【正文】 。使用 Labview 開發(fā)環(huán)境，用戶可以創(chuàng)建 32 位的編譯程序，從而為常規(guī)的數(shù)據(jù)采集、測(cè)試、測(cè)量等任務(wù)提供了更快的運(yùn)行速度 [6]。所有實(shí)驗(yàn)均包括組態(tài)王實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)、圖形動(dòng)畫、報(bào)表、曲線、報(bào)警組態(tài)、設(shè)備通訊組態(tài)等實(shí)驗(yàn)。以太網(wǎng)技 術(shù)在數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)中的應(yīng)用如圖 5 所示。隨著以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，特別是高速以太網(wǎng)的出現(xiàn)使得以太網(wǎng)能夠 克服了自己本身的缺陷，進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域成為工業(yè)以太網(wǎng) ,因而使得人們可以用以太網(wǎng)設(shè)備去代替昂貴的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 [4]。 串行總線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)向分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和智能化方向發(fā)展， 可靠性不斷提 7 高。 20 世紀(jì) 90 年代至今， 在國(guó)際上技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家，數(shù)據(jù)采集技術(shù)已經(jīng)在軍事、航空電子設(shè)備及宇航技術(shù)、 工業(yè)等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。該階段的 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要有兩類，一類以儀器儀表和采集器、 通用接口總線和計(jì)算機(jī)等構(gòu)成。 (a) 分布式單機(jī)數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu) (b) 網(wǎng)絡(luò)式數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu) 圖 4 分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)起始于 20 世紀(jì) 50 年代， 1956 年美國(guó)首先研究了用在軍事上的測(cè)試系統(tǒng)， 目標(biāo)是測(cè)試中不依靠相關(guān)的測(cè)試文件，由非熟練人員進(jìn)行操作， 并且測(cè)試任務(wù)是由測(cè)試設(shè)備高速自動(dòng)控制完成的。通常，必須在數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集之前調(diào)制傳感器信號(hào) ,包括對(duì)其進(jìn)行增益或衰減和隔離 ,放大 ,濾波等 .對(duì)待某些傳感器，還需要提供激勵(lì)信號(hào) 。 上位機(jī)軟件采用 MCGS 組態(tài)軟件。 5） 能夠完成鍋爐汽包虛假水位特性實(shí)驗(yàn)以及分段過熱控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。 2 第二 章 熱工實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)介 對(duì)象系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及組成 “ THJDL1 型熱工自 動(dòng)化過程控制實(shí)驗(yàn)裝置”是熱工自動(dòng)化控制實(shí)驗(yàn)的對(duì)象系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的流程如圖 1 所示。 本次 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容是以實(shí)驗(yàn)室熱工自動(dòng)化過程控制實(shí) 驗(yàn)裝置（型號(hào)： THJDL－ 1）為研究對(duì)象，選用研華公司 ADAM6000 系列以太網(wǎng) I/O 模塊和 MCGS組態(tài)軟件，設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，完成實(shí)驗(yàn)裝置中 流量、壓力、液位、溫度四大熱工參數(shù)的采集。另外我收集了很多資料、最后的報(bào)告撰寫我也參與了很大一部分的工作。 整套對(duì)象系統(tǒng)完全由不銹鋼材料制造，包括對(duì)象框架、管道、底板，甚至小到每一顆緊固螺釘。 7）工作環(huán)境：環(huán)境溫度范圍為 5℃～＋ 40℃ 相對(duì)濕度＜ 85%（ 25℃）海拔＜4000m。