系統要求:將傳感器輸出的信號采集,控制,本地保存,通過網絡發送至上位機顯示,并按預先設定的自動實時調整。系統構成:用本公司自行開發ARM智能處理板ZT9200UD,加本公司開發的高速、高精度采集板PM518A(AD)板和PM524B (DA) 完成數據采集控制和網絡通信:在ZT9200內內嵌linux系統和采集控制軟件,將傳感器的
對于一個自動化系統的開發,可以使用的開發平臺有很多。常見的思路有以下幾種: 1、以單片機、DSP等嵌入式可編程芯片為核心的控制系統。 2、以采集卡為核心的控制系統。 3、以PLC為核心的控制系統。 下面,我們就來比較一下各方案的優劣,從而為我們今后設計自動化系統提供參考。 1、微處理器為核心的控制系統 以微處理器為核心的控制系統的硬件主要包括信號調理電路、轉換器、處理器電路、通信接口電路以及電源電路的設計。而軟件方面主要包括處理器嵌入式程序、通信協議以及人機界面程序(有上位機的情況)。下圖所示是該控制系統的一般結構。 對于這個方案,是最底層也是最復雜的解決方案。我們首先需要設計硬件電路,經歷制作樣板的過程。這一過程少則十天半個月,如遇到問題重做則花費的時間更長。接下來需要編寫程序,程序分為嵌入式程序和上位機程序兩部分。編寫程序的時間長短跟系統要求及程序員經驗相關。嵌入式程序通常是C語言編寫,上位機程序可選的編程語言比較多,流行的有C++,Labview,LabWindows,VB等等。其中Labview相對較為簡單。程序編寫完成后還需要軟硬件的聯調以及上位機與單片機程序的聯調。這些工作既耗時又好力。如今的人力成本越來越大,整個方案的成本可以說都花費在人力資源上,同時系統的開發還需要漫長的周期。 2、采集卡為核心的控制系統 這個方案減少了設計工作量。采集卡是包含了A/D、D/A轉換電路及通信接口的硬件。同時,不少采集卡還具有PWM,IO接口等功能,可以適應更寬范圍的應用場合。如果傳感器選型與采集卡選型合適,甚至不需要信號調理電路,這大大節省了硬件設計與調試的時間。 同時,采集卡具有開發完成的嵌入式程序,連接電源即可使用。因此,使用采集卡也減少了程序開發的任務。采集卡附帶的各功能軟件均留有程序接口,可以快速的調用組建個性化的應用。程序員只需要將范例程序添加到自己的程序中就可以快速的開發出自己的人機界面程序,這樣既能減少調試工作又可以減少開發時間。 總之,相對于單片機方案使用采集卡作為核心簡化了硬件設計以及軟件編寫。當然,在以前如果使用采集卡的方案,主要是批量生產的成本太高,比如用NI、研華的數據采集卡,單價基本上萬元的價格,對于多數重視成本的用戶還是會選擇前面的方案,自己開發自己的采集系統。不過目前國產的采集卡價格已經十分低廉了,一般功能的采集卡價格才幾百元,相較于投入較大的人工成本,采用采集卡開發控制系統優勢明顯,有助于我們快速研發和控制成本,即使用戶自己開發的采集系統,生產調試管理下來的費用也難低于直接使用現有的數據采集卡的費用低。 3、PLC為核心的控制系統 PLC主要適用于穩定性要求特別高,且速度較低的控制系統中,應用場景十分有限。另外,PLC的價格相較前兩種方案更高,因此除特殊領域外,不推薦使用這種方案。 最后,向大家介紹兩款高性價比的采集卡: HK-USB-V1.2數據采集卡 AD:12位精度,單通道100KHz采樣率,16通道,多量程可選 IO:16通道,5V電平 DA:12位精度,2通道,10V量程 附加功能:PWM測量,PWM輸出,32位計數器 HK-USB6202-S數據采集卡 AD:16位精度,200KHz采樣率,4通道同步采集,多量程可選 IO:32通道,5V電平 DA:12位精度,2通道,10V量程 附加功能:2通道PWM測量,2通道PWM輸出 |