数据采集模块 8路热电偶模拟量输入模块
关于西门子模拟量输入模块接线的阐述
关于西门子模拟量输入模块接线的阐述 关于西门子模拟量输入模块6ES7 331-7KF02-0AB0接线图的阐述 1.问题概述 我们公司所采用的很多模拟量输入模块的订货号是6ES7 331-7KF02-0AB0， 认真研究该模块接线图后发现很多问题，通过网络查资料，向西门子咨询和同事讨论问题基本解决，经整理后写成本文件，供同事参考，具体描述如下 1.1具体问题： ①端子10（COMP ）和端子11（MANA）为什么要短接。 ②端子11（MANA）和端子20（M）为什么要短接。 ③两线制具体怎么接，为什么要这样接。 ④四线制具体怎么接，为什么要这样接。 ⑤两线制和四线制的区别重点在什么地方。 ⑥西门子设备手册中的“使用非隔离电源的接地4线制传感器时，不需要互连MANA和M-（端子11、13、15、17、19）。”这句话怎么理解，我们该怎样处理。 ⑦功能性接地是什么作用。 2.1参考图片
图1西门子设备手册提供的6ES7 331-7KF02-0AB0接线图 图2 6ES7 331-7KF02-0AB0接线端子说明 2.2问题讲解 ①问题“①端子10（COMP ）为什么和端子11（MANA）短接。” 端子10（COMP ）是用于外部补偿，而Mana是参考电位，一般模拟量输入模块6ES7 331-7KF02-0AB0 使用内部补偿，所以必须将端子10（COMP ）与参考电位Mana短接。 ②问题“②端子11（Mana）和端子20（M）为什么要短接。” 端子11（Mana）作为模拟测量电路参考电位，参考电位就是模块供电的DC24V负（-），所以端子11（Mana）和端子20（M）短接。 ③问题“⑤两线制和四线制的区别重点在什么地方。” 区别1：有无独立供电
简易数据采集系统的设计
简易数据采集系统设计 题目：二选一 1． 设计一个单片机控制的数据采集系统，要求A/D 精度12位，采样频率最高100KHz,输 入8路信号，分时复用A/D 芯片，将采集到的波形进行4K 的SRAM 存储，然后通过串行口发送给计算机 2． 设计一波形发生电路，计算机通过串行口向板卡发送波形电路，波形存储到板卡上的 SRAM 中，然后进行计算机控制的D/A 波形产生，板卡上用单片机进行控制 要求： 1． 选择器件，确定具体型号。 2． 画原理图。 3． 根据器件封装画PCB 图。 4． 写出相应的单片机和微机控制程序。 5． 写出详细的原理分析报告。 器件选择： TI 公司生产的8位逐次逼近式模数转换器ADC0809，8051，MAX232 原理图如下： 原理报告原理报告：： 采集多路模拟信号时，一般用多路模拟开关巡回检测的方式，即一种数据采集的方式。利用多路开关（MUX ）让多个被测对象共用同一个采集通道，这就是多通道数据采集系统的实质。当采集高速信号时，A/D 转换器前端还需加采样/保持(S/H)电路。 待测量一般不能直接被转换成数字量，通常要进行放大、特性补偿、滤波等
环节的预处理。被测信号往往因为幅值较小，而且可能还含有多余的高频分量等原因，不能直接送给A/D 转换器，需对其进行必要的处理，即信号调理。如对信号进行放大、衰减、滤波等。 通常希望输入到A/D 转换器的信号能接近A/D 转换器的满量程以保证转换精度，因此在直流电流电源输出端与A/D 转换器之间应接入放大器以满足要求。 本题要求中的被测量为0～5V 直流信号，由于输出电压比较大，满足A/D 转换输入的要求，故可省去放大器，而将电源输出直接连接至A/D 转换器输入端。 关于A/D 转换器的选取： 1.转换时间的选择 转换速度是指完成一次A/D 转换所需时间的倒数，是一个很重要的指标。A/D 转换器型号不同，转换速度差别很大。通常，8位逐次比较式ADC 的转换时间为100us 左右。由于本系统的控制时间允许，可选8位逐次比较式A/D 转换器。 2.ADC 位数的选择 A/D 转换器的位数决定着信号采集的精度和分辨率。 要求精度为0.5%。对于该8个通道的输入信号，8位A/D 转换器，其精度为 8 0.39%2 ?= 输入为0～5V 时，分辨率为 8 50.019611 22Fs N V v ==?? Fs v —A/D 转换器的满量程值 N —ADC 的二进制位数 量化误差为 8 50.0098(1)2 (1)2 22Fs N Q V v = = =?×?× ADC0809是8位逐次逼近式模数转换器，包括一个8位的逼近型的ADC 部分，并提供一个8通道的模拟多路开关和联合寻址逻辑，为模拟通道的设计提供了很大的方便。
八通道热电偶采集模块(热电偶,电压,电流)说明书
FLEX4011八通道模拟量(热电偶/电压/电流) 采集模块用户手册
目 录 1 产品介绍 (3) 2 电气连接及安装 (5) 3 通讯协议 (9) 3.1 Modbus RTU/ASCII通信协议 (9) 3.1.1 Modbus寄存器地址映射 (9) 3.1.2 读取数据以及处理 (13) 3.2 ADAM研华通信协议 (16) 3.2.1 研华通信协议命令 (16) 3.2.1.1 读取单通道的数据命令 (16) 3.2.1.2 读取所有通道的数据命令 (18) 3.3 ASCII码对照表 (20) 4 设置软件使用说明 (20) 4.1 设置软件与处于设置状态的模块通信 (20) 4.2 串口通信参数如何设置 (23) 5 使用串口调试软件读取数据 (24) 5.1 Modbus-RTU通信协议 (24) 5.2 ADAM研华通信协议 (24) 附录A (26) A.1 模拟量数据格式 (26) A.2 模拟量输入范围 (26)
