同步控制数据采集系统的设计与实现

关于基于MAX6675多路温度采集系统的设计与实现K型热电偶是当前工业生产、科学实验较为常用的一种温度传感器，它可以直接测量各种生产中0～1 300℃范围内的液体蒸汽，气体介质和固体表面温度。

由于它的测量范围及其较高的性价比，使得K型热电偶应用广泛。

然而K型热电偶存在非线性、冷补偿等问题，特别是在处理补偿问题时，需要付出较高的代价且难以有较好的成效。

所以本文介绍的MAX6675温度采集芯片，弥补了K型热电偶上述缺陷。

将MAX6675和K 型热电偶结合并用于工业生产和实验，能为工程带来诸多便利且减少繁琐的附加电路。

本文给出了基于CPLD的多路温度采集系统电路、内部逻辑设计模块、误差分析和实验统计报告，以及MAX6675多路温度采集系统的应用过程和性能报告。

1 MAX6675介绍MAX6675是美国Maxim公司生产的带有冷端补偿、线性校正、热电偶断线检测的串行K型热电偶模数转换器，它的温度分辨能力为0.25 ℃；冷端补偿范围为-20～+80℃；工作电压为3．0～5．5 V。

根据热电偶测温原理，热电偶的输出热电势不仅与测量端的温度有关，而且与冷端的温度有关。

在以往的应用中，有多种冷端补偿方法，如冷端冰点法或电桥补偿法等，但调试较复杂。

另外，由于热电偶的非线性，以往是采用微处理器表格法或线性电路等方法，来减小热电偶本身非线性带来的测量误差，但这些增加了程序编制及调试电路的难度。

而MAX6675对其内部元器件的参数进行了激光修正，从而对热电偶的非线性进行了内部修正。

同时，MAX6675内部集成的冷端补偿电路、非线性校正电路、断线检测电路都给K 型热电偶的使用带来了便利。

MAX6675的特点有：（1）内部集成有冷端补偿电路；（2）带有简单的3位串行接口；（3）可将温度信号转换成12位数字量，温度分辨率达0.25℃；（4）内含热电偶断线检测电路。

其内部原理图如图1所示。

2 系统构架系统框架如图2所示，该系统以CPLD为核心，由多路K型热电偶和MAX6675将外界温度模拟信号采集并转换成数字信号，并将数据传入CPLD进行相应的处理，然后通过通信模块将数据传送给计算机，最后用计算机做数据统计及处理。

多电机同步控制系统设计与实现唐红雨;陈飞;王翠军【摘要】The number of AC motors in the large asphalt mixing station is up to a few dozen. In order to improve the accuracy of the proportion of raw materials,the uniformity of vibration and stir,the coordination-synchronous problem is to be considered in the multi-motors control. And large power motors are easy to appear saturated during the long time load operation. Aiming at this phenomenon,the ant-windup control strategy was designed to improve the control performance of the system,and the correctness of the strategy was verified by simulation. The monitoring system of the mixing station was designed with PLC+Delphi,and the control flow of the mixing station was simulated. The system could be used to monitor the current of multi-motors in real time,and the communication protocols between the modules were designed. The test results show that the method can improve product quality index.%大型沥青拌和站中交流电机的数量达几十台,为提高各原料的配比精确性、振动和搅拌的均匀性,在控制中需要考虑到多个电机协调同步问题,且大功率电机长时间负载运行,易出现饱和.针对这一现象,设计抗饱和控制策略来提高系统的控制性能,并通过仿真验证了策略的正确性.采用PLC+Delphi设计了拌和站的监控系统,模拟了拌和站生产的控制流程,该系统可实时监测到多个电机的电流,设计了模块之间的组合通讯协议,试验结果表明,此方法能够提高产品质量指标.【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2017(047)006【总页数】5页(P45-49)【关键词】多电机;同步控制;比例积分微分;沥青拌和站;监控;电流【作者】唐红雨;陈飞;王翠军【作者单位】镇江高等专科学校电气与信息工程学院,江苏镇江 212003;江苏华通动力重工有限公司,江苏镇江 212003;江苏华通动力重工有限公司,江苏镇江212003【正文语种】中文【中图分类】TP273随着科技的进步，生产线自动化程度越来越高，电机作为生产线主要的驱动设备，数量也越来越多［1］。

