【正文】 030第一章 緒論 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)概述“數(shù)據(jù)采集”是指將溫度、壓力、流量、位移等模擬量采集轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，再由計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、顯示或打印的過程。該系統(tǒng)可應(yīng)用于船舶與各種生產(chǎn)環(huán)境的數(shù)據(jù)采集以及相應(yīng)的過程控制。本文結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需要，介紹了PLC在多路數(shù)據(jù)采集過程中的作用以及工作過程，并給出相應(yīng)的算法和程序圖。 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003[2]張萬忠等. 電器與PLC控制技術(shù)。江蘇科技大學(xué)本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）學(xué) 院 電子信息學(xué)院 專 業(yè) 學(xué)生姓名 班級學(xué)號 指導(dǎo)教師 二零一一年六月江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)論文基于LabVIEW的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)下位機(jī)軟件設(shè)計(jì) Lower Machine Software of Multichannel Data Acquisition System Design Based on LabVIEW 江蘇科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書學(xué)院名稱： 電子信息學(xué)院 專 業(yè)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 基于LabVIEW的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)下位機(jī)軟件設(shè)計(jì) 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容及要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、達(dá)到的指標(biāo)和應(yīng)做的實(shí)驗(yàn)等）1 提供條件： Step7軟件： 2 設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求：（1）. 能夠熟練的在Step7軟件環(huán)境下進(jìn)行各種編程操作（2）. 熟悉多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的原理及其各種應(yīng)用（3）. 完成基于LabVIEW的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)（4）. 系統(tǒng)調(diào)試二、完成后應(yīng)交的作業(yè)（包括各種說明書、圖紙等）1. 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文一份（）：2. 外文譯文一篇（不少于5000英文單詞）：3. 軟件源代碼一份。 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003[3] 。該系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)兩大部分組成。關(guān)鍵詞：船舶機(jī)艙；數(shù)據(jù)采集；下位機(jī)；PLC AbstractPLC (Programmable Logic Controller) control system is an advanced industrial puter control system. Which is developed along with the rapid development of puter technology in the end of 1960s. Compared with other microputer, PLC is more suitable for running in abominable industrial environments, and its data processing function is greatly enhanced. Combined with the production practices, this paper introduces the role and the working process of PLC in multiplex dataacquisition, This paper also presented the relevant arithmetic and program.This system consists two parts of an upper and a lower machine. PLC（Selected Siemens S7200 series）as a lower machine, to collect the temperature, pressure, flow and other data, and do some functions to the date about code conversion, data parison, buzzer alarming, warning lights flashing and other functions. Take a PC with LabVIEW to be the upper machine. The system can be used in the ships and a variety of other production environments for dataacquisition and the corresponding process control. Keywords： Ship’s engine room。相應(yīng)的系統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。同時(shí)，將計(jì)算得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、儲(chǔ)存或打印，以便實(shí)現(xiàn)對某些物理量的監(jiān)視，其中一部分?jǐn)?shù)據(jù)還將被生產(chǎn)過程中的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)用來進(jìn)行某些物理量的控制。數(shù)據(jù)處理就是從采集到的原始數(shù)據(jù)中，刪除干擾噪聲、無關(guān)信息和不必要的信息，提取出反映被測對象特征的重要信息。在計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用的今天，計(jì)算機(jī)可以快速的進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算進(jìn)而幫助人類解決很多靠人不能解決的問題，但是，計(jì)算機(jī)可以識別的信息是有限的，因此，這就需要我們盡可能多的對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)可以識別的數(shù)字信號提供給計(jì)算機(jī)，然后由計(jì)算機(jī)對采集到的信號進(jìn)行處理，由此可見，數(shù)據(jù)采集的重要性是十分顯著的，它是計(jì)算機(jī)與外部物理世界連接的橋梁。