1 产品介绍 FLEX-4011热电阻采集模块是FLEX-4000系列智能测控模块之一，广泛应用于温度测量的工业场合，提供了多种热电偶信号的采集以及转换，线性处理并转换成线性化的数据值，经RS-485 总线传送到控制器。FLEX-4011具有八个测量通道，可连接J, K, T, E, R, S, B, N, C, D, G, L, U等多种规格热电偶进行测量。模块内部各处理单元之间提供了高于1500V 的电气隔离，有效的防止模块因外界高压冲击而损坏，为工厂自动化以及楼宇自动化提供了高效的解决方案。模块主要特点如下： · 八通道模拟量(热电偶/电压/电流)输入 · 可由软件设置传感器的类型以及模块参数 · 支持多种标准的热电偶 · 宽电压范围输入(18-36V DC)，功耗低 · RS-485网络连接，支持Modbus RTU/ASCII协议 · 内置看门狗，运行稳定可靠 · 外部供电/RS485通讯/模拟量输入之间3000V电气隔离 · 宽温度范围运行 · 安装方便，标准导轨卡装或螺钉固定
热电偶信号检测
热电偶信号检测 一、系统组成： 信号放大模块的放大倍数为125，当K型热电偶温度达到1000℃时，输出的电压接近40mv，放大125倍后，电压接近5V。调整的方法为：40mv对应5V输出。 二、电压采集校准参数的设定： 对热电偶的采集，首先是对热电偶输出的电压信号采集，由于热电偶输出的电压信号非常微弱，因此需要放大。采集系统采集到放大后的电压值，通过校准换算为热电偶的输出毫伏信号。 根据公式：工程量＝A+B*电压 由于采集板和调理模块S104都已经调零，所以A=0 当工程值＝40mv时，电压值＝5V，所以B=40/5000=0.008 这样就可以直接采集到mv信号。 软件操作方法： 主菜单\系统参数\通道属性配置\模拟量设置界面如下: 设定通道类型为K型热偶即可
三、低温补偿设定 在主菜单\系统参数\通道属性配置设置环境温度为当前环境温度，温度设定完成后，要求先退出程序，该参数只有进入程序才读取有效。 当正确设定环境温度后，当设定的通道类型为K型热偶时，就会自动增加该温度值。当设置通道类型为补偿K型热偶时，该参数不起作用。软件界面如下所示。 四、显示软件设定 在主菜单\显示\组合显示面板右击进行通道设置。
如上图所示，主菜单\显示\组合显示面板，显示组合面板，在组合面板上鼠标右击弹出菜单，选中顶层窗口，显示时自动显示等选项，并通过“定义显示格式及内容”进入设置功能，设置显示的行数与列数，并设置显示方式为块内平均值，设定各个通道的表示文字，就可以显示各个通道的结果了。 五、硬件连接及注意事项 在主菜单\显示\组合显示面板右击进行通道设置。 直流电源的＋15伏接S104的＋15伏电源；直流电源的－15伏接S104的－15伏电源；直流电源的地线接S104的AGND。 S104的AGND接采集系统的模拟地线。 S104的输出V1至V4分别接采集硬件的通道1至通道4。 热电偶的红端接S104相应通道的＋端，热电偶的非红端接S104相应通道的－端。 当用户采用补偿方式时，软件选用的通道类型应该为“补偿K型热偶” 注意事项： 1、外部电源千万不要接错，连接好并确认后才能通电。 2、采集硬件的地线要求与S104共地。
S7-200模拟量接线
S7-200模拟量模块系列 模拟信号是指在一定范围内连续的信号（如电压、电流），这个“一定范围”可 以理解为模拟量的有效量程。在使用S7-200模拟量时，需要注意信号量程范围，拨码开关设置，模块规范接线，指示灯状态等信息。 本文中，我们按照S7-200模拟量模块类型进行分类介绍： ?AI 模拟量输入模块? 1. ? 2. AO模拟量输出模块 3. AI/AO模拟量输入输出模块 4. 常见问题分析 首先，请参见“S7-200模拟量全系列总览表”，初步了解S7-200模拟量系列的基本信息，具体内容请参见下文详细说明： AI 模拟量输入模块 A. 普通模拟量输入模块： 如果，传感器输出的模拟量是电压或电流信号（如±10V或0~20mA），可以选用普通的模拟量输入模块，通过拨码开关设置来选择输入信号量程。注意：按照规范接线， 尽量依据模块上的通道顺序使用（A->D），且未接信号的通道应短接。具体请参看 《S7-200可编程控制器系统手册》的附录A-模拟量模块介绍。 4AI EM231模块： 首先，模拟量输入模块可以通过设置拨码开关来选择信号量程。开关的设置应用于 整个模块，一个模块只能设置为一种测量范围，且开关设置只有在重新上电后才能 生效。也就是说，拨码设置一经确定后，这4个通道的量程也就确定了。如下表所示：