基于ADS1274的可控式高精度数据采集系统设计
赵亚星;栾军英;姜航昌
【期刊名称】《国外电子元器件》
【年(卷),期】2008(016)011
【摘要】针对传统便携式振动测试仪测量精度低,动态范围小,功耗大等缺点,采用24位高精度∑-△型A/D转换器ADS1274和数字信号处理器TMS320VC5502构建了一个模式可控的高精度数据采集系统.该系统可实现24位精度、4通道同步数据采集,最高采样频率可这128 KS/s,并能动态控制A/D转换器的工作模式.实验结果表明,该系统设计既具有低功耗、高精度和宽动态范围等优点,又具有良好的应用前景.
【总页数】3页(P15-16,19)
【作者】赵亚星;栾军英;姜航昌
【作者单位】军械工程学院,河北,石家庄,050003;军械工程学院,河北,石家
庄,050003;空军飞行试验训练基地,河北,故城,253801
【正文语种】中文
【中图分类】TP2731
【相关文献】
1.基于SOPC的多通道高精度同步数据采集系统设计 [J], 杨会伟;陈万顺;周先飞;丁金荣
2.基于光纤通信的分布式高速高精度数据采集系统设计 [J], 孙高建;朱洪兴
3.基于ADS1274的多通道模拟差分信号数据采集器的设计 [J], 蔡坤
4.基于ISL78600高精度BMS数据采集系统设计 [J], 胡青松;吴定国;胡攀攀
5.基于485总线的高精度数据采集系统设计 [J], 卢超;梁烁;严帅;王智友;张会新因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

利用AD7616的V型采样实现准同步数据采集DOI：10.3969/j.issn.1005-5517.2017.9.0181 AD7616 简介AD7616是ADI公司推出的一款16位16通道数据采集系统(DAS，同一封装内集成了两个16位逐次逼近寄存器型(SAR 模数转换器(ADC，支持对16个通道进行双路同步采样。

AD7616 的模拟输入端为真双极性输入，每个通道的量程可独立设置，有±10 V、±5V 或±2.5 V 供选择，同时输入端具有± 20V 的箝位(CLAMP保护，而且片内集成有抗混叠模拟滤波器。

AD7616采用+5 V单电源供电，拥有IMsps的采样速率并达到90dB的信噪比(SNR，输入阻抗与采样速率无关，恒定为1M Q,因此无需外部的驱动电路及双极性电源。

AD7616通过HW_RNGSEL[10]管脚进行选择，工作在硬件模式或软件模式。

硬件模式下，AD7616由引脚进行配置。

软件模式下，AD7616支持并口或串口对内部的寄存器及灵活的序列器(Flexible Seque ncer )进行配置，以获得更多的功能。

AD7616 的内部框图如图 1 所示。

2 多通道准同步采样电力系统保护与测控的应用中，需要实时监测电网中多相的电压和电流信号。

为了满足各种标准的精度要求，传统的设计中通常都是对多路信号进行同步采样，因此一般选用多通道同步采样型的ADC例如AD7865 AD7656-1, AD7606等都是典型的应用选择。

在某些需要低成本但精度要求不高的应用中，工程师尝试采用一种“ MUX模拟开关+单通道ADC的设计方案，如图2所示，利用模拟开关切换输入通道，用单通道ADC循环对输入信号进行采样。

由于多通道信号的非同步采样，采样点的间隔时间会导致通道间采样的延迟，并由此带来一定的相位误差或相位失配，误差的大小与多个因素相关，取决于输入信号的频率、幅值、采样时刻信号的相位等。

