数据采集系统发展的新趋势

1、件清除计时器，在不引起复位的情况下， 一直监视这个计时器；一旦系统混乱发生 溢出，就执行RESET清除监视计时器是在WDT单元 （OOOAH）写入1EH,然后在同一单元再 写入OEIH。在程序开发时，在RESET引脚处外加 髙电位，监视功能被禁止。j13.复位欲完成复位，必须使RESET引脚至 少有两个状态吋间为低电位，使RFSET 变为高电平，8096就用10个状态时间执行 复位指令（清除PSW ,转移到地址 2080H）。14.権令设定在256个字节的寄存器内可用直接地 址设定指令，程序可将所有标疑变凰存入 寄存器内，程序员几乎可以不使用通常在 编码中不得不大量采用的“MOVE”指 令，也

2、没有必要将运算数与存贮器发生关 系。结束语以上简略地介绍了8096,详细介绍请 参阅“8096 16位微型控制器的结构及其 规格” 一书。译自“电子科学” V01.32.NO. 131982习重华译、李晓平校© 1994-20IQ China Academic Journal Ekctroaic Publishing House. All rights reserved, http:a?wwwxnki.nel© 1994-20IQ China Academic Journal Ekctroaic Publishing House. All rights reserved,

3、http:a?wwwxnki.nel数据采集系统发展的新趋势© 1994-20IQ China Academic Journal Ekctroaic Publishing House. All rights reserved, http:a?wwwxnki.nel© 1994-20IQ China Academic Journal Ekctroaic Publishing House. All rights reserved, http:a?wwwxnki.nel数据采集领域正在发生着直要的变 化。首先，分布式控制应用场合中的智能数 据采集系统正在发展。其次，总线兼容型 数

4、据采集插件的数量正在增大，与个人计 算机兼容的数据采集系统的数量也在增 加。本文评述了近期市场上的数据采集产 品，并进步指出了这些产品的发展趋 势。数据采集与控制间地被认为与数据记 录及其它数据收集系统相等同。在土作 时，一些要打印出硬拷贝，而另一些则把 采集的数据馈送给主计算机处理。但是， 随着分布式控制在各个领域里越来越普遍 地应用，数据采集设备开始同控制设备相 结合。正如Kaye仪器公司销侶部'付经理 Frank Margida所说，“你再也不可能 逃脱对控制的需要了。”该公司的生产线 反映出*最近他们很强開产品的控制能 力。Dtec公司的生产经理Dick DaLe 指出，现在人

5、们把数据采集和控制一起 抓，些两类设备的差别正在消失。事实 上，他们公司髙瞻远瞩巳把数据记录设备 生产线改成了数据采集与控制设备生产线 了。个人计算即90 逐右,右竅据采集中最热门的东西是 个人计算机。个人计算机巳进入控制领 域，这些装置在许多领域都有巨大的影响。 它们被大量地用在工程部门，工程师们以 各种方式便用普它们，venture开发公司 曾预计，到1987年，用于小型自动测试和 测量系统中的个人计算机将从现在的 30,000台增加到144,000台，根据数据转 换公司的产品销售专家Shari SuPernauLt 透露，1983年IBM销售的一百万台个入计 算机中，大约有23 %是用于

6、数据采集 与控制的。她还说，“用于数据采集系统 的个人计算机的价格性能比是史无前例地 令入惊奇的”。插入式数据采第系统莉肩不人#負机吴趣数据采集有两种 方法。第一种是把接口板插入计算机的扩 展槽中。在苹果机上采用这种方法已经有 一段时间了，IBMPC, XT上，也越来 越多地采用此法。下面是近来的一屿实 例.ACoLumbus仪器公司的12位A/D卡 可插入APPLe J , APPLe- I e,APPLe- -D +,及APPLe- I个人计算机中。 该卡提供16个单端（参考地）或8个差分 输入，可选择的软件。通过板上ROM中 的子程序，BASIC语言可寻址A/D转换 器。数据转换公司的D

7、T2832和DT2834 模拟输入板可插入APPLe- I计算机中. DT2832接受16个单端或8个差分高电平 输入；DT2834接受8个差分低电平输入。 二者均有软件可编程的功能。对于IBMPC 及XTDT2808接受16个模拟输入和16个 数字I/O。DTZ818在四个模拟输入通道 有同时釆样保持能力。它还有两个同时模 拟输出和16个数字I/O线。A MetrabYte 的DAScON 1 模拟与 数字I/O板可直接插入IBMPC机中。 该板貝有12个数字I/O点，四个差分模 拟输入和两个模拟输出。软件用BASIC 编写，免费提供，并包括校准/堀整程 序、绘图、线性化算法和I/O调用语句

