数据采集和反馈控制系统的设计)

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基于LabVIEW的数据采集与控制系统设计与开发

基于LabVIEW的数据采集与控制系统设计与开发

基于LabVIEW的数据采集与控制系统设计与开发LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是一款由美国国家仪器公司(National Instruments)开发的图形化编程环境。

它被广泛应用于各个领域的数据采集与控制系统设计与开发,因其灵活性和易用性而备受青睐。

本文将讨论基于LabVIEW的数据采集与控制系统的设计与开发,以及其在实际应用中的重要性和多样化的应用场景。

一、LabVIEW的基本原理与特点LabVIEW是一种基于图形编程的系统设计工具,通过将各种可观测现象抽象为虚拟仪器在计算机上进行模拟,实现对数据的采集、分析和控制。

LabVIEW以图形化的方式展示程序结构,用户可以通过简单拖拽的方式连接各个模块,形成完整的功能系统。

对于初学者来说,LabVIEW提供了友好的界面和直观的图形表示方法,降低了学习曲线的陡度,使得使用者可以更快入门。

二、基于LabVIEW的数据采集系统设计与开发1. 系统需求分析与设计:在设计数据采集系统前,首先需要对系统的需求进行分析和明确。

这包括所需采集的数据类型、所需处理的数据量、采样速率等。

根据需求分析的结果,可以制定系统的整体架构,并选择合适的硬件和传感器。

2. 硬件选择与配置:基于LabVIEW的数据采集与控制系统可以与各种硬件设备进行交互。

根据系统的需求,选择适当的采集卡、传感器和执行器等硬件设备,并进行相应的配置。

LabVIEW提供了丰富的硬件驱动和接口,使得用户可以方便地与各种硬件设备进行通信。

3. 界面设计与开发:LabVIEW提供了丰富的用户界面设计工具,可以根据系统需求设计出直观、美观的界面。

通过界面,用户可以实时观察到采集到的数据,进行参数设置和控制操作。

设计界面时,需要考虑用户操作的便捷性和实时性,使得系统在使用过程中更加友好和高效。

4. 数据采集与处理:通过LabVIEW的数据采集模块,可以实时获取传感器采集的数据。

第8章 数据采集控制系统的设计

第8章  数据采集控制系统的设计

ST3
ALE<='0' START<='0' OE<='0' LOCK<='0' CEN<='0'
图8.4 ADC0809工作时的状态转换图
第8章
数据采集控制系统的设计与分析
2.转换后数据的BCD码转换处理 表8.1是在ADC0809的基准电压(Vref)为5.12 V时, 模拟输入电压与输出电压的对应关系表,其中最小电 压准位是5/28=5/256=0.2 V。 这样,当由ADC0809的D[7..0]收到的数据信号是
转换为8位数字量DATA。
第8章
数据采集控制系统的设计与分析
(2) 输入数据与通过预置按键输入数据采集控制器 内的标准数据相减,求得带极性位的差值±ΔU(数字 量);差值之绝对值送至DAC0832转换为ΔU,它和特 定的极性判别电路共同输出±ΔU。 (3) 数据采集和处理均在数据采集系统控制器的管
SIGNAL V: STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);
SIGNAL HB,LB: STD_LOGIC_VECTOR(11 DOWNTO 0); SIGNAL C30,C74,C118: STD_LOGIC;
SIGNAL TEMPA , TEMPB , TEMPC: STD_LOGIC_VECTOR(4
第8章
数据采集控制系统的设计与分析
图8.2 数据采集系统总体组成原理图
第8章
数据采集控制系统的设计与分析
8.2.2 A/D转换控制模块ADZHKZ的设计 1.ADC0809模数转换的控制 ADC0809是CMOS的8位A/D转换器,片内有8路模 拟开关,可控制8个模拟量中的一个进入转换器中。 ADC0809的分辨率为8位,转换时间约100 μs,含锁存

工程控制系统的设计与优化

工程控制系统的设计与优化

工程控制系统的设计与优化第一章:引言在现代社会中,工程控制系统已成为许多企业和机构的重要管理工具,它可以有效地管理现代工业生产和运营过程中的各个环节,并实现生产过程的数字化、自动化和信息化。