一、概述随着工业自动化水平的不断提高，液压和气动系统在工业控制中扮演着越来越重要的角色。

在液压系统中，油缸同步控制是一种常见的应用场景，通过控制多个油缸的运动，可以实现对复杂工况的准确控制。

PID控制器作为一种常见的控制算法，在油缸同步控制中也得到了广泛的应用。

本文将介绍一种基于PID油缸同步控制的程序，旨在提高油缸同步控制的精度和稳定性。

二、PID控制器基本原理1. 比例控制比例控制是PID控制器中的基本控制模式，其输出与偏差成正比。

若偏差增大，则控制器输出也相应增大。

这种控制模式可以使系统快速响应，但往往伴随着超调和稳定性不足的问题。

2. 积分控制积分控制是PID控制器中的一个重要组成部分，其作用是对偏差进行累加，使系统在稳态下达到零偏差。

积分控制可以补偿比例控制和微分控制所带来的稳定性问题。

3. 微分控制微分控制是PID控制器中的一个重要组成部分，其作用是对偏差进行微分，使系统在动态下达到稳定状态。

微分控制可以抑制系统的震荡和超调现象。

三、油缸同步控制程序设计1. 系统建模首先需要对油缸同步控制系统进行建模分析，确定系统的数学模型。

假设有n根油缸需要进行同步控制，油缸的位置分别为x1, x2, ..., xn。

系统的控制目标是使所有油缸的位置同步，即x1 = x2 = ... = xn。

通过对液压系统的动力学分析和控制需求，可以建立油缸同步控制系统的数学模型。

2. PID参数调试在进行油缸同步控制前，需要对PID控制器的参数进行调试。

通过试验和经验，可以确定比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd的大小，以使系统达到最佳的控制效果。

3. 控制程序设计基于PID控制器的油缸同步控制程序设计包括如下步骤：（1）设定目标位置信号：确定所有油缸的目标位置，设定目标位置信号。

（2）传感器信号采集：通过传感器对各个油缸的位置信号进行实时采集。

（3）偏差计算：根据实时采集的位置信号和目标位置信号，计算各个油缸的偏差。

多路数据采集系统毕业设计第一章绪论1.1课题研究背景和意义数据采集是指将位移、流量、温度、压力等模拟量采集、转换成数字量后,再由计算机进行存储、处理、显示或打印。

数据采集技术是信息科学的一个重要组成部分,信号处理技术、计算机技术,传感器技术是现代检测技术的基础。

数据采集技术则正是这些技术的先导,也是信息进行可靠传输,正确处理的基础。

在工业生产中,对生产现场的工艺参数进行采集、监视和记录,这样能提高产品的质量、降低成本。

在科学实验中,对应用数据进行实时采集,这样获得大量的动态信息,是研究物理过程动态变化的有效手段,也是获取科学奥秘的重要手段之一。

设计数据采集系统目的,就是把传感器输出的模拟信号转换成计算机能识别的数字信号,并把数字信号送入计算机,计算机将计算得到的数据加以利用观察,这样就实现对某些物理量的监视,数据采集系统性能的好坏,取决于它的精度和速度,在精度保证的条件下提高采样速度,满足实时采集、实时处理和实时控制的要求[1]。

数据采集常用的方式有在PC机,也可以在工控机内安装数据采集卡,如RS-422卡、RS-485卡及A/D卡;或专门的采集设备,包括PCI、PXI、PCMCIA、USB,无线以及火线FireWire接口等,可用于台式PC机、便携式电脑以及联网的应用系统中[2]。

数据采集系统起始于20世纪50年代,1956年美国首先研究了用在军事上的测试系统,目标是测试中不依靠相关的测试文件,由非成熟人员进行操作,并且测试任务是测试设备高速自动完成的。

近年来,数据采集及应用受到了人们越来越广泛的关注,数据采集系统也有了迅速的发展,数据采集系统也朝着微型化、小型化、便携式,低电压、低功耗发展。

当前市场出售的小型数据采集器相当于一个功能齐全计算机。

这些数据采集器功能强大,能够实现实时数据采集、处理的自动化设备。

具备实时采集、自动存储、即时显示、即时反馈、自动处理、自动传输功能[;不仅能保证现场数据的实时性、真实性、有效性、可用性,而且能很方便输入计算机,应用在各个领域。

引言USB通用串行总线(Universal Serial Bus>是被PC机广泛采用的一种总线，目前已经在计算机主板上大量集成，成为一种标准配置接口。

它的即插即用、真正的热插拔、可总线供电、高性能和系统造价低等一系列的优点，使得USB接口得到了广泛的应用。

特别是随着USB2.0高速传输协议的出现，其数据传输速度达到了480Mb/s，使得USB接口顤橆D挤�为今天低成本虚拟仪器系统的主流。

本文设计了基于USB2.0高速传输的数据采集系统，整个数据传输过程完全采用DMA方式，达到了较高的数据传输速度。

1、系统介绍系统总体结构如图1所示。

采用Philips公司的微控制器LPC2888作为系统核心控制器。

前端数据采集模块由一片CPLD实现对数据采集和触发控制的功能。

当系统和计算机成功连接进入工作状态后，LPC2888从USB接口接收到来自应用程序的控制命令，然后通过控制CPLD对数据采集模块采样通道、采样速率和触发模式进行配置后启动数据采集。

