數(shù)據(jù)采集器型號(hào):lf18-labjack u12
usb 數(shù)據(jù)采集控制器簡(jiǎn)介
labjack u12 是一個(gè)多功能 usb 數(shù)據(jù)采集控制器，它在同類產(chǎn)品中高。 具有 8 個(gè)模擬輸入通道，2 個(gè)模擬輸出通道和 20 個(gè)可編程數(shù)字輸入輸出通道。 它已被廣泛地應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)/試驗(yàn)設(shè)備、自動(dòng)測(cè)試設(shè)備、及其它 pc-based 系統(tǒng)中。 是一個(gè)理想的 oem 部件。
它還越來(lái)越多地應(yīng)用于工業(yè)過(guò)程控制中。由它組成的 pc-based 系統(tǒng)有所有 pc-based 系統(tǒng)所固有的優(yōu)點(diǎn)，如系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期短，系統(tǒng)變更容易，用戶界面漂 亮、易操作，可以進(jìn)行過(guò)程監(jiān)視、報(bào)警、記錄、打印，可以利用計(jì)算機(jī)的計(jì)算能 力實(shí)現(xiàn)各種 plc 無(wú)法實(shí)現(xiàn)的控制算法來(lái)進(jìn)行復(fù)雜的過(guò)程控制，以及其他等等優(yōu) 點(diǎn)。結(jié)合本公司為其配置了其它各種外圍設(shè)備和組態(tài)軟件，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)更為簡(jiǎn)單、 快速，其應(yīng)用場(chǎng)合更加廣泛。
本文將介紹以 labjack u12 組成的控制系統(tǒng)以及所需要注意的方面，在其基礎(chǔ)上 介紹如何擴(kuò)展系統(tǒng)的規(guī)模和需要的模塊，然后著重介紹如何使用冗余技術(shù)來(lái)提高 系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。
系統(tǒng)的組成
2.1 單個(gè) labjack u12 系統(tǒng)
一些簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)只需要一個(gè) labjack u12。其系統(tǒng)組成如圖 1 所示。其中 u12
由計(jì)算機(jī)通過(guò) usb 供電，所有的輸入輸出口都可以在 u12 本身和 cb25 板上接入和接出。這樣的系統(tǒng)十分簡(jiǎn)單，被大多數(shù) oem 設(shè)備所采用。
usb數(shù)據(jù)采集卡,labjack u12 在工業(yè)控制中的用
圖 1：?jiǎn)蝹€(gè) labjack u12 系統(tǒng)
2.2 系統(tǒng)擴(kuò)展
對(duì)于大多數(shù)工控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，單個(gè) labjack u12 的輸入輸出口是不夠的，因此系統(tǒng) 需要進(jìn)行擴(kuò)展。使用 usb 集線器可以十分方便地把整個(gè)系統(tǒng)擴(kuò)展到一個(gè)很龐大 的系統(tǒng)。一臺(tái)計(jì)算機(jī)可以連接多達(dá) 80 臺(tái) labjack u12，usb 的集線器可以一層 層地級(jí)聯(lián)。系統(tǒng)的擴(kuò)展拓?fù)鋱D如圖 2 所示。如果所使用的 usb 集線器是 1 出 4 的，擴(kuò)展后的系統(tǒng)就可以連接 16 個(gè) labjack u12。如果是 1 出 8 的集線器，那么 擴(kuò)展后的系統(tǒng)會(huì)有 64 個(gè) labjack u12。
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圖 2：系統(tǒng)擴(kuò)展拓?fù)鋱D
2.3 數(shù)字口的驅(qū)動(dòng)模塊
