數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)展的新趨勢

1、件清除計時器，在不引起復(fù)位的情況下， 一直監(jiān)視這個計時器；一旦系統(tǒng)混亂發(fā)生 溢出，就執(zhí)行RESET清除監(jiān)視計時器是在WDT單元 （OOOAH）寫入1EH,然后在同一單元再 寫入OEIH。在程序開發(fā)時，在RESET引腳處外加 髙電位，監(jiān)視功能被禁止。j13.復(fù)位欲完成復(fù)位，必須使RESET引腳至 少有兩個狀態(tài)吋間為低電位，使RFSET 變?yōu)楦唠娖剑?096就用10個狀態(tài)時間執(zhí)行 復(fù)位指令（清除PSW ,轉(zhuǎn)移到地址 2080H）。14.権令設(shè)定在256個字節(jié)的寄存器內(nèi)可用直接地 址設(shè)定指令，程序可將所有標疑變凰存入 寄存器內(nèi)，程序員幾乎可以不使用通常在 編碼中不得不大量采用的“MOVE”指 令，也

2、沒有必要將運算數(shù)與存貯器發(fā)生關(guān) 系。結(jié)束語以上簡略地介紹了8096,詳細介紹請 參閱“8096 16位微型控制器的結(jié)構(gòu)及其 規(guī)格” 一書。譯自“電子科學(xué)” V01.32.NO. 131982習(xí)重華譯、李曉平校© 1994-20IQ China Academic Journal Ekctroaic Publishing House. All rights reserved, http:a?wwwxnki.nel© 1994-20IQ China Academic Journal Ekctroaic Publishing House. All rights reserved,

3、http:a?wwwxnki.nel數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)展的新趨勢© 1994-20IQ China Academic Journal Ekctroaic Publishing House. All rights reserved, http:a?wwwxnki.nel© 1994-20IQ China Academic Journal Ekctroaic Publishing House. All rights reserved, http:a?wwwxnki.nel數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域正在發(fā)生著直要的變 化。首先，分布式控制應(yīng)用場合中的智能數(shù) 據(jù)采集系統(tǒng)正在發(fā)展。其次，總線兼容型 數(shù)

4、據(jù)采集插件的數(shù)量正在增大，與個人計 算機兼容的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)量也在增 加。本文評述了近期市場上的數(shù)據(jù)采集產(chǎn) 品，并進步指出了這些產(chǎn)品的發(fā)展趨 勢。數(shù)據(jù)采集與控制間地被認為與數(shù)據(jù)記 錄及其它數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)相等同。在土作 時，一些要打印出硬拷貝，而另一些則把 采集的數(shù)據(jù)饋送給主計算機處理。但是， 隨著分布式控制在各個領(lǐng)域里越來越普遍 地應(yīng)用，數(shù)據(jù)采集設(shè)備開始同控制設(shè)備相 結(jié)合。正如Kaye儀器公司銷侶部'付經(jīng)理 Frank Margida所說，“你再也不可能 逃脫對控制的需要了。”該公司的生產(chǎn)線 反映出*最近他們很強開產(chǎn)品的控制能 力。Dtec公司的生產(chǎn)經(jīng)理Dick DaLe 指出，現(xiàn)在人

5、們把數(shù)據(jù)采集和控制一起 抓，些兩類設(shè)備的差別正在消失。事實 上，他們公司髙瞻遠矚巳把數(shù)據(jù)記錄設(shè)備 生產(chǎn)線改成了數(shù)據(jù)采集與控制設(shè)備生產(chǎn)線 了。個人計算即90 逐右,右竅據(jù)采集中最熱門的東西是 個人計算機。個人計算機巳進入控制領(lǐng) 域，這些裝置在許多領(lǐng)域都有巨大的影響。 它們被大量地用在工程部門，工程師們以 各種方式便用普它們，venture開發(fā)公司 曾預(yù)計，到1987年，用于小型自動測試和 測量系統(tǒng)中的個人計算機將從現(xiàn)在的 30,000臺增加到144,000臺，根據(jù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 換公司的產(chǎn)品銷售專家Shari SuPernauLt 透露，1983年IBM銷售的一百萬臺個入計 算機中，大約有23 %是用于