注：表中0~5V和0~20mA（4~20mA）的拨码开关设置是一样的，也就是说，当拨码 开关设置为这种时，输入通道的信号量程，可以是0~5V，也可以是0~20mA。 ? 8AI EM231模块： 8AI的EM231模块，第0->5通道只能用做电压输入，只有第6、7两通道可以用做电流输入，使用拨码开关1、2对其进行设置：当sw1=ON，通道6用做电流输入；sw2=ON 时，通道7用做电流输入。反之，若选择为OFF，对应通道则为电压输入。 注：当第6、7道选择为电流输入时，第0->5通道只能输入0-5V的电压。 B. 测温模拟量输入模块（热电偶TC；热电阻RTD）： 如果，传感器是热电阻或热电偶，直接输出信号接模拟量输入，需要选择特殊的测 温模块。测温模块分为热电阻模块EM231RTD和热电偶模块EM231TC。注意：不同的信 号应该连接至相对应的模块，如：热电阻信号应该使用EM231RTD，而不能使用 EM231TC。且同一模块的输入类型应该一致，如：Pt1000和Pt100不能同时应用在一个热电阻模块上。 热电偶模块TC： EM231 TC支持J、K、E、N、S、T和R型热电偶，不支持B型热电偶。通过拨码设置，模块可以实现冷端补偿，但仍然需要补偿导线进行热电偶的自由端补偿。另外， ?该模块具有断线检测功能，未用通道应当短接，或者并联到旁边的实际接线通道上。 热电阻模块RTD： 热电阻的阻值能够随着温度的变化而变化，且阻值与温度具有一定的数学关系，这 种关系是电阻变化率α。RTD模块的拨码开关设置与α有关，如下图所示，就算同是 Pt100，α值不同时拨码开关的设置也不同。在选择热电阻时，请尽量弄清楚α参数，按 照对应的拨码去设置。具体请参看《S7-200可编程控制器系统手册》的附录A-热电偶和 热电阻扩展模块介绍。
多路数据采集系统设计毕业论文
多路数据采集系统设计毕业论文 第1章绪论 1.1 多路数据采集系统介绍 随着工、农业的发展，多路数据采集势必将得到越来越多的应用，为适应这一趋势，作这方面的研究就显得十分重要。在科学研究中，运用数据采集系统可获得大量的动态信息，也是获取科学数据和生成知识的重要手段之一。总之，不论在哪个应用领域中，数据采集与处理将直接影响工作效率和所取得的经济效益。 此外，计算机的发展对通信起了巨大的推动作用。算机和通信紧密结合构成了灵活多样的通信控制系统，也可以构成强有力的信息处理系统,这样对社会的发展产生了深远的影响。数据通信是计算机广泛应用的必然产物[2]。 数据采集系统，从严格的意义上来说，应该是用计算机控制的多路数据自动检测或巡回检测，并且能够对数据实行存储、处理、分析计算以及从检测的数据中提取可用的信息，供显示、记录、打印或描绘的系统。 数据采集系统一般由数据输入通道，数据存储与管理，数据处理，数据输出及显示这五个部分组成。输入通道要实现对被测对象的检测，采样和信号转换等
工作。数据存储与管理要用存储器把采集到的数据存储起来，建立相应的数据库，并进行管理和调用。数据处理就是从采集到的原始数据中，删除有关干扰噪声，无关信息和必要的信息，提取出反映被测对象特征的重要信息。另外，就是对数据进行统计分析，以便于检索；或者把数据恢复成原来物理量的形式，以可输出的形态在输出设备上输出，例如打印，显示，绘图等。数据输出及显示就是把数据以适当的形式进行输出和显示。 由于RS-232在微机通信接口中广泛采用，技术已相当成熟。在近端与远端通信过程中，采用串行RS-232标准，实现PC机与单片机间的数据传输。在本毕业设计中对多路数据采集系统作了初步的研究。本系统主要解决的是怎样进行数据采集以及怎样进行多路的数据采集，并将数据上传至计算机[2]。 1.2 设计思路 多路数据采集系统采用ADC0809模数转换器作为数据采集单元和AT89C51单片机来对它们进行控制,不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高采集数据的灵敏度及指标。通过MAX232电平转换芯片实现单片机与PC 机的异步串行通信，设计中的HD7279实现了键盘控制与LED显示显示功能。本文设计了一种以AT89C51和ADC0809及RS232为核心的多路数据采集系统。 多路数据采集系统就是通过键盘控制选择通路，将采集到的电压模拟两转换成数字量实时的送到单片机里处理从而显示出采集电压和地址值，最终控制执行单片机与PC机的异步串行通信。 连接好硬件后，给ADC0809的三条输入通路通入直流电压。4-F键为功能键，4-E键为复位键，F键为确认键。1－3键为通道选择键，分别采集三个通道的数据值并实时显示出数值和地址值。结合单片机RS232串口功能还实现了与PC机的异
FM147A 八路热电偶模拟量输入模块使用说
硬件产品手册 北京和利时系统工程股份有限公司 4/12/2006
目录 1FM147A模块的基本说明 (1) 1.1 简介 (1) 1.2 组成 (1) 1.3 特点和功能 (2) 2原理说明 (2) 3使用说明 (4) 3.1状态指示灯说明 (4) 3.2底座端子接线说明 (5) 3.2.1 底座接线端子的定义 (5) 3.2.2热电偶信号或毫伏电压信号接线说明 (6) 4技术指标 (7) 5温度补偿方法 (8) 6附录 (10) 热电偶温度测量范围 (10)
HollySys 块式I/O HollySys 1 表1-1 FM147A 的采样信号范围 序号 信号范围 1 -5～+75mV 2 -5～+35mV 3 0～+78.125mV 4 0～+39.0625mV FM147A 八路热电偶模拟量输入模块 1 FM147A 模块的基本说明 1.1 简介 FM147A 型模块是智能型8路热电偶模拟量输入模块，是HollySys 公司采用目前世界上先进的现场总线技术(ProfiBus-DP 总线)而新开发的工业现场级热电偶模拟量输入模块。通过与配套的底座 FM131A 连接，用于处理从现场来的热电偶毫伏电压1 和一般毫伏电压输入信号。FM147A 作为ProfiBus-DP 的从站通过ProfiBus-DP 总线把采集到的信号及 相关诊断信息上传到ProfiBus-DP 的主站。它是智能型的现场 总线产品，是构成HollySys 公司的MACS TM 系统的通用I/O 单元的一种。 FM147A 与J 、K 、N 、E 、S 、B 、R 、T 型热偶一次测温元件 相连，可处理工业现场的温度信号。由于它的测量信号范围可 达-5mV ，因此可以采样一定范围的负温。通过组态软件正确 组态，该模块可以对在-5mV ～+78.125mV 范围内的线性毫伏信号采样处理。因此它使用范围广、功能全面。 1.2 组成 FM147A 模块由8路双端输入型TC 模拟输入板、I/O 通用型智能处理板和外壳结构件组成。在使用中，FM147A 模块需要与端子底座FM131A 相连，构成完整的8路热电偶信号采样单元，其外观如图1-1所示：模块正面标签夹中可以插入纸卡，纸卡上可以写上1～8通道的测点名称或标识，便于工 1 常用热电偶的测温范围和对应毫伏信号范围见最后的附录
