USB2.0-4-20AD數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)

一、產(chǎn)品簡(jiǎn)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(xiàn)高精度20位采集模塊(MX117)。硬件部分具有4路模擬輸入、開(kāi)關(guān)量4路輸入/4路輸出、二路24位減法計(jì)數(shù)器（支持脈沖間隔或頻率測(cè)量功能）、兩路20位脈沖發(fā)生器。采用USB總線(xiàn)，支持即插即用、實(shí)時(shí)采集。MX117的所有功能設(shè)置都可以通過(guò)軟件控制，不需要硬件跳線(xiàn)。軟件部分包括參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)采集、曲線(xiàn)顯示、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)查詢(xún)、報(bào)表打印等菜單，可采集4路不同傳感器數(shù)據(jù)（如壓力、溫度、流量等），把采集信號(hào)以曲線(xiàn)形式顯示，實(shí)現(xiàn)以圖線(xiàn)形式實(shí)時(shí)顯示采集數(shù)據(jù)，并可以EXCEL格式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，界面直觀(guān)，易于觀(guān)察。同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量輸出通道的手自動(dòng)控制:通過(guò)手動(dòng)啟動(dòng)、停止按鈕控制開(kāi)關(guān)量輸出通道，驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備；還可通過(guò)設(shè)置4通道上限（或下限）值自動(dòng)控制對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)量輸出通道，同樣實(shí)現(xiàn)外部設(shè)備的驅(qū)動(dòng)。

二、技術(shù)性能 ：

●AD部分
    ① 電壓：4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(xiàn)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(gè)采樣點(diǎn))。

⑧ 輸入具有過(guò)壓保護(hù)，可以承受瞬時(shí)±20伏的電壓。

●開(kāi)關(guān)量部分
    1、4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(guò)10K電阻上拉到3伏。因此懸空時(shí)，輸入=1。

2、4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(kāi)關(guān)量輸出上電自動(dòng)清零。

三：連接器插座定義

   ① MX117有兩個(gè)扁平電纜連接器：P1腳、P2腳。 
   ② P1: 20腳扁平電纜插座對(duì)應(yīng)4路模擬輸入。
       P2: 40腳扁平電纜插座對(duì)應(yīng)8路開(kāi)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(hào)、 ● 權(quán)限管理、 ● 設(shè)置、 ● 查詢(xún)、 ● 報(bào)表、 ● 開(kāi)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(dòng)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(huì)出現(xiàn)如下的密碼輸入窗口：  

 此時(shí)要求用戶(hù)輸入正確的密碼，如果密碼輸入錯(cuò)誤，將無(wú)法進(jìn)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(hù)管理窗口，為該程序設(shè)置或者取消密碼。用戶(hù)管理窗口如下：

在更改或取消密碼時(shí)，用戶(hù)首先要正確輸入舊密碼，如果舊密碼輸入錯(cuò)誤，密碼將無(wú)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(wú)效，按取消密碼對(duì)待。

4、寫(xiě)入設(shè)備號(hào)

    每臺(tái)硬件設(shè)備有對(duì)應(yīng)的設(shè)備號(hào)，只有當(dāng)上位機(jī)軟件與硬件設(shè)備的設(shè)備號(hào)一致時(shí)才可實(shí)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(diǎn)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(xiàng)。

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(shí)所對(duì)應(yīng)的值。

值是指相應(yīng)通道輸入為20mA時(shí)所對(duì)應(yīng)的值。

校正值是指采集器的偏離值。

單位是指外界被測(cè)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(xiàn)是指重新開(kāi)始繪制相應(yīng)通道的曲線(xiàn)，按下相應(yīng)通道的按鈕，則該通道曲線(xiàn)重新開(kāi)始繪制。

通道設(shè)置界面后半部分可實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量控制，如上限（或下限）報(bào)警，驅(qū)動(dòng)繼電器通斷以啟停外部設(shè)備等功能。用戶(hù)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(hù)需要實(shí)現(xiàn)當(dāng)采樣值（如溫度）大于上下限值設(shè)定的值（如30℃）時(shí)，可選擇上限，則當(dāng)采樣值大于該設(shè)定值時(shí)，DO狀態(tài)輸出高電平，外接發(fā)光二極管點(diǎn)亮，此時(shí)用戶(hù)還根據(jù)實(shí)際需要控制外部設(shè)備（如啟動(dòng)降溫設(shè)備使溫度下降）；

