�(shù)�(jù)采集記錄儀在工�(yè)控制�(lǐng)域中有著十分重要的意義。在許多工業(yè)場合。尤其是�(duì)于一些分散的、無人值守的現(xiàn)場.需要對(duì)�(shù)�(jù)�(jìn)行定�(shí)采集以便及時(shí)了解�(xiàn)場的情況.并根據(jù)情況�(fā)送控制命�。遠(yuǎn)��(shù)�(jù)采集模塊就是基于�(yuǎn)程數(shù)�(jù)采集模塊平臺(tái)的通信模塊,它將通信芯片�存儲(chǔ)芯片等集成在一�電路��,使其具有發(fā)送通過�(yuǎn)程數(shù)�(jù)采集模塊平臺(tái)收發(fā)短消�、語音通話、數(shù)�(jù)傳輸?shù)裙δ堋R话惴譃�?shù)�(jù)采集與數(shù)�(jù)存儲(chǔ)傳輸兩�(gè)部分�
�(yuǎn)程數(shù)�(jù)采集模塊模擬量采集一線通模�,可采集電壓、電�、毫�、各種類型熱電阻溫度、各種類型熱電偶溫度,通道類型隨意組合。模塊采用RS485通訊接口,支持MODBUS-RTU和自由口通訊�(xié)�,可以連接PLC、DCS以及國內(nèi)外各種組�(tài)軟件�
輸入通道采用雙端差動(dòng)輸入。輸�、電�、網(wǎng)�(luò)及通道之間電氣隔離,有效抑制各類共模干�,消除通道間的相互影響。每�(gè)通道的信�(hào)類型可以任意�(shè)置�
熱電�、熱電偶輸入有斷路檢�(cè)功能,采集結(jié)果為溫度�,熱電偶輸入自動(dòng)�(jìn)行冷端溫度補(bǔ)��
一線通模塊具有一階數(shù)字濾��50Hz工頻抑制功能,對(duì)抑制工業(yè)�(xiàn)場的工頻干擾十分有效,保證微弱信�(hào)的采集精�,同�(shí),一線通模塊具有自�(dòng)校準(zhǔn)、系�(tǒng)校準(zhǔn)功能,隨�(shí)修正由于�(huán)境溫度變化引起的�(cè)量誤差,保證一線通模塊在整�(gè)工作溫度范圍�(nèi)的采集精��
另外,其還有如下主要特性:
�16路多功能模擬量輸入通道�
�14種輸入信�(hào)類型�
●通道信號(hào)類型隨意組合�
●雙端差�(dòng)輸入�
●自�(dòng)校準(zhǔn)功能�
●輸入電氣隔��
●RS485通訊接口�
●MODBUS-RTU�(xié)�;自由通訊口協(xié)議�
●通道�(shù)量:16��
●精 度:溫度:±(0.1[%]FS+0.1)℃�
●掃描周期:1��
●分 � 率:20位AD�
●隔離電壓:�(wǎng)�(luò)隔離1500V;通道間隔�400V�
●通訊接口:RS485/MODBUS-RTU�(xié)議�
●通訊參數(shù)�19200bps/無奇偶校�(yàn)/1位起始位/1位停止位�
●通信距離�1200米�
●通訊介質(zhì):普通雙絞線
●外型尺寸:135X58X28mm
●工作電源:24VDC/1��
●工作環(huán)境:溫度-20�70�,濕度≤85[%] RH
1� 采集信號(hào)分析
由于�(yuǎn)程數(shù)�(jù)采集模塊�(duì)信號(hào)采集與記錄上有較高的要求,如下:
1) 3路直�0~�2�5V�14~16bit,分辨�0�1mV�
2) 1路交�0~±40v 14~16bit,分辨�0�1mV,自�(dòng)檔量程預(yù)��
3) 4路通用10位AD.范�0~5v(�(yù)�)�
信號(hào)的采集過程為:首先采集并存儲(chǔ)128�(gè)信號(hào)采樣�(diǎn),計(jì)算并存儲(chǔ)�128�(gè)信號(hào)采樣�(diǎn)�8�(gè)連續(xù)�(shù)�(jù)�(diǎn)的“斜率��8�(gè)連續(xù)�(shù)�(jù)�(diǎn)的“斜率”計(jì)算算法為:首先每2�(gè)連續(xù)�(shù)�(jù)�(diǎn)�(jì)算一次斜率K1=(Y1-Y2)/(X1-X2).一次循�(huán)后得�4�(gè)斜率.對(duì)4�(gè)斜率取平均值并將此作為8�(gè)連續(xù)�(shù)�(jù)�(diǎn)的“斜率�。然后對(duì)前后一段時(shí)間的斜率的大小與走勢(shì)�(jìn)行比較.并根�(jù)相應(yīng)的閾值來確定ON/OFF電位的位置�
2� �(shù)�(jù)采集
由于LPC2220�(nèi)部提供一�(gè)8�10位A/D�(zhuǎn)換器.且�(zhuǎn)換時(shí)間低�2�44us捕足該系�(tǒng)�(duì)信號(hào)采集的基本要�。因此在�(jìn)行數(shù)�(jù)采集的時(shí)候.就直接利用其�(nèi)部提供的A/D�(zhuǎn)換器。LPC2220擁有一�(gè)10�8路A/D�(zhuǎn)換器.A/D�(zhuǎn)換器的基本時(shí)鐘由VPB�(shí)鐘提供.每�(gè)�(zhuǎn)換器包含一�(gè)可編程分頻器,可將時(shí)鐘調(diào)整至逐次逼迫�(zhuǎn)換所需�4�5MHz()。完全滿足精度要求的�(zhuǎn)換需�11�(gè)�(zhuǎn)換時(shí)鐘。此MD�(zhuǎn)換器的主要特性如下:
1�1�(gè)10位逐次逼近式模�(shù)�(zhuǎn)換器�
2)具有掉電模式:
3�10位轉(zhuǎn)換時(shí)間小�2�44μs�
4)一�(gè)或多�(gè)輸入的Burst�(zhuǎn)換模式:
啟動(dòng)A/D�(zhuǎn)換器的方式非常靈活.既可以單路軟件啟�(dòng),也可以�(shè)置為BURST模式�(duì)幾路信號(hào)逐�(gè)循環(huán)采樣。與其他LPC2000系列單片�(jī)相比,LPC2220增加了獨(dú)立的基準(zhǔn)電壓源引腳。這對(duì)提高�(zhuǎn)換精度很有利。由于被采集信號(hào)相對(duì)較復(fù)雜,且在ON/OFF電位處可能有較大的紋�,而實(shí)�(yàn)證明的硬件濾波也無法�(dá)到非常理想的要求,因此必須使用軟件濾波來減少紋波�(duì)信號(hào)采樣的影響.具體濾波方法主要有中值/中值平均濾波法、限�,限幅平均濾波法、算�(shù)/算�(shù)平均濾波�、消�,消抖平均濾波法、加�(quán)遞推,加�(quán)遞推平均濾波法等。該系統(tǒng)主要采用中值平均濾波法與算�(shù)平均濾波法相�(jié)合的方法�
�(yuǎn)程數(shù)�(jù)采集模塊原理框圖