K-AI01 8通道模拟量输入模块使用说明书
HOLLiAS MACS -K 系列模块 2014年5月B版
HOLLiAS MAC-K系列手册- K-AI01 8通道模拟量输入模块使用说明书 重要信息 危险图标：表示存在风险，可能会导致人身伤害或设备损坏件。 警告图标：表示存在风险，可能会导致安全隐患。 提示图标：表示操作建议，例如，如何设定你的工程或者如何使用特定的功能。
目录 1.概述 (1) 2.接口说明 (3) 2.1模块单元示意图 (3) 2.2IO-BUS (4) 2.3模块的防混淆设计 (6) 2.4模块地址跳线 (7) 2.5现场接口电路原理 (8) 3.状态灯说明 (11) 4.其他特殊功能说明 (13) 4.1抗220V AC功能 (13) 4.2二线制外供电保护 (14) 4.3诊断功能 (15) 4.4冗余功能 (17) 5.工程应用 (18) 5.1底座选型说明 (18) 5.2应用注意事项 (19) 6.尺寸图 (20) 7.技术指标 (20)
K-AI01 8通道模拟量输入模块 1.概述 K-AI01为K系列8通道模拟量通道隔离输入模块，测量范围0～22.7mA模拟信号（默认出厂量程4～20mA），可以按1：1冗余配置使用。无需跳线就可以设置为配电或不配电工作方式，可以接二线制仪表或四线制仪表。 K-AI01模块具备强大的过流过压保护功能，误接±30VDC和过电流都不会损坏。同时，配合增强型底座还可以做到现场误接220V AC不损坏。 K-AI01模块支持带点热插拔、支持冗余配置，具备完善断线、短路、超量程诊断功能，面板设计有丰富的LED指示灯，除指示模块电源、故障、通讯信息外，每个通道也有指示灯，可以方便指示各通道的断线、短路、超量程等信息。 K-AI01模块每个通道可设置不同的滤波参数以适应不同的干扰现场。可以根据工艺需要，配合主控制器的不同运算周期，组成可快可慢的控制回路。 K-AI01模块采用双冗余IO-BUS、双冗余供电工作方式，任意断一根IO-BUS，不会影响其正常工作。 K-AI01模块采用了现场电源和系统电源分开隔离供电。同仪表相连的电路采用现场电源供电，数字电路和通讯电路采用系统电源供电，因此现场来干扰不会影响数字电路和通讯。 K-AI01模块实施喷涂三防漆处理，按照ISA-S71.04-1985标准生产，达到G3防腐等级。 K-AI01模块配套K-A T01、K-A T02、K-A T11、K-A T21和K-DOT01底座使用，通过电缆连接构成完整的电流测量模块单元。模块插在模块底座上，模块底座的接线端子负责接入现场仪表信号，模块负责将模拟信号转换为数字信号，最后通过冗余的IO-BUS送给主控器单元，IO-BUS同时提供冗余的系统电源和现场电源。 如图1-1、图1-2所示，分别为模块非冗余配置和冗余配置的外观结构图。完整的模块单元在系统机柜中的安装位置如图1-3所示：
关于西门子模拟量输入模块接线的阐述
关于西门子模拟量输入模块6ES7 331-7KF02-0AB0接线图的阐述 1.问题概述 我们公司所采用的很多模拟量输入模块的订货号是6ES7 331-7KF02-0AB0， 认真研究该模块接线图后发现很多问题，通过网络查资料，向西门子咨询和同事讨论问题基本解决，经整理后写成本文件，供同事参考，具体描述如下 具体问题： ①端子10（COMP ）和端子11（MANA）为什么要短接。 ②端子11（MANA）和端子20（M）为什么要短接。 ③两线制具体怎么接，为什么要这样接。 ④四线制具体怎么接，为什么要这样接。 ⑤两线制和四线制的区别重点在什么地方。 ⑥西门子设备手册中的“使用非隔离电源的接地4线制传感器时，不需要互连MANA和M-（端子11、13、15、17、19）。”这句话怎么理解，我们该怎样处理。 ⑦功能性接地是什么作用。 参考图片 图1西门子设备手册提供的6ES7 331-7KF02-0AB0接线图 图2 6ES7 331-7KF02-0AB0接线端子说明 问题讲解 ①问题“①端子10（COMP ）为什么和端子11（MANA）短接。” 端子10（COMP ）是用于外部补偿，而Mana是参考电位，一般模拟量输入模块6ES7 331-7KF02-0AB0 使用内部补偿，所以必须将端子10（COMP ）与参考电位Mana短接。 ②问题“②端子11（Mana）和端子20（M）为什么要短接。” 端子11（Mana）作为模拟测量电路参考电位，参考电位就是模块供电的DC24V负（-），所以端子11（Mana）和端子20（M）短接。 ③问题“⑤两线制和四线制的区别重点在什么地方。” 区别1：有无独立供电 两线制没有独立外部供电，由模块测量回路供电。 四线制有独立外部供电。 区别2：电流流向 两线制电流由模块流向仪表后流回模块。 四线制电流由仪表流向模块后流回仪表。
