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通用工业信号的采集系统的研究和设计开题报告

 2022-09-09 15:09:02  

1. 研究目的与意义

直到18世纪英国出现工业革命,使原来以手工技术为基础的工场手工业逐步转变为机器大工业,工业才最终从农业中分离出来成为一个独立的物质生产部门。随着科学技术的进步,以微电子技术为中心,包括生物工程、光导纤维、新能源、新材料和机器人等新兴技术和新兴工业蓬勃兴起。这些新技术革命,正在改变着工业生产的基本面貌。

工业上普遍存在着各类非电物理量,数据采集是指将模拟量:电流,电压,温度,压力,流量,位移等采集转换为数字量后,再由计算机进行控制处理。相对应的整个系统称为数据采集系统。今年来,随着微电子技术、计算机技术和网络技术的飞速发展,数据采集系统技术也在提高,它与信号处理技术、计算机技术、传感器技术组成了现代检测技术的基础。现在检测技术就是对工业现场进行信号的采集,通过采集现场的模拟量,使其采集的信号直观的得到测量与显示,通过现场显示的数据,对现场进行反馈调节控制,从而达到控制现场的目的。

随着集成电路的技术水平的不断提高,数据转换的性能水平也不断提高。数据采集系统是工业现场进行监测和故障诊断的基础,只有高精确率的数据采集才能得到准确的诊断结果,从而对现场进行有效调节控制。信号采集的速度,精度,可靠性在整个数据采集系统在工业现场诊断调节反馈中占有重要地位,数据采集系统在社会发展中起着重要的作用,因此人们对数据采集系统和装置设备提出了更高的要求。数据采集好坏的主要判断方法是速度和精度,它的性能主要取决于这两方面。在精度一定的条件下,提高采样速率是数据采集的目标。高速高精度数据采集系统已应用于越来越多的场合,并且要求适合于恶劣的现场环境。分布式数据采集的优点是能够适用于各种场合,分散的安装在工业现场,根据现场的要求来增加或减少采集模块。所以分布式是数据采集的研究创新点,并越来越受到人们的重视。

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2. 研究内容和预期目标

关于设计方面首先是底层采集模块设计:(1)信号调理电路的设计。对高速数据采集系统前端的体系特性结构进行分析、研究,在理论研究基础上,设计数据采集系统的信号调理电路,使其符合信号采集的条件,完成信号隔离设计(2)数据采集模块的软硬件设计,选择51单片机作为底层采集模块,传感器采集到的工业信号通过信号调理电路,使其能够达到采集模块可以采集的标准,把采集转换好的数据通过某种通信方式传递给上位机来实现信号的显示。

其次是上位机软件labview的使用,如何成功实现该软件和下位机通信并且正确采集到下位机信号,同时完成控件的显示。

预期目标:

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3. 研究的方法与步骤

1、通过网上查阅和阅读相关资料,了解工业信号及其相关变送器。

2、学习工业信号转换为4-20ma电流信号原理及相关隔离电路。

3、学习单片机对模拟信号的采集。

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4. 参考文献

[1]崔晓南.基于arm的分布式工业信号采集模块的研究[d].河北:河北工业大学,2013

[2]陈少佳,杨雷.基于arm的工业信号采集系统硬件设计[j].微计算机信息,2010,26:96-100

[3]肖金球,冯翼.增强型51单片机与仿真技术[m].北京:清华大学出版社,2011:286

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5. 计划与进度安排

1月15——3月13日查阅相关文献资料,进行课题调研,学习相关知识,撰写开题报告;

3月14日——3月27日提交开题报告,进行系统整体设计;

3月28日——4月10日搭建模型与调试;

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