6、數(shù)據(jù)采集 與控制的。她還說，“用于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 的個人計算機的價格性能比是史無前例地 令入驚奇的”。插入式數(shù)據(jù)采第系統(tǒng)莉肩不人#負機吳趣數(shù)據(jù)采集有兩種 方法。第一種是把接口板插入計算機的擴 展槽中。在蘋果機上采用這種方法已經(jīng)有 一段時間了，IBMPC, XT上，也越來 越多地采用此法。下面是近來的一嶼實 例.ACoLumbus儀器公司的12位A/D卡 可插入APPLe J , APPLe- I e,APPLe- -D +,及APPLe- I個人計算機中。 該卡提供16個單端（參考地）或8個差分 輸入，可選擇的軟件。通過板上ROM中 的子程序，BASIC語言可尋址A/D轉(zhuǎn)換 器。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換公司的D

7、T2832和DT2834 模擬輸入板可插入APPLe- I計算機中. DT2832接受16個單端或8個差分高電平 輸入；DT2834接受8個差分低電平輸入。 二者均有軟件可編程的功能。對于IBMPC 及XTDT2808接受16個模擬輸入和16個 數(shù)字I/O。DTZ818在四個模擬輸入通道 有同時釆樣保持能力。它還有兩個同時模 擬輸出和16個數(shù)字I/O線。A MetrabYte 的DAScON 1 模擬與 數(shù)字I/O板可直接插入IBMPC機中。 該板貝有12個數(shù)字I/O點，四個差分模 擬輸入和兩個模擬輸出。軟件用BASIC 編寫，免費提供，并包括校準/堀整程 序、繪圖、線性化算法和I/O調(diào)用語句

8、。Omega Engineering的WBAIOA是一個8通道低電平模擬輸入板，該板與 APPLe I、H +、及I e個人計算機兼容。 內(nèi)裝軟件，可通過顯示菜單編程。并列式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軌乗量寂扁去入人召算機中只是數(shù)據(jù) 采集的一種方法，而另一種較為普遍的方 法是把采集系統(tǒng)安置在計算機旁，用電纜 把其同計算機相連接。這樣可使更多的數(shù) 據(jù)采集設(shè)備能利用上個人機。通常，采用插 入計算機擴充梢中的接口板來實現(xiàn)采集系 統(tǒng)同計算機的連接，另一種方法是采用RS 232C或IEEET88接口，這樣的產(chǎn)品有：ACYorg的ISAAC2000系列可與 IBM PC協(xié)同工作,采集速率可達200KHZ,采集 的數(shù)據(jù)存

9、貯在其內(nèi)部存貯器中，通過RS- 232C或IEEE488傳送到計算機。41型是 一個用于蘋果機的小型模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。AKeithley DAS的500系列工作站型 測屋與控制系統(tǒng)可同IBM PC或蘋果機相 連接。它可浚受272個模擬錄和160個數(shù)字 輸入，并具有50個模擬和160個數(shù)字輸出。 它可同時進行數(shù)據(jù)采集顯示和分樣，使用 S0ft500 （擴展BASIC）編程。 IBM儀表公司的9040可通過RS 2 32C或IEEE488連接到IBM9000計算機 上。9040是由9041數(shù)據(jù)設(shè)備和有關(guān)軟件組 成的。它可接受8路模擬數(shù)字輸入或連接 到緩沖擴展卡上。其中，在一個通道上，每 個模擬輸入卡每

10、秒可采樣200, 000次，或 在四個通道上每秒釆樣50,000次。多個 9041可被連接到一個9000計算機上。 ACtion儀表公司的O Ctapak同IBM 和蘋果個人計算機及Action的aPAC微 機相兼容。它可當(dāng)作一個八通道掃描數(shù)字 電壓表來使陽，采用RS 232C進行通訊。 可以根據(jù)采集直流電壓、直流電流、熱電 偶、交流電、頻率或電位差值的數(shù)據(jù)來配一一 91 一 © 1994-20IQ China Academic Journal Ekctroaic Publishing House. All rights reserved, http:a?wwwxnki.nel置通道

11、。遠地采鋼系統(tǒng).施&/e?轉(zhuǎn)換箱放于計算機旁的數(shù)據(jù) 采集系統(tǒng)有一個缺點，那就是你不得不把 計算機放置在過程控制的現(xiàn)場附近。大多 數(shù)個人計算機并不是為惡劣環(huán)境下運行所 設(shè)計的，因此，很難適應(yīng)復(fù)雜的現(xiàn)場環(huán) 境。一種解決方案是采用工業(yè)計算機，而 有些用戶則千方百計設(shè)法改善壞境。在數(shù)據(jù)源到計算機之間，采用屏蔽的 低電平信號電纜連接，可使個人計算機遠 譌現(xiàn)場而保證安全。但采用此法成本較為 昂貴。另一種種方法是采用遠地數(shù)據(jù)采集 設(shè)備。遠地設(shè)備將數(shù)據(jù)采集后處理，然后 按要求回送給計算機。下面是近期市場上 出現(xiàn)的遠地數(shù)據(jù)采集設(shè)備的實例：A ADAC的MicroBasys是BASys系列 中的最新產(chǎn)品。