多路高精度热电偶采集板研制
第28卷第1期2011年1月 机电工程 Journal of Mechanical ＆Electrical Engineering Vol．28No．1Jan．2011 收稿日期：2010－06－09 作者简介：袁建挺（1986－），男，浙江慈溪人，主要从事智能仪表与控制装置，嵌入式系统方面的研究．E-mail ：yuanouwen@sina．com 通信联系人：姜周曙，男，教授，硕士生导师．E- mail ：jzs@hdu．edu．cn 多路高精度热电偶采集板研制 袁建挺，姜周曙* ，黄国辉 （杭州电子科技大学自动化学院，浙江杭州310018） 摘要：为了满足工业应用现场多点测温的需求，研制了16路热电偶高精度数据采集板。选取ADI 公司的高性能芯片AD μC834作为主芯片，利用其片上24位∑-Δ型A /D 、外部高精度参考电压模块，结合信号调理电路和下位机软件的设计，实现了高精度数据采集。采用多路转换芯片，可实现了16路采集通道间的切换。采用热电阻PT100传感器采集热电偶冷端温度实现冷端补偿。实验结果表明，该采集板具有多通道、精度高、成本低、测温范围宽、操作简单等优点。关键词：AD μC834；热电偶；16路；冷端补偿；高精度中图分类号：TH811；TP274 文献标志码：A 文章编号：1001－4551（2011）01－0087－03 Development of multi-channel high-accuracy thermocouple acquisition-board YUAN Jian-ting ，JIANG Zhou-shu ，HUANG Guo-hui （School of Automation ，Hangzhou Dianzi University ，Hangzhou 310018，China ） Abstract ：In order to meet the requirement that industrial field need to measure lots of temperatures ，16-channels high-accuracy thermocou-ple acquisition-board was developed ，the AD μC834chip made by ADI Corporation was chased as main chip．By using the on-chip 24bit ∑-Δtype A /D ，external high-accuracy reference-voltage module ，combined with the rational design of signal conditioning circuit and MCU pro-gram ，the high-accuracy acquisition was realized．Multi-channel conversion chip could switch 16channels．To realize cold junction compen-sation ，thermal resistance PT100was used to acquire the cold-side temperature．The experiments show that the acquisition-board has the merits of multi-channel switch ，high-accuracy ，low cost ，wide metrical range of temperature ，simple operation ，etc．．Key words ：AD μC834；thermocouple ；16-channels ；cold junction compensation ；high-accuracy 0引言 随着工业的不断发展，测温技术越来越多地应用在化工、冶金、机械、食品等行业，在生产过程中有极其重要的地位。工业测温元件主要有热敏电阻、热电阻和热电偶等。热电偶作为工业上最常用的温度检测元件之一，它主要有测量精度高、测量范围广、构造简单、使用方便等特点。 很多工业现场都需测量多个温度点，为此，笔者研究开发了16路热电偶高精度采集板。该采集板采用了美国ADI 公司AD μC834芯片作主芯片，利用片上24位的∑-Δ型A /D 和外部高精度参考源，用热电阻 PT100传感器实现热电偶的冷端补偿，结合单片机程序的合理设计，可实现16路热电偶高精度采集。 1硬件电路设计 采集板选用的核心芯片是美国ADI 公司生产、内含 24位A /D 转换器的SoC 芯片—AD μC834。AD μC834是全集成的高性能数据采集系统，内部集成了200μA 恒流源和2路独立的高精度（16位和24位）∑-Δ型A /D ，体积小，功耗低，非常适用于各类智能仪表。AD μC834芯片有3个主要的优点：率先集成了精密ADC 、DAC 及快闪存储器于微转换器中，这一特点特别适合于测控系统和仪表；用RS232或一根口线实现
西门子模拟量输入模块SM331接线方法总结
