可選擇上限，則當(dāng)采樣值大于該設(shè)定值時， DO 狀態(tài)輸出高電平 ，外接發(fā)光二極管點亮，此時用戶還根據(jù)實際需要控制外部設(shè)備（如啟動降溫設(shè)備使溫度下降）；

     同理， 當(dāng)用戶需要實現(xiàn)當(dāng)采樣值（如溫度）小于上下限值設(shè)定的值（如 10 ℃）時，可選擇下限，則當(dāng)采樣值小于該設(shè)定值時， DO 狀態(tài)輸出低電平 ，外接發(fā)光二極管熄滅，此時用戶還根據(jù)實際需要控制外部設(shè)備（如停止降溫設(shè)備）。

     DO 狀態(tài) 用來指示當(dāng)前開關(guān)量輸出通道的狀態(tài)，為 代表當(dāng)前通道為低電平；為 代表當(dāng)前通道為高電平。

     手動 / 自動 轉(zhuǎn)換開關(guān) 用來選擇手自動模式。自動模式      運(yùn)行時則根據(jù)用戶設(shè)定的上下限自動運(yùn)行；在手動模式 下，按下啟動按鈕則相應(yīng)的通道輸出高電平，啟動外部設(shè)備，按下停止按鈕則相應(yīng)的通道輸出低電平，關(guān)閉外部設(shè)備。

 手動狀態(tài) 用來指示手動啟停狀態(tài)，為 代表手動停止，為 代表手動啟動。

 采集周期 是指數(shù)據(jù)采集器兩次連續(xù)采集間隔的大小。采集周期zui小可以設(shè)置為 50ms 。

 注意：若用戶不需要開關(guān)量控制，則可將手自動開關(guān)打到手動模式，并按下關(guān)閉按鈕。該軟件默認(rèn)為手動關(guān)閉即不使用開關(guān)量控制部分，若用戶有需要則可開啟。

 采集到的電流值可以被計算機(jī)自動按比例進(jìn)行處理，計算機(jī)根據(jù)如下公式將采集到的電流換算成相應(yīng)的物理量，并進(jìn)行存儲：

 實際物理量＝zui小值＋（采集到的電流值 -4mA)* （zui大值－zui小值） / （ 20mA － 4mA ）＋校正值

 6 、開始采集：

 點擊主界面工具欄中 按鈕，即可采集數(shù)據(jù)，采集速度與 “ 通道信息設(shè)置 ” 中采集周期的設(shè)置有關(guān)。

 系統(tǒng)在采集數(shù)據(jù)時，可以將數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫文件中，以便于以后的查詢。具體請參見“ 保存數(shù)據(jù) ”。

 采集數(shù)據(jù)時，各通道的實時數(shù)據(jù)（包括采集到的電流值、經(jīng)計算機(jī)處理后轉(zhuǎn)化為的實際物理量值）都將顯示在主界面左側(cè)的編輯欄中，關(guān)于將電流值轉(zhuǎn)化為實際物理量值的問題，請參見“ 通道信息設(shè)置 ”。

 在采集數(shù)據(jù)的同時，計算機(jī)將繪制實際物理量隨時間變化的曲線圖，方便于用戶更直觀的觀察數(shù)據(jù)隨時間變化的情況。

 7 、保存數(shù)據(jù)：

 在主界面點擊工具欄中 的按鈕，可以使系統(tǒng)保存 / 不保存當(dāng)前采集的數(shù)據(jù)。

 當(dāng)按鈕按下時，保存當(dāng)前數(shù)據(jù)；

 當(dāng)按鈕沒有按下時，不保存當(dāng)前數(shù)據(jù)。

 此按鈕與菜單欄中的“數(shù)據(jù)信息－ > 保存數(shù)據(jù)”具有統(tǒng)一功能。

 注意：采集到的數(shù)據(jù)保存在 Access數(shù)據(jù)庫中。

 8 、報表打?。?/p>

 點擊工具欄中的 按鈕，即可出現(xiàn)如下對話框，進(jìn)入報表打印功能。

 設(shè)置正確的時間后，點擊“ Excel 報表 ”，系統(tǒng)會打開 Excel ，并將查詢到此時間段的數(shù)據(jù)寫入 Excel 中。用戶可以將此 Excel 工作簿保存到任何位置，亦可以用 Excel 提供的打印功能進(jìn)行打印。

 若點擊“ QuickReport 報表 ”按鈕，系統(tǒng)會將查詢到此時間段的數(shù)據(jù)寫入 QucikReport ，支持保存和打印功能。

 但是用 “QuickReport 報表 ” 一次只能打印 4 個通道的數(shù)據(jù)，所以要選擇打印的通道。

 注意：生成的 QuickReport 報表不可以zui小化，否則程序?qū)o法關(guān)閉！

 Excel 報表：

QuickReport 報表：

 9 、數(shù)據(jù)查詢：

     當(dāng)按下 按鈕時，進(jìn)入采集數(shù)據(jù)查詢的功能。該功能可以按時間查詢歷史采集的數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)必須已保存到數(shù)據(jù)庫），并可以將查詢到的數(shù)據(jù)制成報表（ Excel 報表或者 QuickReport 報表，具體方法參見“ 報表打印 ”）。采集數(shù)據(jù)查詢的窗口界面如下：

     輸入正確的查詢時間后，點擊“ 查詢 ”，即可查詢到符合時間條件的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)用圖和表格兩種形式繪制出來。

     “通道 x ”復(fù)選框可以控制圖表中是否繪制此通道的曲線。

 注意：輸入查詢時間時必須格式正確（ year-month-day hour-minute-second ） ，否則將出現(xiàn)錯誤。

 10. 清除歷史數(shù)據(jù)：

 點擊菜單欄中的  按鈕可以清除歷史數(shù)據(jù)。

 設(shè)置正確的時間后點擊“ 確定 ”按鈕，即可將數(shù)據(jù)庫中相應(yīng)的數(shù)據(jù)清除掉，以節(jié)省磁盤空間。 清除數(shù)據(jù)后無法恢復(fù) 。

 如果用戶安裝的了 Office Access ，用戶可以自行到此程序的安裝目錄下找到 data.dmb 文件，人工清除歷史數(shù)據(jù)，但不*這樣做。

 注意：請不要改動 data.dmb 的目錄，否則系統(tǒng)無法找到此文件！也不要試圖設(shè)計 data.dmb 中的表項

 11 、重繪曲線：

 點擊 將重繪曲線，用戶在需要重新繪制所有曲線時，可以點擊此按鈕。

 12 、顯示幫助：

 點擊 將顯示幫助文件，用戶在使用此軟件時遇到困難，可以查看此幫助文件。幫助文件中包括了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件安裝及軟件使用說明。

 13 、退出系統(tǒng)：

 點擊 按鈕可以退出本系統(tǒng)。如果當(dāng)前正在采集數(shù)據(jù)，則退出前會出現(xiàn)提示對話框；如果當(dāng)前沒有采集數(shù)據(jù)，則直接退出系統(tǒng)。