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产品中心台达plc与维纶通讯线接线图

文章作者:产品中心 上传时间:2020-01-12

  第 21 卷 第 3 期 2004 年 06 月 平原大学学报 Journal of Pingyuan University Vol. 21 No. 3 Jun. 2004 智能仪器仪表及其发展趋势 李 蕾, 薛剑波 ( 河南师范大学, 河南 新乡 453002) 摘 要: 介绍了智能仪器仪表的工作原理、组成以及基本功能和特点, 并对其发展趋势进行了探讨。 关键词: 智能仪器仪表; 自动检测; 虚拟仪器 中图分类号: TM930. 9 文献标识码: A 文章编 号: 1008- 3944( 2004) 03- 0044- 02 微电子技术和计算机技术的不断发展, 引起了仪 器仪表 结构的根本性变革。产品中心以微型计算机为主体, 将计算机 技术与 检测技术有机结合, 组成新一代/ 智能化仪器仪表0 。智能化 仪器仪表不仅解决了传统 仪器仪 表不易 解决或 不能解 决的 问题, 还能简化仪表电路, 提高仪表可靠性, 更容易实 现高精 度、高性能、多功能的目的。迅速地在家用电器、科 研单位和 工业企业中得到了广泛应用。 1 智能仪器仪表的结构 智能仪器仪表实际上是一种专用的微机自动检测系 统, 由硬件和软件两部分组成, 其硬件结构如 图 1 所示 。 图 1 智能仪器仪表的系统框图 1. 1 硬件部分 定的初值进 行相 应的 数据 运算 和处 理, 可 将结 果显 示 和打 由于被测对象多为非电量, 利用传感器将测到的 非电量 印。单片机还可把运算结果与存储器中存放的理想值比 较, 转换为电信 号, 大多数 传感器 产生的 信号都 很微弱, 通 常只 采用适当的控制算法, 向执行部件输出控 制信号, 如: 被测炉 有 uV 或 mV 量级, 必须用高输入阻抗 的运算 放大器对 它们 温超过上限值, 给出报警信号, 同时控制风扇驱动装置, 进行 进行放大, 使 达到 一定 的幅 度( 通 常为 几 伏) 。 还要 进 行滤 散热, 将温度降到理想值。 波, 选取信号中一定频率范围的成分, 去掉各种干扰和噪 声。 此外, 如果智能仪器仪表还 可以与 PC 机 组成分 布式测 若信号的 大小与 A/ D 转换 的输入 范围不 一致, 须进行 电平 控系统 , 由单片机作为 下位机 采集各 种测量 信号和 数据, 通 转换, 必要时要加程控增益放大器对信号分段放大以 保证转 过串行通信 接口 将信 息传 送给 上位 机 ) PC 机, 由 PC 机进 换精度。一般被测量为几路或几十路, 采用多路开关 对被测 行更复杂的数据处理或进行全局监控。 信号进行切 换, 使各 路信号 共用 一个 A/ D 转换 器。若 模拟 1. 2 软件部分 信号变化比较缓慢, 可以直接加到 A/ D 转换器 的输入端, 如 主要包括监控程序、接口管理程序和数据处理 程序三大 果信号变化较快, 为了保证 A/ D 转 换的正确性, 要加 采样保 部分。监控程序面向仪器的键盘和显示器, 帮助实 现从键盘 持器。转换后的数字信号送入单片机, 单片机根据仪 器所设 输入数 据或进行功能设 置、控 制, 完 成显示 器对 处理后 的数 收稿日期: 2003- 10- 15 作者简介: 李蕾( 1971 ) ) , 女, 河南新乡人, 主要从事工业自动化及智能仪器仪表研究。 第 21 卷 第 3 期 李蕾等: 智能仪器仪表及其发展趋势 45 据以数字、字符、图形等形式显示的任务; 接口管理程 序主要 完成数据采集、数据存储、通信等任务; 数据处理程序 主要完 成数据滤波、运算、分析等任务。 和规模来适应不同的环境和对象。 ( 6) 自校准、自诊断、触发电平 自动调整、量程自 动调整 和各种报警功能。 2 智能仪器仪表的特点和基本功能 3 智能仪器仪表的发展趋势 智能仪器仪表在测量过程自动化、测量数据处理 及功能 3. 1 硬件功能软件化 多样化方面与传统仪器仪表的常规测量电路相比, 取 得了巨 大的进展。 2. 1 特点 随着微电子技术、台达plc与维纶通讯线接线图计算机技术、软件技术、网络 技术的高 速发展, 微处理器的速度越来越快, 价格越来越低, 已被广泛 用于智 能仪器仪表中, 使得一 些实时 性要求 很高, 原本 由硬 ( 1) 开发性强, 可靠性高 在不增加硬件设备的情 况下, 以软 件代 替硬件, 通 过开 发不同的应用软件使检测系统实现不同的功能, 使得 智能仪 器仪表的研 制开发费用 低、周期短。由 于/ 硬件 软化0 , 简化 了硬件电路, 减少了元器件, 也就减少了故障发生率, 提高了 仪器仪表的可靠性。 ( 2) 性能好, 精度高 利用微处理器的运算和逻辑判断功能, 按照一定 的算法 可以消除由于漂移、增益变化、干扰等因素引起的误差, 提高 仪器的测量 精度。