USB2.0-16-20AD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(彎)。
    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，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。
       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 采集模塊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，將無法進入主界面。

2、主界面

系統(tǒng)主菜單如下：

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，只有當上位機軟件與硬件設(shè)備的設(shè)備號一致時才可實現(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，

最小值是指相應(yīng)通道輸入為4mA時所對應(yīng)的值。

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，當用戶需要實現(xiàn)當采樣值（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，當用戶需要實現(xiàn)當采樣值（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)用來指示當前開關(guān)量輸出通道的狀態(tài)，為代表當前通道為低電平；為代表當前通道為高電平。

手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)用來選擇手自動模式。自動模式運行時則根據(jù)用戶設(shè)定的上下限自動運行；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。采集周期最小可以設(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自動按比例進行處理，計算機根據(jù)如下公式將采集到的電流換算成相應(yīng)的物理量，并進行存儲：

實際物理量＝最小值＋（采集到的電流值-4mA)*（值－最小值）/（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/不保存當前采集的數(shù)據(jù)。

當按鈕按下時，保存當前數(shù)據(jù)；

當按鈕沒有按下時，不保存當前數(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。

8、報表打?。?/span>

點擊工具欄中的按鈕，即可出現(xiàn)如下對話框，進入報表打印功能。

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報表不可以最小化，否則程序?qū)o法關(guān)閉！

Excel報表：

QuickReport報表：

9、數(shù)據(jù)查詢：

當按下按鈕時，進入采集數(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。

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)，但不推薦這樣做。

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；如果當前沒有采集數(shù)據(jù)，則直接退出系統(tǒng)。