8、。Omega Engineering的WBAIOA是一个8通道低电平模拟输入板，该板与 APPLe I、H +、及I e个人计算机兼容。 内装软件，可通过显示菜单编程。并列式数据采集系统轨乗量寂扁去入人召算机中只是数据 采集的一种方法，而另一种较为普遍的方 法是把采集系统安置在计算机旁，用电缆 把其同计算机相连接。这样可使更多的数 据采集设备能利用上个人机。通常，采用插 入计算机扩充梢中的接口板来实现采集系 统同计算机的连接，另一种方法是采用RS 232C或IEEET88接口，这样的产品有：ACYorg的ISAAC2000系列可与 IBM PC协同工作,采集速率可达200KHZ,采集 的数据存

9、贮在其内部存贮器中，通过RS- 232C或IEEE488传送到计算机。41型是 一个用于苹果机的小型模数转换系统。AKeithley DAS的500系列工作站型 测屋与控制系统可同IBM PC或苹果机相 连接。它可浚受272个模拟录和160个数字 输入，并具有50个模拟和160个数字输出。 它可同时进行数据采集显示和分样，使用 S0ft500 （扩展BASIC）编程。 IBM仪表公司的9040可通过RS 2 32C或IEEE488连接到IBM9000计算机 上。9040是由9041数据设备和有关软件组 成的。它可接受8路模拟数字输入或连接 到缓冲扩展卡上。其中，在一个通道上，每 个模拟输入卡每

10、秒可采样200, 000次，或 在四个通道上每秒釆样50,000次。多个 9041可被连接到一个9000计算机上。 ACtion仪表公司的O Ctapak同IBM 和苹果个人计算机及Action的aPAC微 机相兼容。它可当作一个八通道扫描数字 电压表来使阳，采用RS 232C进行通讯。 可以根据采集直流电压、直流电流、热电 偶、交流电、频率或电位差值的数据来配一一 91 一 © 1994-20IQ China Academic Journal Ekctroaic Publishing House. All rights reserved, http:a?wwwxnki.nel置通道

11、。远地采鋼系统.施&/e?转换箱放于计算机旁的数据 采集系统有一个缺点，那就是你不得不把 计算机放置在过程控制的现场附近。大多 数个人计算机并不是为恶劣环境下运行所 设计的，因此，很难适应复杂的现场环 境。一种解决方案是采用工业计算机，而 有些用户则千方百计设法改善坏境。在数据源到计算机之间，采用屏蔽的 低电平信号电缆连接，可使个人计算机远 譌现场而保证安全。但采用此法成本较为 昂贵。另一种种方法是采用远地数据采集 设备。远地设备将数据采集后处理，然后 按要求回送给计算机。下面是近期市场上 出现的远地数据采集设备的实例：A ADAC的MicroBasys是BASys系列 中的最新产品。

12、它是基于DEC Q总线及 Falcon单板微型计算机的，与RTII或 RSX操作系统兼容。亦可采用IBMPC作为 主机。它由Falcon系列机箱和一个1822 CMOS RAM板及A/D、D/A板组成。 通过増加一个任选件CRT,在没有同主机 通讯的情况下，操作员仍可在现场观察数 据。此外，还可接入一个键盘，来修改程 序，并把它装回主机。A模拟器件的"MAC500是一个远 地智能数据采集与控制系统。通过一个串 行回路，可接受个人计算机上的BASIC程 序。也可把它当作个人计算机的远地前置 处理机来使用。A Connecticut microcomputer的BU- SSTer D16

13、可同具有IEEE-488接口的任何 计算机相连接。它可接受从主机发出的命 令，以读出数据或启动其定时器和缓冲 器。在小于100MS时间内把输入数据转换成 8位数据。其内部缓冲器允许在主机忙于一 92 _其它工作时进行数据采集。该模块可通过 从控制计算机发出的BASIC命令来编程。 Datel的SDAS 8娃一个8路串 行 数据输出的单模块釆集系统。该模块如同 书本一样大，内部装有一介AP,在加上 一个全双I RS232C,串行口。为了更 容易使用，它可装在ST-705板上。ST- 705板有交流电源、螺钉端接，RS232C 连接器以及冷端补偿的温度传感弱。该板 的大小和外形符合多总线标准，因此