P L C 接法 西门子模拟量输入模块S M 331接线方法总结 两线制电流和四线制电流都只有两根信号线，它们之间的主要区别在于：两线制电流的两根信号线既要给传感器或者变送器供电，又要提供电流信号；而四线制电流的两根信号线只提供电流信号。因此，通常提供两线制电流信号的传感器或者变送器是无源的；而提供四线制电流信号的传感器或者变送器是有源的，因此，当P L C 的模板输入通道设定为连接四线制传感器时，P L C 只从模板通道的端子上采集模拟信号，而当P L C 的模板输入通道设定为连接二线制传感器时，P L C 的模拟输入模板的通道上还要向外输出一个直流24V 的电源，以驱动两线制传感器工作。 传感器型号：1、两线制（本身需要供给24v D C 电源的，输出信号为4-20M A ，电流）即+接24v d c ,负输出4-20m A 电流。 2、四线制（有自己的供电电源，一般是220v a c ，信号线输出+为4-20m a 正，-为4-20m a 负。 P L C ： （以2正、3负为例）1、两线制时正极2输出24V D C 电压，3接收电流），所以遇到两线制传感器时，一种接法是2接传感器正，3接传感器负；跳线为两线制电流信号。二种接法是2悬空，3接传感器的负，同时传感器正要接柜内24v d c ；跳线为两线制电流信号。 （以2正、3负为例）2、四线制时正极2是接收电流，3是负极。(四线制好处是传感器负极信号与柜内M 为不同电平时不会影响精度很大，因为是传感器本身电流的回路)遇到四线制传感器时，一种方法是2接传感器正，3接传感器负，p l c 跳线 为4线制电流。 （以2 正、3负为例）3、四线制传感器与p l c 两线制跳线接法：信号线负与柜内M 线相连。将传感器正与p l c 的3相连，2悬空，跳线为两线制电流。 （以2正、3负为例）4、电压信号：2接传感器正，3接传感器负，p l c 跳线为电压信号。 第 1 页4线制与2线制注意区别地是否相同？ 这2个为2线制的解释。 传感器，变送器 此时plc 跳线为4线制。 跳线为2线制。
热电偶
热电偶非线性讨论及分度表的解读 摘要：热电偶的传感特性是非线性的，这种非线性直接影响到温度的测量精度，所以必须对其非线性传感特性进行建模和辨识。目前对热电偶非线性辨识的方法主要有：硬件补偿、多项式拟合法、神经网络法、支持向量机法等。采用硬件补偿需要增加模拟电路，从而产生温漂、增益和误差，同时也提高了测试系统的成本；采用多项式拟合需要较长的计算时间；查表法虽然较快，但是并不是很准确。上述方法不能满足高精度的温度测量和控制要求。本文主要介绍几种非线性补偿方法，如：查表法，曲线拟合法，多项式拟合法等。 为了在电势和需要的温度值之间搭建一座桥梁,从而完成温度值和电势值之间的转换。国家标准规定了部分仪器热电势与温度的关系和允许误差,并统一的绘制成表格的形式,即分度表，得到了分度表以后，需要进一步了解其原理及表达信息，因此通过解读分度表得到需要的温度和热电势相关信息。 关键词：非线性，热电势，查表发，曲线拟合法,分度表解读，工作温度，温度电压转换。
引言：在大量的热工仪器中，热电偶作为温度传感器，得到了广泛使用。它是利用热电效应来进行工作的，其热电势率一般为几十到几μV/0℃。它直接和被测对象接触，不受中间介质的影响，因而测量精度高，并且可以在-200~+1600℃范围内进行连续测量，甚至有些特殊热电偶，如钨—铼，可测量高达+2800℃的高温，且构造简单，使用方便。基于如上优点，热电偶在温度测量领域得到了广泛的应用。 随着科学技术的发展,传感器的作用越来越显著,它是实现自动检测和控制的首要环节]。热电偶是目前应用广泛技术完善的温度传感器,它在很多方面都具备了一种理想温度传感器的条件。它的测温是基于热电效应,即在两种不同的导体(或半导体)组成的闭合回路中,如果它们两个结点的温度不同,则回路中产生一个电动势。得到的都是电势值,而作为测温系统要得到的显然是温度值。由此产生了分度表一种包含温度和电势关系的表格）。
西门子模拟量输入输出模块235编程手册
本文以EM235为例讲解S7-200模拟量编程，主要包括以下内容： 1、模拟量扩展模块接线图及模块设置 2、模拟量扩展模块的寻址 3、模拟量值和A/D转换值的转换 4、编程实例 模拟量扩展模块接线图及模块设置 EM235是最常用的模拟量扩展模块，它实现了4路模拟量输入和1路模拟量输出功能。下面以EM235为例讲解模拟量扩展模块接线图，如图1。 图1 图1演示了模拟量扩展模块的接线方法，对于电压信号，按正、负极直接接入X＋和X－；对于电流信号，将RX和X＋短接后接入电流输入信号的“＋”端；未连接传感器的通道要将X＋和X－短接。 对于某一模块，只能将输入端同时设置为一种量程和格式，即相同的输入量
程和分辨率。（后面将详细介绍） 量的单/双极性、增益和衰减。 时，模拟量输入为单极性输入，SW6为OFF时，模拟量输入为双极性输入。 SW4和SW5决定输入模拟量的增益选择，而SW1，SW2，SW3共同决定了模拟量的衰减选择。
6个DIP开关决定了所有的输入设置。也就是说开关的设置应用于整个模块，开关设置也只有在重新上电后才能生效。 输入校准 模拟量输入模块使用前应进行输入校准。其实出厂前已经进行了输入校准，如果OFFSET和GAIN电位器已被重新调整，需要重新进行输入校准。其步骤如下： A、切断模块电源，选择需要的输入范围。 B、接通CPU和模块电源，使模块稳定15分钟。 C、用一个变送器，一个电压源或一个电流源，将零值信号加到一个输入端。 D、读取适当的输入通道在CPU中的测量值。 E、调节OFFSET（偏置）电位计，直到读数为零，或所需要的数字数据值。 F、将一个满刻度值信号接到输入端子中的一个，读出送到CPU的值。 G、调节GAIN（增益）电位计，直到读数为32000或所需要的数字数据值。 H、必要时，重复偏置和增益校准过程。 EM235输入数据字格式 下图给出了12位数据值在CPU的模拟量输入字中的位置