同 时还有 利于传 感器的 非线性 校正 和动 态特性补偿, 改善了仪器的性能。 ( 3) 智能化 智能仪器仪表不仅可以对被测信号进行测量、存 储和运 件完成的功能, 可以通过软件来完成。甚至许多原 来用硬件 电路难以解决或根本无法解决的问题, 也可以采用 软件技术 很好地 解决。数 字信号处理 技术的 发展和 高速 数字信 号处 理器的广泛采 用, 极大 地增 强了 仪 器的 信号 处 理能 力。产品中心同 时, 促使了一些新的测试理论、测试方法、测试领域 和仪器结 构不断涌现并发展成熟, 逐步突破了过去仪器系统 功能的实 现和改变主要依赖于硬件 电路的 设计和 改变这 种传统 的观 念, 硬件的作用逐渐 被软件 所代替。例 如, 个人 计算机 仪器 PCI 通过给个人计算机配上不同的 模拟通道, 使之 符合测量 仪器的要求, 利用计算机已有的磁盘、台达plc与维纶通讯线接线图打印机、绘图 仪以及软 件平台 , 将仪器面板及 操作按 钮的图 形生成 在显示 器上, 得 到软面板, 仪器的操作通过鼠标点击完成 。 3. 2 虚拟仪器 算, 还具有自校准、自动调 零、量 程自动 转换、故障 自诊 断等 继 PCI 后, 美国国家仪器 公司提 出了虚 拟仪器 的概 念。 功能, 大大地改善了仪器的自动化水平。有些仪器采 用了专 所谓虚拟仪器是指在通用 计算机 上添加 几种带 共性的 基本 家系统技术, 可根据控制指令和外部信息自动地改变 工作状 模块化仪器功能硬件, 通过专用的控制软件来组合 成各种功 态, 并进行复杂的计算、推理。 能的仪器和系统。当测试人员需要建立一个仪器系统时 , 只 ( 4) 具有友好的人机对话能力 要调出代表相应仪器的图标, 输入相关条 件、参数, 并用鼠标 操作人员可通过键盘输入命令, 控制仪器完成某 种测量 进行链接, 就完成了一套新仪器的设计工 作。传统 的智能仪 和处理功能。仪器还可以通过显示器显示仪器的运行情 况、 器仪表主要在仪器技术中用了某种计算机技术, 而 虚拟仪器 工作状态以及对测量数据的处理结果, 使仪器的操作 更加方 则强调在通用的计算机 中吸收 仪器技 术。作为 虚拟仪 器核 便直观。 心的软件系统具有通用性、台达plc与维纶通讯线接线图通俗性、可视性、可扩展 性和升级 ( 5) 具有可程控操作的能力 性, 能给用户带来极大的利益。虚拟仪器技术强调 软件的作 目前的智能仪 器仪 表都 配有 GP - IB、RS232C、USB 等 用, 提出了/ 软件就是仪器0 的概念。虚拟仪器的出 现代表着 通信接口, 可以很方便地与计算机联系, 接收计算机的命 令, 智能仪器仪表的最新方向和潮流。 使其具有可程控操作的 功能。与计 算机或 其他仪 器构 成的 4 结束语 集散控制系统可以完成更复杂的测试任务。 2. 2 基本功能 智能仪器仪表是计 算机科学、电子学、数字信号 处理、人 ( 1) 可进行多通道、多参数巡回检测。 ( 2) 能进行数据分析和处理。 ( 3) 提供多种形式的数据输出, 可方便地与网络、产品中心外设及 其他设备进行数据交换。 ( 4) 可作为自动控 制的信 息反馈环 节, 把检测 与控 制结 工智能等新兴技术与传统的仪器仪表技术的结 合。作为智能 仪器核心部件的单片计算机技术是推动智能仪器仪表向小型 化、多功能化、人工智能 化方向发展 的动力。可以预 见, 不久 的将来, 各种智能化仪器仪表会应用于社会的各个领域。 参考文献: 合起来。 [ 1] 林金泉. 自动检测技术[ M] . 北京: 化学工业出版社, 2003. [ 2] 吴秀清. 微型计算机原理与接口技术 [ M] . 合肥: 中国 科技大 ( 5) 可通过改变程序或采用可编程的方法增减仪 器功能 学出版社, 2002. Intell igent Instrument and Its Development LI Lei , et al ( Henan Normal U niversit y, XinXiang 453002, China) Abstr act: The working principal and the str ucture of Intelligent instrument are introduced in this paper. It also refers to the com- mon functions and the character istics. T he advanced trend is discussed too. Key words: intelligent instrument; automatic test; virtual instrument =责 任编校 刘东慧

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