很多工業(yè)現(xiàn)場具有高溫度，高濕度以及強(qiáng)干擾等惡劣的環(huán)境，本文研究采用PLC做下位機(jī)對船舶機(jī)艙進(jìn)行數(shù)據(jù)采集[1]，并將采集到的數(shù)據(jù)傳送給PC機(jī)，通過運(yùn)行在PC機(jī)上的LabVIEW軟件對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以此判斷當(dāng)前運(yùn)行設(shè)備的狀況，進(jìn)而采取相應(yīng)措施，本系統(tǒng)具有精度高、運(yùn)行穩(wěn)定、實(shí)時(shí)性好、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比高等特點(diǎn)，可以在各種工業(yè)場合中廣泛應(yīng)用，可以達(dá)到我們的設(shè)計(jì)初衷。(3)基于FPGA的數(shù)據(jù)采集：優(yōu)點(diǎn)：相對于單片機(jī)工作需要依靠其上運(yùn)行的軟件進(jìn)行，F(xiàn)PGA全部的控制邏輯是由延時(shí)更小的硬件來完成的。綜上所述，我們需要找到一種既可以能夠適應(yīng)不同工業(yè)場所環(huán)境，又要減少材料成本，降低功耗，簡單易入門的數(shù)據(jù)采集方式，而以PLC做下位機(jī)便能更好的實(shí)現(xiàn)這些訴求。并且將模塊式和一體式PLC的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來：即CPU本身自帶一部分I/O，同時(shí)又具有擴(kuò)展能力。S7系列PLC產(chǎn)品可分為適應(yīng)于較小規(guī)模的自動(dòng)控制系統(tǒng)的微型PLC（如S7200），小規(guī)模性能要求的PLC（如S7300）和中、高性能要求的PLC（如S7400）等。 PLC的基本結(jié)構(gòu)PLC實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，基本構(gòu)成為：(1) 電源：PLC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。 (3) 存儲(chǔ)器：存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器；存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。 PLC的工作原理當(dāng)PLC打到run狀態(tài)下投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。(2) 用戶程序執(zhí)行階段：在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序（梯形圖）。這時(shí)，才是PLC的真正輸出。在整個(gè)的掃描過程包括三大步驟，“輸入狀態(tài)檢查”、“程式執(zhí)行”、“輸出狀態(tài)更新”。每次程式執(zhí)行后與下一次程式執(zhí)行前，輸出與輸入狀態(tài)會(huì)被更新一次，因此稱此種運(yùn)作方式為輸出輸入端“程式結(jié)束再生”。在實(shí)際生產(chǎn)中，在不同的環(huán)境以及系統(tǒng)要求下，需要有不同的器件要求，既要滿足生產(chǎn)需要，又要符合高性價(jià)比原則，因此，我們必須結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境與要求，并對硬件配置有較好的理解，方能得到最好的產(chǎn)品。特別適合于小點(diǎn)數(shù)控制的微型控制器。該型號CPU為S7200 CN 家族中低成本的單元。16K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。26K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。采用24 V DC電源來驅(qū)動(dòng)I/ O接線端子；兩個(gè)模擬量調(diào)節(jié)旋鈕，在0～1范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，也可用程序改變模擬量調(diào)節(jié)范圍。根據(jù)程序要求，程序設(shè)計(jì)中要滿足將來易擴(kuò)展和易更換的需求，對于硬件來說，也是可以根據(jù)實(shí)際需要擴(kuò)展更多模塊。因此，不用擴(kuò)展模塊就能夠滿足對一定數(shù)量的開關(guān)量數(shù)據(jù)的進(jìn)行采集。適用于所有SIMATIC S7200 PLC機(jī)型軟件編程。這些特征包括：監(jiān)視S7200正在執(zhí)行的用戶程序狀態(tài)，為S7200指定運(yùn)行程序的掃描次數(shù)，強(qiáng)制變量值等。(2) 創(chuàng)建調(diào)制解調(diào)模塊程序：使用EM241調(diào)制解調(diào)模塊可以將S7200直接連到一個(gè)模擬電話線上，并且支持S7200與STEP 7Micro/WIN的通訊。通過USS指令，程序員可以控制這個(gè)物理驅(qū)動(dòng)，并讀/寫驅(qū)動(dòng)參數(shù)。使用Modbus從站協(xié)議指令，可以將S7200組態(tài)作為Modbus RTU從站，與Modbus主站通訊。(5) 使用配方：STEP 7Micro/Win軟件中提供了配方向?qū)С绦騺韼椭僮魅藛T組織配方和定義配方。因此，為了使用配方功能，必須要在PLC中插入一塊64K或者256K的存儲(chǔ)卡。這就大大增強(qiáng)了S7200PLC的功能，并且使這一功能的使用變得更加容易。也可以為調(diào)節(jié)回路選擇快速響應(yīng)、中速響應(yīng)、慢速響應(yīng)或者極慢速響應(yīng)等調(diào)節(jié)類型。第三章 柴油機(jī)監(jiān)控概論目前，在使用管理船用柴油機(jī)[5]時(shí)，多數(shù)仍靠管理者巡視機(jī)艙內(nèi)的各種監(jiān)測儀表， 從中了解動(dòng)力裝置的運(yùn)行狀態(tài)，并人工定時(shí)地將有關(guān)的參數(shù)填寫在各種日志上。機(jī)艙集中監(jiān)視采用微型計(jì)算機(jī)后，用熒光屏的顯示取代常規(guī)的模擬監(jiān)視表，對機(jī)艙參數(shù)進(jìn)行檢測。主要的工作過程是：在設(shè)計(jì)中， 需要將柴油機(jī)及其他設(shè)備的各參數(shù)讀取到Siemens公司的S7 200 PLC中，參與實(shí)際的監(jiān)測控制，因此可以通過傳感器將各種信號輸送給指示器、動(dòng)作開關(guān)和繼電器。(3) 系統(tǒng)獨(dú)立于機(jī)電設(shè)備的控制系統(tǒng)。(5) 監(jiān)視報(bào)警系統(tǒng)有報(bào)警音響和燈光指示的檢查，開關(guān)和應(yīng)答開關(guān)。 系統(tǒng)報(bào)警參數(shù)表31 系統(tǒng)主要采集參數(shù)信號類型測量項(xiàng)目測量范圍報(bào)警閾值模擬量柴油機(jī)轉(zhuǎn)速0～2000r/min大于1800r/min滑油壓力0～18bar滑油溫度0～100176。數(shù)字量冷卻水壓力過低、正常過低報(bào)警