计算机控制技术第三章.docx

计算机控制技术第三章.docx第3章数据采集与处理技术计算机在工业上的最早应用是化工生产的数据采集与处理。尽管冃前单一的数据采集系统并不多见,但是它仍然是计算机控制系统的一个重要组成部分。本章介绍数据采集系统中的一些基木概念、模拟量和开关量数据采集的一般方法以及数据处理技术。,需要对大量的过程参数进行观测、记录与分析。这就要求对过程参数进行检测,然后根据获得的结果作出相应的处理,以便于人们对系统运行情况的了解或决策。这就是所谓的数据采集与处理,所构成的系统也就是数据采集系统(DAS)o传统的实现方法是用常规的记录仪表。但在大型企业中,大量的过程参数需耍很多的仪器仪表,这往往占用较大的场地,不便于迅速观测数据,亦不总观。山于微机具有灵活、方便、运算速度快、判断能力强等特点,因而使得数据采集系统具有显著优越性。例如,在电力工业屮,可以将某一地区供电线路在彩色显示终端用图形显示出来,在图I湘应的开关点或电压测量点实时显示测量状态或结果,当岀现越限时,川醒冃红色闪烁显示,并发出报警响声。这不仅改善了工作人员的劳动条件,更重要的是对安全牛•产捉供了良好的技术保证,为进一步的数据处理及实时控制打下了基础。微机数据采集系统(DAS)的任务就是对住产现场的过程参数定时进行检测、记录、存储、处理、打印、制表、显示及越限报警。。从图中可以看出,数据采集包含了连续量和开关量两种不同性质的信号检测和处理,方法不一样,。此外,微机数据数据采集系统并不对牛产过程实施自动控制,不对生产过程产牛总接影响,这是它与直接数字控制系统(DDC)的主要区别。:具有实吋吋钟,它除了能保证系统定时中断、确定采集数据的周期外,还能为采集数据的显示、打印提供当前的时间和H期的时I'可值,作为操作人员对采集结果分析的时间参考。对多个输入通道输入的生产现场信息,能够按顺序逐个检测——巡回检测,或按指定对某一个通道进行检测——选择检测。开关駅 。例如有效性检查、越限检杳、数字滤波、线性化、数字量与工程量转换等。当采集到的数据超过上限值或下限值时,系统能够产生声光报警,提示操作者处理。能定时或按需要随吋以表格形式打印采集数据。在系统内部能存储采集数据。系统在运行过程屮,可随时接受由键盘输入的命令,以达到随时选择采集、显示、打印的冃的。——A/D转换器的位数要求。采集的模拟量通道数它决定了系统的结构方案。对于模拟量输入主要有三种通道结构,即各通道单独设有采样保持器和A/D转换器、各通道共享一个A/D转换器、各通道共享采集保持器和A/D转换器三种结构形式。三者的速度依次减慢,可靠性依次降低,但成本依次减少。采样周期采样周期的选取原则,要考虑到信号处理中采样周期的选取和闭环控制系统中的采样周期的选取。,其性能的好坏主要取决于它的速度和精度。特别是工业生产过程屮的数据采集系统,往往要求在保证精度的条件下具有在线实吋有效的多路处理功能。,它将需耍的现场参数转换成计算机能够识别的数字量进入到CPU。虽然山于信号的多样性,电路结构亦有所不同,但是基本的框架趋势相似的。多路采样开关、采样/保持器(S/H)、A/D转换器等构成了DAS的数据输入通道。多路模拟输入信号经过多路开关依次接通并按顺序输入,在经过放大和滤波后被采样保持器采样并保持,使输入到A/D转换器的模拟量在保持时间内恒定,以保证A/D转换的准确性,A/D转换器转换后的数字量可经数据缓冲器送入数据总线(DB),微机从数据总线获得转换的数据并进行处理。。它实现单片机对8路模拟最进行数据采集。对于变化频率不超过100Hz电压范围0〜10V的8路模拟信号可以进行连续巡回检测,分辨率为5mV,采样间隔不低于Is时,可以进行数字滤波处理。+I5VCD4O511%-I5V+*EEHOCT2<KK^~°<}RF:FOFEBlhOCTHEEINAD574CEoldiriTJ*12/rACAocs-I5V5V415V图321 :数据由A/D转换器提供;CPU获取转换结果由A/D转换器的EOC提供。因此,CPU怎样获取转换结果关键在于数据采集系统中如何对A/