本文将基于工程控制系统的实际应用和优化实践,从系统设计和优化两个方面,探讨如何提高工程控制系统的效率和优化管理。

第二章:工程控制系统的设计2.1 工程控制系统的构成工程控制系统由数据采集系统、反馈控制系统、执行系统和信息管理系统四部分组成。

数据采集系统主要负责采集生产过程中的各种信号和数据,并对其进行预处理、过滤和存储;反馈控制系统通过对生产过程中的各个环节进行监测和控制,实现生产过程的调控和优化;执行系统主要负责实现生产过程中各项操作的自动化,如机器加工、物料输送等;信息管理系统则负责对生产过程中产生的各种数据和信息进行收集、分析和处理,为企业决策提供支持。

2.2 工程控制系统的原理工程控制系统的核心原理是反馈控制和闭环控制。

在工业生产中,通过对生产环节的监测和控制将产生的数据和信号反馈给系统中的反馈控制器,经过处理和分析后,反馈控制器将指令传递给执行系统,实现对生产过程的控制和调整。

此外,工程控制系统还可以通过前馈控制和开环控制等方式实现对生产过程的调控和优化,以提高生产效率和质量。

2.3 工程控制系统的优化在设计和应用工程控制系统时,需要注意以下几个方面:(1)参数设置。

在实际应用中,需要根据生产过程的特点和要求,对系统中的各项参数进行调整和优化,以达到最佳的控制效果。

(2)控制策略。

不同的生产过程需要采用不同的控制策略,例如前馈控制、反馈控制或开环控制等,需要根据实际情况进行选择。

(3)系统稳定性。

在系统设计和应用中,需要考虑系统的稳定性和可靠性,避免系统崩溃或失控现象的发生。

第三章:工程控制系统的优化3.1 工程控制系统的实践实践是检验理论的重要途径,只有通过实践才能不断完善工程控制系统的设计和应用。

基于CAN总线的数据采集与控制系统设计

基于CAN总线的数据采集与控制系统设计

基于CAN总线的数据采集与控制系统设计郝寿朋;刘瑞玲【摘要】In order to ensure real-time and reliable data transmission, solve the problem that the data is prone to be interfered in the process of data transmission, and ensure the capability of the data acquisition and control system, CAN (controller area network) bus is taken as the fieldbus in the system to realize data transmission. CAN is a kind of serial communication network that supports the distributed control and the real time control, and has the characteristics of high performance and high reliability. The repeated tests for the hardware and software of the system demonstrates the capability of the system, and embodies the obvious advantage of CAN bus in the aspects of the communication capability, reliability, real time, and so on.%为了保证数据传输的实时性、可靠性,解决数据传输过程中易受干扰的问题,并保证数据采集和控制系统的性能.采用CAN总线作为现场总线来实现数据传输.经过对系统软硬件在不同环境下的多次测试,验证了该系统的性能,同时也体现了CAN总线在通信能力、可靠性和实时性等方面的明显优势.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2011(034)008【总页数】4页(P36-38,42)【关键词】CAN总线;数据采集;控制系统;串行通信【作者】郝寿朋;刘瑞玲【作者单位】中国海洋大学,信息科学与工程学院,山东,青岛,266100;临沂市高级技工学校,山东,临沂,276021【正文语种】中文【中图分类】TN911-340 引言随着计算机网络上的高速发展,使得信息的交流与共享变得空前广泛和自如,而这项技术也渗入到自动化领域的变革当中,现场总线(Fieldbus)由此应运而生,开创了工业控制的新篇章。

SCADA-数据采集与监视控制系统

SCADA-数据采集与监视控制系统

SCADA-数据采集与监视控制系统SCADA系统(Supervisory Control and Data Acquisition)是一种用于数据采集和监视控制的自动化系统。

