基于虛擬儀器概念的多功能無紙記錄儀的設(shè)計(jì)開發(fā)
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除PCM-3335模板外，構(gòu)成硬件平臺的其它部件有：
·一個(gè)1GB硬盤驅(qū)動(dòng)器和1.44MB軟盤驅(qū)動(dòng)器，用于記錄數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、組態(tài)文件的存儲和轉(zhuǎn)儲
·一個(gè)分辨率為320×RGB×240的6″彩色液晶顯示器，自帶控制器和顯示緩沖區(qū)VRAM，用于圖形、圖表、數(shù)據(jù)的顯示，允許數(shù)據(jù)并行傳輸
·２×３薄膜數(shù)字鍵盤，主要用于人工設(shè)定或功能切換等操作
·16路12位A/D轉(zhuǎn)換模板，可編程信號增益為１～16，A/D轉(zhuǎn)換速率達(dá)30kHz，用于對模擬信號的采樣和轉(zhuǎn)換
·熱電偶轉(zhuǎn)換卡可編程增益為0.5～500，板上自帶冷端補(bǔ)償電路；熱電阻轉(zhuǎn)換卡可接鉑、銅電阻，測量范圍為-200℃～+500℃；熱電偶、熱電阻轉(zhuǎn)換卡與A/D轉(zhuǎn)換模板配合可直接接收熱電偶或熱電阻的溫度信號
·48路開關(guān)量輸入／輸出模板，24×２通道TTLDIC為8255方式0，可通過軟件設(shè)置來決定某一路的輸入或輸出狀態(tài)
·RS-485轉(zhuǎn)換器，將PCM-3335上的RS-232C端口轉(zhuǎn)換為RS-485端口，可實(shí)現(xiàn)單主站、多從站類型的分布式系統(tǒng)，其節(jié)點(diǎn)既可以是多臺多功能無紙記錄儀，也可以是其它控制設(shè)備如PC機(jī)、PLC或智能儀表等
·開關(guān)電源，提供+5V／7A、-5V／1A、+12V／3A、-12V/1A四組電源供各模板使用，PC/104模板大多只需+5V單一電源，且具有先進(jìn)的電源管理功能、功耗低，從而降低了系統(tǒng)對電源的要求
上述部件通過標(biāo)準(zhǔn)插件聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)了模塊化儀表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)需要可更換部分模件，配以相應(yīng)的軟件，即可方便地組成適用各種應(yīng)用場合的記錄型智能儀表
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/195209.htm
多功能無紙記錄儀硬件配置示意圖見圖２本記錄儀開發(fā)無需專用開發(fā)環(huán)境，只需在本配置上外接VGA顯示器和一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)鍵盤，即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)開發(fā)
3.2 軟件設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)
由于PC/104模板與PC機(jī)系統(tǒng)完全兼容，為軟件開發(fā)帶來了極大的方便，無需編寫專門的硬件驅(qū)動(dòng)程序
本機(jī)軟件采用通用編程語言TURBOC2.0編制，運(yùn)行在DOS6.22操作系統(tǒng)平臺上，主要由采樣中斷服務(wù)程序、鍵盤掃描中斷服務(wù)程序和主控程序組成
采樣中斷服務(wù)程序主要是對各路模擬輸入信號進(jìn)行定時(shí)采集、數(shù)值濾波、工程量變換、信號補(bǔ)償、報(bào)警判斷、流量累計(jì)、數(shù)據(jù)存儲等，中斷周期為100～1000ms可調(diào)
鍵盤掃描中斷服務(wù)程序的任務(wù)是對數(shù)字鍵盤進(jìn)行定時(shí)掃描每個(gè)按鍵在不同操作畫面下作用各不相同，根據(jù)判斷結(jié)果置相應(yīng)的標(biāo)志，以便主程序執(zhí)行相應(yīng)的功能子程序該定時(shí)程序邏輯1/3秒執(zhí)行一次鍵盤中斷優(yōu)先級低于采樣中斷
主控程序包括對各部分程序的初始化、設(shè)置參數(shù)的讀入、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)刷新、畫面切換、實(shí)時(shí)趨勢顯示、歷史趨勢顯示、流量累計(jì)顯示、報(bào)警顯示及輸出、數(shù)據(jù)的軟盤轉(zhuǎn)存、RS232或RS485通訊及數(shù)據(jù)、趨勢、報(bào)警信息的打印等子程序模塊
系統(tǒng)開機(jī)后首先進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)初始化和模擬量板、開關(guān)量板、RS232口等硬件的初始化，然后開辟內(nèi)存數(shù)據(jù)區(qū)，設(shè)置實(shí)時(shí)中斷，進(jìn)入畫面顯示狀態(tài)系統(tǒng)共設(shè)置九類畫面，根據(jù)按鍵判斷調(diào)用不同的畫面功能子程序，以實(shí)現(xiàn)趨勢、棒圖、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史趨勢、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存、RS232通訊、報(bào)警、打印等畫面的切換功能
3.3軟件設(shè)計(jì)要點(diǎn)
3.3.1采樣數(shù)據(jù)的濾波
對采樣信號的數(shù)值處理是保證記錄儀記錄精度的重要環(huán)節(jié)在軟件中針對各種信號相對于時(shí)間的變化率不同，采用了不同的數(shù)值濾波方法，如中值均值復(fù)合濾波法和卡爾曼濾波法，防止脈動(dòng)和隨機(jī)干擾引起的誤差例如對于中值均值復(fù)合濾波法采用每次對每個(gè)參數(shù)連續(xù)采樣６次，將所得的數(shù)據(jù)排序，去除最大值和最小值，將其余數(shù)據(jù)取算術(shù)平均值作為有效采集數(shù)據(jù)
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