数据采集系统设计
目录 摘要 (1) 1 引言 (2) 1.1 数据采集系统的简介. (2) 1.2 课程设计内容和要求 (3) 1.3 设计工作任务及工作量的要求 (3) 2 内容提要 (3) 3 系统总体方案 (3) 3.1 系统设计思路 (3) 3.2 系统总体框图 (4) 4 硬件电路设计及描述 (4) 4.1 8253芯片及工作原理 (4) 4.1.1 基本组成及工作原理 (4) 4.1.2 8253与系统连接 (5) 4.2 ADC0809内部功能与引脚介绍 (5) 4.2.1 引脚排列及各引脚的功能 (6) 4.2.2 ADC0809工作方式 (7) 4.2.3 ADC0809与系统连接 (8) 4.3 单片机89C51的引脚与功能介绍 (8) 4.4 8255并行口芯片基本组成及工作原理 (10) 4.4.1 8255的内部结构 (11) 4.4.2 8255的工作方式 (12) 4.2.3 8255与系统连接 (12) 4.5 LED显示部分接线及工作原理 (13) 4.5.1 LED显示工作原理 (13) 4.5.2 LED显示部分接线 (14) 4.6 总体电路图 (14) 5 软件设计流程及描述 (15) 5.1 主程序设计思路 (15)
5.2 部分程序设计流程图 (16) 5.2.1 8253程序流程图 (16) 5.2.2 8255程序流程图 (17) 5.2.3 数据处理流程图 (17) 5.2.4 LED显示流程图 (17) 5.3 汇编语言程序清单 (18) 5.4 仿真结果 (21) 6 课程设计体会 (21) 参考文献 (23)
摘要 数据采集是从一个或多个信号获取对象信息的过程。随着微型计算机技术的飞速发展和普及，数据采集监测已成为日益重要的检测技术，广泛应用于工农业等需要同时监控温度、湿度和压力等场合。数据采集是工业控制等系统中的重要环节，通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现，作为测控系统不可缺少的部分，数据采集的性能特点直接影响到整个系统。 本课程设计采用89C51系列单片机，89C51系列单片机基于简化的嵌入式控制系统结构，具有体积小、重量轻，具有很强的灵活性。设计的系统由硬件和软件两部分构成，硬件部分主要完成数据采集，软件部分完成数据处理和显示。数据采集采用AD0809模数转换芯片，具有很高的稳定性，采样的周期由可编程定时/计数器8253控制。完成采样的数据后输入单片机内部进行处理，并送到LED显示。软件部分用Keil软件编程，操作简单，具有良好的人机交互界面。程序部分负责对整个系统控制和管理，采用了汇编语言进行了判别通道、数据采集处理、数据显示、数据通信等程序设计，具有较好的可读性。 随着计算机在工业控制领域的不断推广应用，将模拟信号转换成数字信号已经成为计算机控制系统中不可缺少的重要环节，因此数据采集系统有着重要的意义。
J型热电偶采集模块使用说明
J型热电偶采集模块使用说明 一.概述 8通道模拟量热电偶信号混合型采集模块,采用最新技术和进口原装芯片.具有精度高,性能稳定,抗干扰强，隔离，高速经济的特点,能在恶劣环境下运行. RS485接口,支持Modbus RTU ,DECON标准协议,停止位和波特率随意设置，是PLC控制系统扩展热电偶采集的最佳选择.可以直接连接PLC、DCS 以及国内外各种组态软件（亚控组态力控组态MCGS等等）。 二.技术指标 型号：TDAM7018 通道数： 8通道 信号类型：K，J，E，R，S，N,T,B,钨铼（2000多度）等型热电偶,通过软件设置各通讯输入类型 电流采集范围:±20mA, 0-20 mA, 4-20Ma 电压采集范围:±1000mV或±10V ±5V,±100mV,±500mV, ±1V 精度：0.1级 分辩率: 24位 扫描周期：100ms 采样频率：AD采样频率每通道1000次/秒，数据刷新3次/秒 通讯接口：RS485接口.光电隔离，ESD保护. 标准协议：MODBUS-RTU DECON协议 工作电源：9-36VDC 功耗: 1.0W 冷端补偿误差： <±1℃. 环境温度：温度-20～70℃ 相对湿度:≤85% RH 无凝结 通讯距离：1200米，可加中继延长 安装方式：DIN35mm标准导轨卡装或螺钉固定. 产品外观尺寸：100*70*26MM 含端子尺寸:120*70*26MM 三．功能和特点 z8路差分输入:提供高过压保护和传感器断线检测功能；抗干扰强隔离，高速经济,使用范围广. z采样频率： AD采样频率每通道1000次/秒，数据刷新3次/秒 z通讯接口： RS485接口. 隔离电压： 3000 VDC. z RS485通信： 光电隔离，ESD保护.通信部分电源隔离，信号采用高速光耦光电隔离，使通信更稳定可过压过流保护，TVS管保护，全方位保护通信芯片！ z标准协议： 支持DCON和Modbus RTU协议，停止位和波特率随意设置，是PLC控制系统扩展模拟量或热电偶采集的最佳选择. z业界独创1： 采用PT1000作为冷端补偿，冷端补偿温度精度更高，性能更稳定,模块内置测温元件，自动完成热电偶冷端温度补偿; z业界独创2: 唯一能采2000多度的钨铼型热电偶 z热电偶输入过压保护：±220V. 输入阻抗： 20兆欧姆. z电源输入端: 具有直流滤波器功能，抗干扰能力强，适用于恶劣环境下运行.