它是由许多硬件和软件组成的综合性系统,广泛应用于能源、化工、交通、水务、制造业等行业中,用于实时监视和控制远程设备和过程。

1.硬件:包括传感器、控制器、通信设备等。

传感器用于收集各种数据,比如温度、压力、流量等。

控制器用于控制和执行各种操作,比如开关、阀门、电机等。

通信设备用于数据传输和远程访问。

2.软件:包括数据采集、数据处理、数据存储和数据展示等功能。

数据采集软件用于实时收集数据,并将其传输到中央处理单元。

数据处理软件用于对数据进行处理和分析,比如计算平均值、最大值、最小值等。

数据存储软件用于将数据保存在数据库中,以便后续查询和分析。

数据展示软件用于将数据以图形、报表等形式展示给操作员。

3.人机界面:主要包括监视和控制台。

监视台用于显示实时数据和趋势图,以便操作员进行监视和分析。

控制台用于操作设备和过程,比如打开或关闭设备,调整设备参数等。

SCADA系统的主要优点是提高了生产效率和安全性。

通过实时监视和控制远程设备和过程,可以及时发现和解决问题,减少了停机时间和生产成本。

同时,SCADA系统可以提供报警和预警功能,帮助操作员快速响应异常情况,避免事故的发生。

此外1.可扩展性:SCADA系统可以根据实际需要添加或删除设备和过程,以适应不同的生产环境。

2.可靠性和稳定性:SCADA系统采用冗余设计和故障恢复机制,确保系统的可靠性和稳定性。

3.安全性:SCADA系统采用各种安全措施,比如访问权限管理、防火墙等,保护系统免受非法访问和攻击。

总之,SCADA系统是一种用于数据采集和监视控制的自动化系统,广泛应用于各个行业中。

它通过实时收集和传输数据,并提供实时的监视和控制功能,帮助操作员快速响应异常情况,提高生产效率和安全性。

多测试仪表数据采集与控制系统的设计与实现

多测试仪表数据采集与控制系统的设计与实现
机 是否 存在 , T C P c o n n e c t ( ) 扫描 技 术是 主 机 扫描
技术中的一种, 该扫描过程将连接主机并完成一次 完整的三次握手, 如果连接成功则表 示服务器打开 主机存在 , 如果连接失败则表 示该主机不存在。 实
现 流程 如下:
图 1基 本 拓 扑 结 构
个完善的上位机软件系统应包括界面显示、
6 1
技术探讨 T E C H N I C A L E X P L O R A T 1 0 N
中网 像嚣 饭表 C H I N A I N S T R U M E N T A T I O N
2 0 1 4 年 第2 期
连接, 网络通信等功能。 该类主要成员如图3 所示。
会开辟一个单独的线程和该下位机进行通信, 保证
数 据 传 输 的独 立 性 , 同时 S T M3 2 芯 片将 上位 机发 送
的控制指令经识别后转发给相应的仪表。 作 为上 位 机 和 仪 表 的中 间 环 节 , 还 可 利用 S T M3 2 芯片的强大功能设 置数据过滤、 网络 防火墙 等安全保护措施 , 以防止其他恶意程序通过网络入 侵 本系统 、 篡 改数据 、 非法操控 下位机 。 本系统具
c l a s s C l i e n t S o c ke t
时和 多个下位机进行连接 , 而且可保证数据收发过 程的独立 陛, 保障数据的安全, 提高工作效率 。 2 . 2 . 2类指针的创建和保存 扫描开始前根据需要扫描的I P 和端 口范围创建

p u b l i c :
有工 作 中的下 位 机 , 当上位 机 和 下位 机 连接 成 功后
数据库管理 、 管理员操作 、 网络功能等基本模块 ,

数据采集及控制

数据采集及控制

《电子技术》2002 年第 9 期 中国传感器 ht t p :/ / www . senso r . co m . cn (531) 19计算机应用桩基静载仪数据采集及控制系统的研制与开发武汉大学电子信息学院 (武汉 430072) 刘仲谋 吴建江 刘爱荣摘 要 文章系统地分析了基于虚拟仪器技术下的桩基静载测试仪数据采集系统的特性 。

详细论述了系统的总体设计方案 ,数据采集 、通信和控制电路的设计以及系统的可靠性设计 。

关键词 虚拟仪器 通信 可靠性虚拟仪器就是采用计算机技术 ,将传统仪器的 部分或全部功能由软件来实现 ,达到了硬件软件化 的目的 。

基于虚似仪器技术的静载仪是代表桩基静 载测试仪器的发展方向 。

采用虚似仪器技术 ,前置 机只需要对信号的采集和控制 ,而把复杂的数据处 理 、报表 、打印输出等让上位机处理 ,简化了设计过 程 ,缩短了研制周期 ,降低了设计难度 ,同时提供了 更良好的人机界面和强大的上位机操作功能 。

目 前 ,国内的静载仪的制作主要仍然采用传统的方法 , 对实验数据进行采集 、显示 、记录和判断等工作 ,但 不能现场对数据进行处理 ,得到工程所需的曲线 、图 表等资料 。