在工控系統(tǒng)中，數(shù)字輸出常常用來(lái)控制繼電器或中間繼電器，而中間繼電器再控 制接觸器以控制電氣設(shè)備。labjack u12 的數(shù)字口輸出驅(qū)動(dòng)能力有限，只能驅(qū)動(dòng) ttl 門(mén)電路或 led，無(wú)法直接驅(qū)動(dòng)繼電器線圈；而且其輸出的電平是 5v 和工控 上常用的 24v 不兼容。因此數(shù)字輸出需要接到一個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊 od25。
od25 和 labjack u12 的連接主要是通過(guò)一根 db25 線。它為 labjack u12 所有 的數(shù)字口提供了驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電壓可達(dá) 50v，驅(qū)動(dòng)電流可達(dá) 500 毫安，可同時(shí)直接驅(qū)動(dòng)多個(gè)繼電器（如果有必要的話）。因此 od25 在工控系統(tǒng)中一般是* 的。
od25 還提供了其它模塊和 labjack u12 的連接。一般來(lái)說(shuō)它的另一個(gè) db25 插 座連接到 cb25 或 oi25，作為數(shù)字輸入的接線板。當(dāng)數(shù)字輸入為高時(shí)，od25 上 的相應(yīng)數(shù)字位的 led 會(huì)點(diǎn)亮，該 led 顯示在系統(tǒng)調(diào)試和程序調(diào)試中十分有用。 使用 od25 的系統(tǒng)如圖 3 所示。
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圖 3：使用數(shù)字驅(qū)動(dòng)模塊的系統(tǒng)簡(jiǎn)圖
2.4 cb25 和 oi25 模塊
cb25 只是一個(gè)接線板，提供了 d0-d15 的數(shù)字口的接線柱，數(shù)字口的輸入輸出 方向是由軟件決定的，因此如果數(shù)字輸入口不需要隔離的話，用 cb25 即可。
oi25 是數(shù)字輸入口光電隔離模塊。光電隔離的應(yīng)用情況比較復(fù)雜，采用怎樣的 隔離*取決于信號(hào)的來(lái)源（如是否有被雷擊的危險(xiǎn)，是否來(lái)自不同的電系統(tǒng)）、 信號(hào)的性質(zhì)（交流或直流），以及系統(tǒng)在這方面的要求。而且必須指出的是如果 采用隔離，必須對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行考慮，而不該僅僅考慮數(shù)字口的隔離，如 485 通訊口是否有隔離，模擬信號(hào)是否有隔離等等。在這方面常常存在一些誤區(qū)，但 在這里我們就不做詳細(xì)說(shuō)明了。下面我們僅介紹不需要隔離的系統(tǒng)應(yīng)用，但這并 不說(shuō)明 labjack 組成的系統(tǒng)在隔離方面有任何問(wèn)題或不方便之處。其實(shí)和其他任 何系統(tǒng)都一樣，需要隔離的系統(tǒng)要增加隔離模塊，系統(tǒng)的成本會(huì)隨之大幅增加。
2.5 其它設(shè)備的使用
在工控系統(tǒng)中常有其它設(shè)備，如變頻器和其他儀表。它們和計(jì)算機(jī)的連接大多數(shù) 是通過(guò) 485 接口的，是獨(dú)立于 labjack u12 之外的。pc-based 系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上是單 個(gè)處理器的，即所有的數(shù)據(jù)處理和控制都依賴于 pc 上的處理器，因此在某些對(duì) 象的控制上需要引入 dcs 系統(tǒng)的概念，即局部控制采用單獨(dú)的儀表。實(shí)時(shí)的控 制由儀表或控制器來(lái)完成，而 pc 只是在宏觀上調(diào)整儀表的參數(shù)、控制目標(biāo)值等。
labjack u12 上有計(jì)數(shù)器，可以用來(lái)檢測(cè)頻率信號(hào)。如果有許多頻率信號(hào)，可以 采用頻率-電壓變換電路，輸出到模擬輸入口上。對(duì)于旋轉(zhuǎn)編碼器的信號(hào)，可以使用儀表，也可以采用本公司的 dss-fc2 模塊。該模塊利用聲卡的處理器， 對(duì) pc 的主 cpu 負(fù)擔(dān)極小，因此效率較高。