模拟量输入模块AI561
模拟量输入模块AI561 -4个可配置的模拟量输入 -分辨率:11位加标志位或12位 图：模拟量输入模块AI561概述 目录 用途 功能 电气连接 内部数据交换 I/O配置 参数 诊断 显示
测量范围 技术数据 订货信息 用途 模拟量输入模块AI561可在以下设备中作为远程扩展模块使用：?FBP 接口模块DC505-FBP ?CS31 总线模块DC551-CS31 ?PROFINET总线模块(例如 CI501-PNIO) ?AC500 CPUs (PM5xx) 具有以下特点： ?在1个组中有4个可配置的模拟量输入(I0到I3) 输入之间电气隔离。 该模块其他的电气线路没有与输入或I/O总线电气隔离。 功能
电气连接 模拟量输入模块AI561可通过I/O总线连接到以下设备： ?FBP 接口模块DC505-FBP ?CS31 总线模块DC551-CS31 ?PROFINET总线模块(例如 CI501-PNIO) ?AC500 CPUs (PM5xx) ?其他AC500 I/O模块 使用可插拔的9针和11针端子排进行电气连接。这些端子排的连接有所不同（弹簧接线端子或螺钉接线端子，电缆为正面接线或旁侧接线）。更多相关信息，请参见S500-eCo I/O模块的端子排一章。端子排不包含在模块订货范围中，须单独订购。 端子的分配：
通过I/O 总线为模块内的电路提供内部电源（由总线模块或CPU 提供）。因此，每个AI561从CPU 或总线模块的24V DC 电源端子L+/UP 和 M/ZP 消耗10mA 的电流。 外部电源连接到端子L+ (+24 V DC) 和M (0 V DC)。M 端子与CPU 或总线模块的M/ZP 端子电气连接在一起。 该模块提供几种诊断功能 (请参见“诊断”章节)。 下图显示推荐的模拟量输入AI0的内部结构。模拟量输入 AI1 ...AI3 采用相同的设计。 下图显示推荐的连接模拟量传感器（电压）到模拟量输入模块AI561的输入I0的电气连接。I1到I3的连接方法相同。
数据采集软件设计方案
数据采集软件设计方案 1背景 由于尾矿监控系统的数据来源复杂，而且数据格式多样，而对于一个监控软件来说，如果要涉及到复杂的数据采集及其处理过程的话，对于软件本身运行的稳定性或造成一定的负担，而且也不利于于软件的后续开发和后期维护。 所以需要一个统一的数据采集程序，来为尾矿监控系统所涉及到的数据源进行整合，处理。把复杂的来源，格式多样的数据整合为单一来源，标准格式的数据，从而提高尾矿监控系统的可靠性。 2设计思路 从目前对数据源的分析情况来看，尾矿监控系统的数据主要有以下几种： 全站仪的采集数据,其数据存放在全站仪自己的SQL Server 数据库中。 内部位移,浸润线等监控数据（ BGK的设备），其数据是放在采集软件运行的本地ACCESS数据库文件中。 气象, 水文等监控数据(WAGO设备)，其数据源为通过它的WAGO Server 软件提供的OPC DA数据。 摄影头视频数据，存放在海康自己的视频录像机上面。 其他人为观测的数据。 其中，摄像头实时监控数据由海康提供控件，直接从海康设备上获取，其他人为观测数据由用户手动输入，通过尾矿监控系统软件直接存放到数据库。 剩下的三类数据，也是尾矿监测系统需要用到的主要数据，则由本软件来负责处理。主要处理思路如下图。
数据采集软件通过不同的接口分别从全站仪，BGK设备和WAGO设备采集数据。并根据各自的数据格式对数据进行分析，并将分析处理后的标准数据存放到尾矿监测系统的数据库。 3软件结构 数据采集软件采用模块化设计，其系统架构如下图：
如图所示，软件总共分为四层： 数据接口层：主要用于和设备进行数据交互，目前需要接入全站仪，BGK，WAGO 数据；并且存入数据接口将数据保存到数据库。由于考虑到以后的扩展性，数据接口层的数据接口要能做到可配置化，即能通过添加模块的方式增加其他类型的数据接入。 数据处理层：配合数据接口，对采集上来的数据的数据格式进行处理，转换为标准格式。也需要做到可配置化。 数据交互层：由于考虑到数据的复杂性，所以软件内部的数据交互采用XML作为标准交互格式，即交互数据统一为XElement对象。 表现层：也就是用户界面，用户要能够通过用户界面对一些参数进行配置，如：全站仪数据库地址，用户名，密码；ACCESS数据库路径；OPC服务器名；存入数据库地址等等。 根据软件架构图，可将软件分为以下四个功能模块： 3.1全站仪模块 主要负责采集处理全站仪数据，由于全站仪数据是保存到SQL Server数据库中，所以处理过程相对简单，只需要从SQL数据库中将需要的数据读取出来，调整为标准格式，保存到尾矿监测系统的数据库中。 3.2BGK模块 主要负责从BGK设备采集数据，BGK数据是存放在本地ACCESS数据库文件中，那就需要先建立ACCESS数据库文件的本地磁盘映射，然后再通过ODBC驱动从中读取数据，保存到尾矿监测系统的数据库中。 3.3WAGO模块 WAGO是通过WAGO OPC Server软件采用OPC DA协议进行交互的，所以需要采用OPC SDK 连接到WAGO的OPC服务器端，通过OPC协议进行数据采集，并将其转换为标准格式，保存到尾矿监测系统的数据库中。