14、既可 独立使用也可插入多总线槽中，仅连接其 到总线的电源上（允许其在无交流电源的 情况下运徉）即可。板上还保留有设置增 益电阻和信号调整电路的位置。Emerson ELectric 的277 Data p- ort模拟前置处埋机是一个可接受40个模 拟输入的多路切模前置处理机。采用5个 277可扩展到200个通道。通过RS-232C 同IBMPC、APPLe I .或 APPLe I E 及 HPR5、只6戎87相连接。 FlUKe的2400B是一个通用的， 用户可配置的计算机前置处理机。它具有 数字和模拟测鼠，信号调节和控制功能。 其基本型可与10个通道接口，用机柜的形 式可以扩展到60个通

15、道。采用扩展器，它 可扩展到1000个模拟输入通道。1024个数 字I/O通道以及128个模拟输出通道。采 用类似英文的高级语言编程，其和序可从 主机装入或填入PROMo通过RS-232C。 RS422, IEEE488 或20mA电流环路 进行通讯Preston scientific 的 GM AD 2 A 在一个双机柜中有8个同时采样保持通 道，它只有ins的开孔时间；在多机柜系 统中，可达256个通道。最大满蚩程输入 电平是10.24V,两通道间的直流串拢最 小可保持在满量程土 0.005%。ASoLartron仪表公司的Orion Delta 3530D可用主机处理200个输入，采用

16、辅助扫描器可处理600个输入。它可同时 运行8个任务，通过面板进行编程或从主 机上通过RS232C, RS -422或IEEE - 488进行编程独立采集系华舅二乂乘薮番采集系统是由独立的系 统组成。这些系统是基于计算机的设备。 它们通常被放置在过程控制现场，以监 督.控制目标，并保持同主计算机通讯。 一般来说，它们不使用个人计算机，并且 也不是基于通用总线结构的。xycom的 Joe primeau曾提出，采用个人计算机作为 前置处理机并非最理想。如果采用个人机 进行过程控制，你必须在通讯方面花费很 大的成本，因为个人机并不能放置在工厂 的车间里。他说，玻好的方法是在机器或 过程控制现场使用

17、智能箱。在需要的地方 进行控制。一些用户，把个人计算机当作智能终 端，用来开发程序，对所开发的软件进行 编揖，然后装入采集系统。让采集控制系 统自己去运行，而用个人机再去干其它事 悄。如果出现了象越限等情况时，控制系 统将产主-个内部中断，加以纠正，然后 继续正常运行。所有这些工作，都不需要 个人机苴接参与。到最后或不论何时需要 的话，工程师插入通讯软件包，访问数.据 采集系统，得到报告，这些独立系统的例 子有，A Action 仪表公司的 APacBC3 是一个用于干扰环境的数据采集及控制系 统。它可接受256个模拟输入，采用称为 ABLE的扩展BASIC编程。还带有用于 数据记录，多回路P

18、ID调节，批处理控制 及分布式处理的应用软件包。Bristol Babcock 的TLM3000是一 个带有两个UP的大型数据采集系统。其 中一个进行査询、计数，报警和实时跟 踪，监督控制及入机接口，第二个处理机 管理关系数漏库，趋势记录以及建模和仿 Mo i/o系统连接到两处理机上，以便 在一个微处浬机出故障时另一个接替工 作。两个UP都是基于PDP-11的，并通 过双口存贮器进行通信。 DateL的MuLtiDAS是一个基于 Z80的数据采集系统。它是用于无损检测 及其它快速工作的高速多通道设备，允许 高，低速数字和模拟量混合。为限制通道 间的时滞，它对8个通道同时进行釆样保 持，然后按正

19、常速率进行数字化。 FLuKe的2452测量与控制系统组合 了两个智能仪器；1722A仪器控制器和 2400B智能前置处理机。2400B进行数据 收集，16位的仪器控制器1722A提供计 算电源，双面软盘海就存贮器，先进的绘 图能力，通过带键盘的CRT进行人机对话 以及可对点阵寻址的绘图能力，该系统可 使用户设计一个菜单驱动的操作者控制面 板。 GouLd公司的9000系列数据采集 /信号分析系统由一个IBMPCAT、一 个8通道前置处理机信号调节器/数字化 仪，一个彩色监视器，系统软件和一 个可任选的8 "或11多笔绘图仪组成 可把14个子系统并为一个系统中，提供 1 10个通道。

20、单面或双面5卜吋软盘驱动 器每个可提供320K字节。还有5M字节 的可装卸软盘和10M字节的固定软盘可以 任选。93 AHewLett Packard 690IS 数据采 集与控制系统可测虽768个电压，电流和 /或阻抗输入通道。该系统基于200系列 © J994-2010 China Academic Jouma ESkclroa:c Publishing Elouse. All rights reserved. hnprZ台式计算机,还包扌舌一个HP6942A多道编 程器，1/0接口，从及于用计算机辅助 测试的综合软件包。标准系统从25,000通 道/秒的速度扫描，采用可编程极限