12、它是基于DEC Q總線及 Falcon單板微型計算機的，與RTII或 RSX操作系統(tǒng)兼容。亦可采用IBMPC作為 主機。它由Falcon系列機箱和一個1822 CMOS RAM板及A/D、D/A板組成。 通過増加一個任選件CRT,在沒有同主機 通訊的情況下，操作員仍可在現(xiàn)場觀察數(shù) 據(jù)。此外，還可接入一個鍵盤，來修改程 序，并把它裝回主機。A模擬器件的"MAC500是一個遠 地智能數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)。通過一個串 行回路，可接受個人計算機上的BASIC程 序。也可把它當(dāng)作個人計算機的遠地前置 處理機來使用。A Connecticut microcomputer的BU- SSTer D16

13、可同具有IEEE-488接口的任何 計算機相連接。它可接受從主機發(fā)出的命 令，以讀出數(shù)據(jù)或啟動其定時器和緩沖 器。在小于100MS時間內(nèi)把輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成 8位數(shù)據(jù)。其內(nèi)部緩沖器允許在主機忙于一 92 _其它工作時進行數(shù)據(jù)采集。該模塊可通過 從控制計算機發(fā)出的BASIC命令來編程。 Datel的SDAS 8娃一個8路串 行 數(shù)據(jù)輸出的單模塊釆集系統(tǒng)。該模塊如同 書本一樣大，內(nèi)部裝有一介AP,在加上 一個全雙I RS232C,串行口。為了更 容易使用，它可裝在ST-705板上。ST- 705板有交流電源、螺釘端接，RS232C 連接器以及冷端補償?shù)臏囟葌鞲腥酢Ｔ摪?的大小和外形符合多總線標準，因此

14、既可 獨立使用也可插入多總線槽中，僅連接其 到總線的電源上（允許其在無交流電源的 情況下運徉）即可。板上還保留有設(shè)置增 益電阻和信號調(diào)整電路的位置。Emerson ELectric 的277 Data p- ort模擬前置處埋機是一個可接受40個模 擬輸入的多路切模前置處理機。采用5個 277可擴展到200個通道。通過RS-232C 同IBMPC、APPLe I .或 APPLe I E 及 HPR5、只6戎87相連接。 FlUKe的2400B是一個通用的， 用戶可配置的計算機前置處理機。它具有 數(shù)字和模擬測鼠，信號調(diào)節(jié)和控制功能。 其基本型可與10個通道接口，用機柜的形 式可以擴展到60個通

15、道。采用擴展器，它 可擴展到1000個模擬輸入通道。1024個數(shù) 字I/O通道以及128個模擬輸出通道。采 用類似英文的高級語言編程，其和序可從 主機裝入或填入PROMo通過RS-232C。 RS422, IEEE488 或20mA電流環(huán)路 進行通訊Preston scientific 的 GM AD 2 A 在一個雙機柜中有8個同時采樣保持通 道，它只有ins的開孔時間；在多機柜系 統(tǒng)中，可達256個通道。最大滿蚩程輸入 電平是10.24V,兩通道間的直流串?dāng)n最 小可保持在滿量程土 0.005%。ASoLartron儀表公司的Orion Delta 3530D可用主機處理200個輸入，采用

16、輔助掃描器可處理600個輸入。它可同時 運行8個任務(wù)，通過面板進行編程或從主 機上通過RS232C, RS -422或IEEE - 488進行編程獨立采集系華舅二乂乘藪番采集系統(tǒng)是由獨立的系 統(tǒng)組成。這些系統(tǒng)是基于計算機的設(shè)備。 它們通常被放置在過程控制現(xiàn)場，以監(jiān) 督.控制目標，并保持同主計算機通訊。 一般來說，它們不使用個人計算機，并且 也不是基于通用總線結(jié)構(gòu)的。xycom的 Joe primeau曾提出，采用個人計算機作為 前置處理機并非最理想。如果采用個人機 進行過程控制，你必須在通訊方面花費很 大的成本，因為個人機并不能放置在工廠 的車間里。他說，玻好的方法是在機器或 過程控制現(xiàn)場使用