CPLD控制模数转换器获取采样数据，同时配合LPC2888通用DMA控制器的接口时序将采样数据以DMA方式传输到LPC2888内部缓存。

最后由USB高速设备接口将采样数据从LPC2888内部缓存传输到计算机，在计算机中实现数据记录、数据处理和波形显示等功能。

b5E2RGbCAP图1 系统总体结构图1.1 LPC2888微控制器LPC2888是一款基于ARM7TDMI内核的微控制器，带有8kB高速缓存，最高工作时钟频率60MHz。

在结构上增加了多通道通用DMA控制器(GPDMA>。

它支持存储器到存储器，存储器到外设，外设到存储器和外设到外设的DMA传输。

本系统采用GPDMA控制器实现数据从前端数据采集模块到内部缓存的DMA传输。

同时，LPC2888集成有USB高速设备控制器。

它完全兼容USB2.0协议，支持USB高速传输，理论最高传输速度480Mb/s，其内部结构如图2所示。

基于MAX1320的多通道同步数据采集卡的实现
吴晓;堵俊;王胜锋;郭晓丽
【期刊名称】《南通大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2006(005)002
【摘要】设计了基于MAX1320的多通道同步数据采集卡,通过CPLD逻辑控制,采用C++设计驱动程序,实现了对多达8路信号的同步采样,满足了多点温度信号同步采样的要求.数据采集卡结构简单、可靠,符合PC104总线规范,相关软件编制方便.
【总页数】5页(P55-58,79)
【作者】吴晓;堵俊;王胜锋;郭晓丽
【作者单位】南通大学,电气工程学院,江苏,南通,226007;南通大学,电气工程学院,江苏,南通,226007;南通大学,电气工程学院,江苏,南通,226007;南通大学,电气工程学院,江苏,南通,226007
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.多通道数据采集卡同步功能的设计与实现 [J], 高健;杨成忠;唐明明
2.基于PC/104总线与FPGA的多通道同步数据采集卡的研究 [J], 刘朝华;戴怡;石秀敏
3.基于通用数据采集卡实现的实时多通道多道能谱分析仪 [J], 王辉;李世平;徐修峰;曹宏睿;阴泽杰
4.利用FPGA实现的多通道同步数据采集卡 [J], 田多华;邱宏安;陆宇鹏;邵立群
5.一种多接口多通道的同步数据采集卡的设计与实现 [J], 郑晨曦;吴次南;蒋小菲因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

MES 上料采集方案综述MES（Manufacturing Execution System，制造执行系统）是指在生产过程中对生产过程进行监控、管理和控制的一种信息系统。

上料采集是MES系统中一个重要的环节，负责记录和管理生产线上的物料上料情况。

本文档将介绍MES上料采集方案的设计和实施细节。

背景在传统的生产管理中，物料上料采集通常依赖于人工记录和手动输入。

这种方式存在以下问题： - 人工记录容易出错，导致物料记录的不准确。

- 手动输入容易产生误差，造成数据的不一致。

- 依赖人工记录和手动输入增加了工作量和时间成本。

为了解决以上问题，MES系统引入了自动化的上料采集方案，通过传感器和数据采集设备实时监测和记录物料上料情况，有效提高了物料记录的准确性和效率。

设计MES上料采集方案的设计主要包括硬件设备和软件系统两个方面。

硬件设备1.传感器：用于感知物料上料的动作，常见的传感器有重量传感器、光电传感器等。

传感器与物料上料设备进行连接，将上料动作转化为电信号。

2.数据采集设备：负责将传感器采集到的信号进行处理和转换，生成数字化的上料数据。

数据采集设备与MES系统进行连接，实现数据的传输和同步。

3.运输设备：用于将物料从仓库搬运到生产线的设备，如输送带、自动化搬运机器人等。

运输设备与MES系统进行连接，实现物料运输过程的数据采集和记录。

软件系统MES上料采集方案的软件系统主要包括以下模块：1.传感器数据采集模块：负责与传感器进行通信，接收传感器采集到的数据，并进行处理和转换。

2.数据同步模块：负责将采集到的数据与MES系统进行同步，保证数据的准确性和一致性。

3.数据存储模块：负责将采集到的数据存储在数据库中，方便后续查询和分析。

4.数据展示模块：负责将采集到的数据以图表等形式展示出来，方便生产管理人员实时监控和分析物料上料情况。

实施细节在实施MES上料采集方案时，需要以下步骤：1.评估和选择合适的硬件设备，根据生产线的特点和需求确定传感器、数据采集设备和运输设备的类型和数量。