采用虚拟仪器技术能很好地实现这些功 能 ,前置机对现场数据进行采集 、控制加在桩上的压 力以及和上位机进行通信 ,上位机接收来自前置机 的十二路位移信号和两路压力信号 ,然后进行数据处理 、图表分析 ( 主要是桩基测量的总报表 、P 2S 曲 线图 、S 2lgp 曲线图和 S 2lgt 曲线图分析) 、发出控制信号等 。

下面主要对前置机的硬件设计和系统的可 靠性进行重点分析 。

1 前置机总体设计方案前置机采集各路传感器的输出信号 ,并将采集 到的数据送给上位机进行数据处理 、图表分析 、显 示 、判断 ,同时接收上位机发来的各芯片初始化指令 及控制命令 ,来初始化系统和控制加在桩上的压力 等 。

计算机控制课程设计数据采集系统设计正文

计算机控制课程设计数据采集系统设计正文

1 引言数据采集是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集信息的过程。

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。

数据采集系统是结合基于计算机的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。

随着计算机技术的飞速发展和普及,数据采集系统在多个领域有着广泛的应用。

数据采集是工、农业控制系统中至关重要的一环,在医药、化工、食品、等领域的生产过程中,往往需要随时检测各生产环节的温度、湿度、流量及压力等参数。

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。

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更加重要的意义。

本次的课程设计中,我通过查阅有关资料,确定了系统设计方案,并设计了硬件电路图,分析主要模块的功能及他们之间的数据传输和控制关系。

最后利用Protel绘制了电路原理图,Keil编写源代码。

本课程设计采用89C51系列单片机,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。

使系统实现了通过一个A/D转换器采样一个模拟电压,每隔一定时间去采样一次,每次相隔的时间由定时器/计数器芯片8253控制,采样的结果送入A/D转换器芯片0809,转换完成后,把转换好的数字信号送入并行接口芯片8255,然后由中断控制器向CPU发出中断请求,在CPU控制下把8225中的数字送入外设即CRT/LED 显示。

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);
• end CODP;
• architecture a of CODP is
• signal en:std_logic;
• signal reg1out:std_logic_vector(7 downto 0);
• component regn

port( clk,en :in std_logic;
• end a;
• --到此顶层文件结束
以下是三个底层文件
存储器 REGN
数据处理器 系统控制 器
CALA
CONTROL
• CODP的逻辑框图
DATA
存储器 REGN
REGIOUT
8
数据处理器 Q 9
CALC
CLK EOC AD转换结束
START ADC启动信号
系统控制器 CONTROL
OE AD使能信号
• entity CODP is
• port(
• clk,eoc:in std_logic;
• data:in std_logic_vector(7 downto 0);
• dout:out std_logic_vector(8 downto 0);

start,nwr,oe: out std_logic
NWR DAC写允许 信号
EN 寄存器使能
仿真图形
硬件测试
当输入位 全为1时输 出为1011 0111(低位 到高位) 转 换为十进 制为237 极性位为0
数码管点 亮为1 灭为0
谢谢观赏

q:out std_logic_vector(8 downto 0)

);
• end component;

• component control
• port( clk,eoc :in std_logic;

start,oe,nwr,en1 :out std_logic

);
• end component;
数据采集 和反馈控制系统的设计
10级通信五班
作用
• 在现代工业控制系统中,多参数实时采集 对监控设备正常运行有着十分重要的作用。 多参数信号采集是将监控现场的物理量、 化学量或生物量通过相应的传感器和调理 电路把模拟量转换为易于采集、处理的电 压信号,经过微处理器的处理,一方面反 馈给控制部件对监控对象进行控制调整, 另一方面送给显示单元,实时显示采集的 信号数据。
应用领域
• 在航空、汽车、通信、园林等控制 领域,多参数实时采集与处理是自 动控制系统的核心。
数据采集和反馈控制系统的组成框图
DOUT Q8 极性位输出
DATA
V
8位
控制器和数 START 据处理器
ADC EOC
CODP
OE
WR
8位 V DAC
设计顶层文件
• library ieee;
• use ieee.std_logic_1164.all;
• begin --开始引用 注意端口的先后

u1:regn
时钟
内部信号

port map(clk,en,data,reg1out);

u2:control

port map(clk,eoc,start,oe,nwr,en);

u3Байду номын сангаасcalc
数据输出

port map(reg1out,dout);

data :in std_logic_vector(7 downto 0);

q :out std_logic_vector(7 downto 0)

);
• end component;


• --以下是三个底层文件例化语句声明
• component calc
• port( data :in std_logic_vector(7 downto 0);
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