17、智能箱。在需要的地方 進行控制。一些用戶，把個人計算機當(dāng)作智能終 端，用來開發(fā)程序，對所開發(fā)的軟件進行 編揖，然后裝入采集系統(tǒng)。讓采集控制系 統(tǒng)自己去運行，而用個人機再去干其它事 悄。如果出現(xiàn)了象越限等情況時，控制系 統(tǒng)將產(chǎn)主-個內(nèi)部中斷，加以糾正，然后 繼續(xù)正常運行。所有這些工作，都不需要 個人機苴接參與。到最后或不論何時需要 的話，工程師插入通訊軟件包，訪問數(shù).據(jù) 采集系統(tǒng)，得到報告，這些獨立系統(tǒng)的例 子有，A Action 儀表公司的 APacBC3 是一個用于干擾環(huán)境的數(shù)據(jù)采集及控制系 統(tǒng)。它可接受256個模擬輸入，采用稱為 ABLE的擴展BASIC編程。還帶有用于 數(shù)據(jù)記錄，多回路P

18、ID調(diào)節(jié)，批處理控制 及分布式處理的應(yīng)用軟件包。Bristol Babcock 的TLM3000是一 個帶有兩個UP的大型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。其 中一個進行査詢、計數(shù)，報警和實時跟 蹤，監(jiān)督控制及入機接口，第二個處理機 管理關(guān)系數(shù)漏庫，趨勢記錄以及建模和仿 Mo i/o系統(tǒng)連接到兩處理機上，以便 在一個微處浬機出故障時另一個接替工 作。兩個UP都是基于PDP-11的，并通 過雙口存貯器進行通信。 DateL的MuLtiDAS是一個基于 Z80的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。它是用于無損檢測 及其它快速工作的高速多通道設(shè)備，允許 高，低速數(shù)字和模擬量混合。為限制通道 間的時滯，它對8個通道同時進行釆樣保 持，然后按正

19、常速率進行數(shù)字化。 FLuKe的2452測量與控制系統(tǒng)組合 了兩個智能儀器；1722A儀器控制器和 2400B智能前置處理機。2400B進行數(shù)據(jù) 收集，16位的儀器控制器1722A提供計 算電源，雙面軟盤海就存貯器，先進的繪 圖能力，通過帶鍵盤的CRT進行人機對話 以及可對點陣尋址的繪圖能力，該系統(tǒng)可 使用戶設(shè)計一個菜單驅(qū)動的操作者控制面 板。 GouLd公司的9000系列數(shù)據(jù)采集 /信號分析系統(tǒng)由一個IBMPCAT、一 個8通道前置處理機信號調(diào)節(jié)器/數(shù)字化 儀，一個彩色監(jiān)視器，系統(tǒng)軟件和一 個可任選的8 "或11多筆繪圖儀組成 可把14個子系統(tǒng)并為一個系統(tǒng)中，提供 1 10個通道。

20、單面或雙面5卜吋軟盤驅(qū)動 器每個可提供320K字節(jié)。還有5M字節(jié) 的可裝卸軟盤和10M字節(jié)的固定軟盤可以 任選。93 AHewLett Packard 690IS 數(shù)據(jù)采 集與控制系統(tǒng)可測雖768個電壓，電流和 /或阻抗輸入通道。該系統(tǒng)基于200系列 © J994-2010 China Academic Jouma ESkclroa:c Publishing Elouse. All rights reserved. hnprZ臺式計算機,還包扌舌一個HP6942A多道編 程器，1/0接口，從及于用計算機輔助 測試的綜合軟件包。標準系統(tǒng)從25,000通 道/秒的速度掃描，采用可編程極限

21、檢測， 以100通道/秒的速度掃描。標準工 程公司 的Dynamic由DEC LSI-11/23 （任選件PDP11/73）,浮點 處理器，VT100終端，軟盤或硬盤和I/O 硬件以及CAMAC接口組成。該系統(tǒng)可處 理99個模擬和256個效字輸入以及64個模 擬和256個數(shù)字輸出。專夠頊挈翠孚字手蘋血&矗親右禹城壽朿集板是容易使用 的，并且有多種多樣的用途。大多數(shù)總線 板銷售商可提供各種總線板，能使你按需 要配成任何一種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。在各種總線中，幾種出色的總線作為 數(shù)據(jù)釆集應(yīng)用最為普遍。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換公司銷 僭部付經(jīng)理Andrew Davis認為，SDT和 MuLtibus仍在數(shù)據(jù)采集和控