21、检测， 以100通道/秒的速度扫描。标准工 程公司 的Dynamic由DEC LSI-11/23 （任选件PDP11/73）,浮点 处理器，VT100终端，软盘或硬盘和I/O 硬件以及CAMAC接口组成。该系统可处 理99个模拟和256个效字输入以及64个模 拟和256个数字输出。专够頊挈翠孚字手苹血&矗亲右禹城壽朿集板是容易使用 的，并且有多种多样的用途。大多数总线 板销售商可提供各种总线板，能使你按需 要配成任何一种数据采集系统。在各种总线中，几种出色的总线作为 数据釆集应用最为普遍。数据转换公司销 僭部付经理Andrew Davis认为，SDT和 MuLtibus仍在数据采集和控

22、制市场上占 上风，但VMEbus正在逐渐兴起。模拟器 件公司之所以喜欢VME bus,是因为它 有良好的结构系数，髙的可靠性以及密封 的DIN连接器。ADAC的系统销售部经 理Brian Huber和Davis二人认为，Q总 线之所以能够继续普及，主要是由于DEC 公司的强力支持。嵌近，市场上的总线 采集板主要有：模拟器件公司的RTI-600模拟输 入卡和RTI602模拟输出卡是同VEMb us兼容的。输入板上有32个单端或16差分 输入通道。它包括一个在板仪表放大器和 一个精度为士 0.01%的12位A/D转换器。4通道输出板有12位分辩率，范围分别为 4 一2（）mA, 0 5 , 010

23、, ± 5 以及 ±10VoA AnaLogic 的 Super M*是一个 16通道隔离的模拟输入卡，采用VMOS开关 技术专利，它提供土 200V固态信号隔离。 目前有多总线和TM990/100模块，它速度 适中，可代替继电器板和系统中的每个通 道放大器。因为它没有继电器，故并不需 要处雯延迟的专门縁程方法，也不存在继 电签磨损或噪声问题。通道与逋道之间隔 离是±200V,通道与机箱之间隔离是 ±4O0V。编程増益可达100,冷板端补偿。 烧转换器的分辩率是12位，转换频率为 lOKHZo该板的软硬件同Inte!的SBC711 及TIASC101/9

24、490248000兼容。椿度为 0.05%,共模抑制比lOOdBo-A APPLied Micro Technoi.ogy的 ST4303是一个用于STD总线的32通道模拟 输入板。增益从1 一 1000可调节，输入从 1 mV 到 1DV。.A Computer Dynamics的智能 A/D 接口板允许8路模拟过程传感眾接到STD 总线上。它适用于噪声环境，可捉供"位 线性化输出，采用软件选择输入。输入可 包括热电偶，电阻温度器件（RTD）,应 变仪，热敏电阻或电压。数据采集和控制系统公司的MP8430 板同多总线兼容，可把RTD信号接入过程 控制计算机中，其成本为每通道50美元

25、以 下。每个输入通道都经过长线补偿，滤 波,多路切换，放大然后送到-个12位 A/D转换器中。该板特点是16或20位存贮 映象和8或12位I/O映象。A Data-Sud systems/u*S公司的 DSSE16AD12 2 板同 VEMbUS 总线兼 容，其模拟输入增益从1 一1024可编程， 可处埋16个通道，分辩为12位。A数据转换公司的DT712是一个多总 线兼容的模拟输入板，该板可接受128个 高电平或低电平倍号。若带有扩展板，可 接受521个模拟输入。入孔口螺钉端接而 板使得物理输入的连接既快又容易。刚刚上市的VMEbUS板是Xycom 公司的产品，该公司称其为XVME线。该 公

26、司的这类产品有：XVEM-210, 一个 具有3公通道容量的光隔离数字输入模块； XVEM260,是一个32路继电器输出模 块；XVME530,是一个8路模拟输出 模块；XVME560模拟输入模块，它可 接受64路单端或32路差分输入，软件可编 程増益有1. 2、4、8四种；XVEM- 010,是一个系统贲源板，它负责管理所 请求的一切内务操作，中断的产生，电源 故障及总线上的其它功能。它亦可接受2 个IEEEP959扩展模块。所有这些換块 都采用Xycom的标准I/O结构。雷万云编译自I&CSP20P.4,May 1984赵元良校94 © )994-2010 China /Xcadvmic Joiims Elcctroax Publishint> House. All rit*h(s rescued. http:Zywwwxnki.nc94 © )994-2010 China /Xcadvmic Joiims Elcctroax Publishint> House. All rit*h(s rescued. http:Zywwwxnki