所有實(shí)驗(yàn)均包括組態(tài)王實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)、圖形動(dòng)畫、報(bào)表、曲線、報(bào)警組態(tài)、設(shè)備通訊組態(tài)等實(shí)驗(yàn)。因此，多路模擬輸人通道更具有普遍性。 20 世紀(jì) 70 年 代中后期， 隨著微型機(jī)的發(fā)展， 誕生了采集器、儀表同計(jì)算機(jī)溶為一體的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。第二類以數(shù)據(jù)采集卡、 標(biāo)準(zhǔn)總線和計(jì)算機(jī)構(gòu)成，例如： STD 總線系統(tǒng)是這一類的典型代表。數(shù)據(jù)采集技術(shù)已經(jīng)成為一種專門的技術(shù)，在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。由于目前局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展， 一個(gè)工廠管理層局域網(wǎng)， 車間層的局域網(wǎng)和底層的設(shè)備網(wǎng)已經(jīng)可以有效地連接在一起， 可以有效地把多臺(tái)數(shù)據(jù)采集設(shè)備聯(lián)在一起， 以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的在線實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集 與監(jiān)控。 SIMATIC NET 工業(yè)以太網(wǎng)主要體系結(jié)構(gòu)是由網(wǎng)絡(luò)硬件，網(wǎng)絡(luò)部件，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通行處理器和 SIMATIC NET 軟件等部分組成。同時(shí)，由于網(wǎng)絡(luò)測(cè)試帶來巨大效益，使網(wǎng)絡(luò)測(cè)試在測(cè)試自動(dòng)化領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。通過使用 UDP/IP協(xié)議， ADAM6000 I/O 模塊能夠同時(shí)將一個(gè) I/O數(shù)據(jù)流發(fā)送到 8 個(gè)以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)。對(duì)外圍接口電路進(jìn)行了簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，平臺(tái)可用于實(shí)驗(yàn)室的研究開發(fā)用。 圖 9 基于以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu) 而完成這套系統(tǒng)所需要的主要硬件配置具體如表 1所示 。它明確地針對(duì)建筑物和工廠溫度進(jìn)行監(jiān)聽。 產(chǎn)品名稱 內(nèi)容 計(jì)量單位 采集模塊 ADAM6000 ADAM6015 基于以太網(wǎng)的 7路熱電阻輸入模塊 1塊 ADAM6018 基于以太網(wǎng)的 8路熱電偶輸入模塊 1塊 ADAM6024 基于以太網(wǎng)的 12路通用輸入 /輸出模塊 1塊 交換機(jī) 思科 16口（ 3COM）華碩 1臺(tái) 13 表 3 ADAM6018 模塊參數(shù) 設(shè)備類型 帶 DO的熱電偶輸入模塊 功能概述 I/O類型 :8路熱電偶 /8DO、支持多通道 ,多范圍、容錯(cuò)與過壓保護(hù)、 2500V的光隔離 ADAM6024 ADAM6024 是一款通用 I/O 模塊，用于整合各種類型的信號(hào)。 、良好的并行處理性能。 雜的運(yùn)行流程。 用戶的所有組態(tài)配置過程都在組態(tài)環(huán)境中進(jìn)行，組態(tài)環(huán)境相當(dāng)于一套完整的工具軟件，它幫助用戶設(shè)計(jì)和構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)。在窗口內(nèi)，用戶可以放置不同的構(gòu)件，創(chuàng)建圖形對(duì)象并調(diào)整畫面的布局，組態(tài)配置不同的參數(shù)以完成不同的功能。 圖 12 系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序界面 IP，所以會(huì)有第一步的情況，點(diǎn)擊確定后在點(diǎn)擊搜索模塊按鈕，出現(xiàn)如下畫面，我們?cè)诶锩嬖O(shè)置好 IP地址，這需要和上位機(jī)的 IP地址相匹配， 17 如圖 13 所示 。 構(gòu)造實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是 MCGS 系統(tǒng)的核心，也是應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心，系統(tǒng)各部分均以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)公用區(qū)，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、 數(shù)據(jù)處理和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化處理。 [2].選擇“組對(duì)象成員”標(biāo)簽，在左邊數(shù)據(jù)對(duì)象列表中選擇“ 上水箱液位”，點(diǎn)擊“增加”按鈕，數(shù)據(jù)對(duì)象“上水箱液位”被添加到右邊的“組對(duì)象成員列表”中。 [3].將窗口名稱改為：系統(tǒng)概要圖及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示；窗口標(biāo)題改為：系統(tǒng)概要圖及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示；窗口位置選中“最大化顯示”，其它不變，單擊“確認(rèn)”。參數(shù)設(shè)置如下： ① .表達(dá)式：上水箱液位； ② .輸出值類型：數(shù)值量輸出； ③ .輸出格式：向中對(duì)齊； ④ .整數(shù)位數(shù)： 0； ⑤ .小數(shù)位數(shù)： 1。其幅值和周期 都可以任意設(shè)置。 [8].選中通道 4 對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)對(duì)象輸入框，輸入“盤管溫度 TT3”。 [15].進(jìn)入“設(shè)備調(diào)試”屬性頁(yè)，即可看到通道值中數(shù)據(jù)在變化。 [3].按照效果圖，使用“標(biāo)簽”，制作： 一個(gè)標(biāo)題：系統(tǒng)數(shù)據(jù)報(bào)表顯示； 三個(gè)注釋：液位數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、流量數(shù)據(jù)； [4].選取“工具箱”中的“自由表格”圖標(biāo)，在 桌面適當(dāng)位置，繪制一個(gè)表格。從彈出的下拉菜單中選取“連接”項(xiàng) [9].再次單擊右鍵，彈出數(shù)據(jù) 對(duì)象列表，雙擊數(shù)據(jù)對(duì)象“上水箱水位”， B 列 1行單元格所顯示的數(shù)值即為“上水箱水位”的數(shù)據(jù)。 具體制作步驟如下： [1].進(jìn)入用戶窗口，新建一實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線窗口，雙擊進(jìn)入“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線”組態(tài)窗口。 效果圖如圖 24 所示。 [2].在標(biāo)簽下方，使用“工具箱”中的“歷史曲線”構(gòu)件，繪制三個(gè)一定大小的歷史曲線圖形。 ⑥ .在高級(jí)屬性頁(yè)中，選中： ； ； 顯示曲線信息顯示窗口； ； ： 1秒； 在 60 秒后自動(dòng)恢復(fù)刷新 狀態(tài)。 圖 29 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線 31 [5] 歷史數(shù)據(jù)曲線，如圖 30 所示 。完全可以把這個(gè)當(dāng)作基礎(chǔ)東西，只有掌握了這些最基礎(chǔ)的，才可以更進(jìn)一步，取得更好的成績(jī)。 這次課程設(shè)計(jì) 趣味性強(qiáng)，不僅鍛煉能力，而且可以學(xué)到很多東西，在與老師和同學(xué)的交流過程 中，互動(dòng)學(xué)習(xí)，將知識(shí)融會(huì)貫通。 在這個(gè)過程中，我也曾經(jīng)因?yàn)閷?shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏失落過，也曾經(jīng) 實(shí)驗(yàn) 成功而熱情高漲。這次課程設(shè)計(jì)必將成為我人生旅途上一個(gè)非常美好的回憶！ 34 參考文獻(xiàn) [1] 魏克新 ． 自動(dòng)控制綜合應(yīng)用技術(shù) [M]．北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 ， 2020． [2] 北京昆侖通態(tài)自動(dòng)化軟件公司 ． MCGS 參考手冊(cè) [M]． 北京：北京昆侖通態(tài)自動(dòng)化軟件公司出版社， 2020． [3] 王學(xué)偉，王彥碩等．基于以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信研究 [J]． 北京化工大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版 )， 2020 年 02 期 p4345． [4] 薛迎成，何堅(jiān)強(qiáng) ． 工控機(jī)及組態(tài)控制技術(shù)原理與應(yīng)用 [M]． 北京：中國(guó)電力出版社， 2020． [5]張宇，許東來等．基于工業(yè)以太網(wǎng)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [J]．微型計(jì)算機(jī)信息， 2020 年第 22 卷 92 期 p46． [6] 陽(yáng)憲惠．工業(yè)數(shù)據(jù)通訊與控制網(wǎng)絡(luò) [M]． 北京： 清華大學(xué)出版社 ， 2020． [7] 王毅峰 ， 溫希東．基于 CAN 總線的數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì) [J]．微 型 機(jī)算機(jī)信息 ，2020 年第 21 卷 112 期 p5860．