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

DO狀態(tài)用來(lái)指示當(dāng)前開(kāi)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(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)用來(lái)選擇手自動(dòng)模式。自動(dòng)模式運(yùn)行時(shí)則根據(jù)用戶(hù)設(shè)定的上下限自動(dòng)運(yùn)行；在手動(dòng)模式下，按下啟動(dòng)按鈕則相應(yīng)的通道輸出高電平，啟動(dòng)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(dòng)狀態(tài)用來(lái)指示手動(dòng)啟停狀態(tài)，為代表手動(dòng)停止，為代表手動(dòng)啟動(dòng)。

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(hù)不需要開(kāi)關(guān)量控制，則可將手自動(dòng)開(kāi)關(guān)打到手動(dòng)模式，并按下關(guān)閉按鈕。該軟件默認(rèn)為手動(dòng)關(guān)閉即不使用開(kāi)關(guān)量控制部分，若用戶(hù)有需要?jiǎng)t可開(kāi)啟。 

采集到的電流值可以被計(jì)算機(jī)自動(dòng)按比例進(jìn)行處理，計(jì)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(chǔ)：

實(shí)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(kāi)始采集：

點(diǎn)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(shí)，可以將數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫(kù)文件中，以便于以后的查詢(xún)。具體請(qǐng)參見(jiàn)“保存數(shù)據(jù)”。 

采集數(shù)據(jù)時(shí)，各通道的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（包括采集到的電流值、經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后轉(zhuǎn)化為的實(shí)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(shí)際物理量值的問(wèn)題，請(qǐng)參見(jiàn)“通道信息設(shè)置”。 

在采集數(shù)據(jù)的同時(shí)，計(jì)算機(jī)將繪制實(shí)際物理量隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)圖，方便于用戶(hù)更直觀(guān)的觀(guān)察數(shù)據(jù)隨時(shí)間變化的情況。 

7、保存數(shù)據(jù)：

在主界面點(diǎn)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(shí)，保存當(dāng)前數(shù)據(jù)；

當(dāng)按鈕沒(méi)有按下時(shí)，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(kù)中。

8、報(bào)表打?。?/span>

    點(diǎn)擊工具欄中的按鈕，即可出現(xiàn)如下對(duì)話(huà)框，進(jìn)入報(bào)表打印功能。

設(shè)置正確的時(shí)間后，點(diǎn)擊“Excel報(bào)表”，系統(tǒng)會(huì)打開(kāi)Excel，并將查詢(xún)到此時(shí)間段的數(shù)據(jù)寫(xiě)入Excel中。用戶(hù)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(diǎn)擊“QuickReport報(bào)表”按鈕，系統(tǒng)會(huì)將查詢(xún)到此時(shí)間段的數(shù)據(jù)寫(xiě)入QucikReport，支持保存和打印功能。

     注意：生成的QuickReport報(bào)表不可以最小化，否則程序?qū)o(wú)法關(guān)閉！

Excel報(bào)表

QuickReport報(bào)表：

9、數(shù)據(jù)查詢(xún)：

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

輸入正確的查詢(xún)時(shí)間后，點(diǎn)擊“查詢(xún)”，即可查詢(xún)到符合時(shí)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(lái)。

“通道x”復(fù)選框可以控制圖表中是否繪制此通道的曲線(xiàn)。

注意：輸入查詢(xún)時(shí)間時(shí)必須格式正確（year-month-day hour-minute-second），否則將出現(xiàn)錯(cuò)誤。

 10.清除歷史數(shù)據(jù)：

點(diǎn)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(shí)間后點(diǎn)擊“確定”按鈕，即可將數(shù)據(jù)庫(kù)中相應(yīng)的數(shù)據(jù)清除掉，以節(jié)省磁盤(pán)空間。清除數(shù)據(jù)后無(wú)法恢復(fù)。

如果用戶(hù)安裝的了Office Access，用戶(hù)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(qǐng)不要改動(dòng)data.dmb的目錄，否則系統(tǒng)無(wú)法找到此文件！也不要試圖設(shè)計(jì)data.dmb中的表項(xiàng)

11、重繪曲線(xiàn)：

點(diǎn)擊將重繪曲線(xiàn)，用戶(hù)在需要重新繪制所有曲線(xiàn)時(shí)，可以點(diǎn)擊此按鈕。

12、顯示幫助：

點(diǎn)擊將顯示幫助文件，用戶(hù)在使用此軟件時(shí)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(shuō)明。

13、退出系統(tǒng)：

點(diǎn)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(huì)出現(xiàn)提示對(duì)話(huà)框；如果當(dāng)前沒(méi)有采集數(shù)據(jù)，則直接退出系統(tǒng)。