22、制市場上占 上風(fēng)，但VMEbus正在逐漸興起。模擬器 件公司之所以喜歡VME bus,是因為它 有良好的結(jié)構(gòu)系數(shù)，髙的可靠性以及密封 的DIN連接器。ADAC的系統(tǒng)銷售部經(jīng) 理Brian Huber和Davis二人認為，Q總 線之所以能夠繼續(xù)普及，主要是由于DEC 公司的強力支持。嵌近，市場上的總線 采集板主要有：模擬器件公司的RTI-600模擬輸 入卡和RTI602模擬輸出卡是同VEMb us兼容的。輸入板上有32個單端或16差分 輸入通道。它包括一個在板儀表放大器和 一個精度為士 0.01%的12位A/D轉(zhuǎn)換器。4通道輸出板有12位分辯率，范圍分別為 4 一2（）mA, 0 5 , 010

23、, ± 5 以及 ±10VoA AnaLogic 的 Super M*是一個 16通道隔離的模擬輸入卡，采用VMOS開關(guān) 技術(shù)專利，它提供土 200V固態(tài)信號隔離。 目前有多總線和TM990/100模塊，它速度 適中，可代替繼電器板和系統(tǒng)中的每個通 道放大器。因為它沒有繼電器，故并不需 要處雯延遲的專門縁程方法，也不存在繼 電簽?zāi)p或噪聲問題。通道與逋道之間隔 離是±200V,通道與機箱之間隔離是 ±4O0V。編程増益可達100,冷板端補償。 燒轉(zhuǎn)換器的分辯率是12位，轉(zhuǎn)換頻率為 lOKHZo該板的軟硬件同Inte!的SBC711 及TIASC101/9

24、490248000兼容。椿度為 0.05%,共模抑制比lOOdBo-A APPLied Micro Technoi.ogy的 ST4303是一個用于STD總線的32通道模擬 輸入板。增益從1 一 1000可調(diào)節(jié)，輸入從 1 mV 到 1DV。.A Computer Dynamics的智能 A/D 接口板允許8路模擬過程傳感眾接到STD 總線上。它適用于噪聲環(huán)境，可捉供"位 線性化輸出，采用軟件選擇輸入。輸入可 包括熱電偶，電阻溫度器件（RTD）,應(yīng) 變儀，熱敏電阻或電壓。數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)公司的MP8430 板同多總線兼容，可把RTD信號接入過程 控制計算機中，其成本為每通道50美元

25、以 下。每個輸入通道都經(jīng)過長線補償，濾 波,多路切換，放大然后送到-個12位 A/D轉(zhuǎn)換器中。該板特點是16或20位存貯 映象和8或12位I/O映象。A Data-Sud systems/u*S公司的 DSSE16AD12 2 板同 VEMbUS 總線兼 容，其模擬輸入增益從1 一1024可編程， 可處埋16個通道，分辯為12位。A數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換公司的DT712是一個多總 線兼容的模擬輸入板，該板可接受128個 高電平或低電平倍號。若帶有擴展板，可 接受521個模擬輸入。入孔口螺釘端接而 板使得物理輸入的連接既快又容易。剛剛上市的VMEbUS板是Xycom 公司的產(chǎn)品，該公司稱其為XVME線。該 公

26、司的這類產(chǎn)品有：XVEM-210, 一個 具有3公通道容量的光隔離數(shù)字輸入模塊； XVEM260,是一個32路繼電器輸出模 塊；XVME530,是一個8路模擬輸出 模塊；XVME560模擬輸入模塊，它可 接受64路單端或32路差分輸入，軟件可編 程増益有1. 2、4、8四種；XVEM- 010,是一個系統(tǒng)賁源板，它負責(zé)管理所 請求的一切內(nèi)務(wù)操作，中斷的產(chǎn)生，電源 故障及總線上的其它功能。它亦可接受2 個IEEEP959擴展模塊。所有這些換塊 都采用Xycom的標準I/O結(jié)構(gòu)。雷萬云編譯自I&CSP20P.4,May 1984趙元良校94 © )994-2010 China /Xcadvmic Joiims Elcctroax Publishint> House. All rit*h(s rescued. http:Zywwwxnki.nc94 © )994-2010 China /Xcadvmic Joiims Elcctroax Publishint> House. All rit*h(s rescued. http:Zywwwxnki