基于小型PLC的数据监控与传输系统优化设计与实现.docx

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1、基于小型PLC的数据监控与传输系统优化设计与实现 思想和结构框架，进行系统设计。 1.2 系統的功能指标描述与器件的选择 本文探讨的数据监控与传输系统的重要功能主要包括：总线主控数据测量；数据的特征提取和信息采样模拟；多通道数据传输和回放；多通道可编程资源锁定等。 总线主控数据测量。其采纳换能器基阵进行传输数据的基本参数测量，依据不同的应用环境和不同的测试应用，对采集的数据作阵列信号分析。总线主控数据测量是信号测量的一个分支。通常把利用各种方法对总线数据采集系统的数据信号通过最顶层的测试程序集进行应用层软件构建，总线主控数据测量的软件设计流程如图2所示。 数据的特征提取和信息采样模拟。主要包括

2、信号采集及记录和阵列信号分析处理两大模块，包括输入通道、采样率、耦合方式的设计，数据的特征提取过程中，通过打开SCSI数据硬盘，采集参数配置胜利后读取HP E1562E的数据记录量。 多通道数据传输和回放。利用常规的连续波法和脉冲波法构建宽带换能器，进行数据的多通道信息通信和数据回放，系统中输入信号的频带利用5409A位倒序寻址，为了模拟精度更高，存储波形通过数据回放实现人机通信。 多通道可编程资源锁定。本系统采纳多通道可编程资源进行信号处理，采纳DSP处理器和PCI总线两模块设计进行资源锁定和数据监控，达到数据优化传输的目的。 依据上述功能指标分析和系统描述，进行小型PLC数据监控和传输系统

3、的硬件和软件设计。 2 系统设计与实现 2.1 系统硬件设计 本系统所设计的基于小型PLC的数据监控和传输系统须要进行高效的FFT运算，实现数据的收发通信和回放存储，因此，在系统的硬件设计中，主要包括了功率放大器的设计、模拟信号预处理机设计、动态增益限制模块设计和A/D模块设计以及数据回放模块设计等。由此，得到本文设计的基于小型PLC的数据监控与传输系统的功率放大器模块电路如图3所示。 图3中，由Mux101多路ADC通过自适应反馈方法限制VCA810的输出，得到程控放大电阻的最大损耗为30 ns，范围是，考虑到输入的传感数据的幅值较低的特点，采纳晶振频率放大电路进行数据滤波，达到程序限制第一

4、级放大倍数的目的。其中，5阶开关电容低通滤波器的DSP限制SEL1电平，“1”放大101倍，“0”放大10倍。得到数据监控与传输系统的输出数据的相位角和频率的关系如图4所示。 在上述进行了功率放大模型电路设计的基础上，进行模拟信号预处理机设计，模拟信号预处理机用来补偿接收信号的幅度畸变，实现回波信号的数据监控与传输，模拟预处理机选择小型PLC进行程控放大，工作电压为，工作电流为3 mA，假设数据监控与传输系统在断续电流下形成一个死区整流闭环限制链，在进行数据监控与传输系统过程限制中，输入的数据监控与传输信息为一个方波周期含基本时钟周期数目为M，其中低电平含基本时钟周期数目为，高电平数目为，则，

5、设计一个计数器模块，进行数据监控与传输系统的数据统计，为了有效地消退直流偏置，采纳无源高通滤波器进行监控数据的滤波，其中，滤波器电路如图5所示。 在断续电流下，数据监控与传输系统的电源输入由模拟信号预处理机进行开关电容限制。为了防止小型PLC芯片的相互干扰，设置了隔直通交的RC滤波电路来逐级滤波，实现限制系统的死区整流的指针补偿。探讨两电平整流器两重化的载波移相法，通过功率放大模块设计，计数器从0计数到后归零，当计数器的值为0时，输出0，为时，输出1，HP E1433A供应实时计算测量结果，高速传输数据到主控计算机。综上分析，得到本文设计的模拟信号预处理机的引脚配置电路如图6所示。 进一步，进

6、行动态增益限制模块设计和A/D模块设计以及数据回放模块的电路设计，在数据监控与传输系统设计中， PCI模块利用PCI桥接芯片，在每个功能模块中进行多通道信号采集，实时将采集的监控数据传输的逻辑处理芯片PLC中，采纳模拟预处理机进行信号的调制，实现PC机与DSP的高速数据通信，动态增益限制模块的电路设计如图7所示。 动态增益限制模块的滤波电路选用的是电容滤波，电容滤波电路简洁，输出电压Ud较高，脉动较小，适合用于小功率沟通电的场所。由此进行A/D模块设计，A/D电路是实现数据监控传输系统的数/模转换的基础，通过在负载电阻上并联滤波电容C，电容器两端的电压即为输出电压。采纳三段集成稳压器UA780

7、5输出5 V电压，硬件实现时，采纳4片AD8582，得到本文设计的A/D接口电路如图8所示。 综上分析，实现了基于小型PLC的数据监控与传输系统的硬件电路设计，在此基础上，进行软件设计，为实现系统优化数据传输供应软件平台。 2.2 系统的软件设计 本系统数据监控与传输处理程序是在LabWindows/CVI平台上进行系统软件开发，LabWindows/CVI 2.20开发平台支持*.asm，*.c，*.h，*.txt，*.cmd等多种格式的程序加载和数据格式传输，数据监控与传输处理的算法和接口语言采纳ASM语言编写。系统中，小型PLC逻辑可编程芯片的查询中断标记位响应AD7864的BUSY和信

8、号，配置PCR的FSXM=1，设定A/D转换器辨别率，设定，=1，通过接收指令或输入参数，实现系统监控软件的优化设计，数据监控和传输的软件实现流程如图9所示。 3 系统调试与仿真测试 为了测试本文设计的基于小型PLC的数据监控与传输系统的性能，进行仿真试验分析，试验中，借助于 LabWindows/CVI ，C/C+开发工具进行程序开发和硬件模块的数据加载，编写的PCI卡驱动程序，通知DSP读取数据传感模块的采样数据，其中数据采样的通道数为8路异步、同步输入、输出的多功能信号采样。数据监控的信号形式：CW波，脉宽为10 ms，采样输出峰峰电压为0.23 V，输入半峰电压为0.138 V，LFM

9、波脉宽为16 ms，依据上述仿真环境和参数设定，采纳本文系统进行数据监控和传输，得到系统接收数据的时域波形和频谱如图10所示。 由图10可见，采纳本文设计的系统，具有较好的数据监控和传输实力，为了对比性能，采纳本文系统和传统方法，以数据传输的实时性为测试指标，得到采纳本文系统进行相同大小数据的监控和传输，执行时间比传统方法缩短了12.51%，精确接收的精度提高了23.78%，展示了较好的性能。 4 结 语 本文提出一种基于小型PLC的数据监控与传输系统的优化设计方法。首先进行了数据监控与传输系统的总体设计和功能指标分析，采纳小型PLC可编程逻辑器件处理芯片，对监控数据的产生、放射、传输和接收过

10、程进行A/D转换和校准换能处理。系统试验和调试结果表明，该系统具有较好的数据监控与传输性能，执行效率较高，稳定性较好，展示了较好的应用价值。 参考文献 1 刘茂旭，何怡刚，邓芳明，等.融合RFID的无线湿度传感器节点设计探讨J.电子测量与仪器学报，2022，29：11731178. 2 吕富勇，周瑞卿，阮世阳，等.高频磁场检测中采样保持器的设计及其性能分析J.电子测量技术，2022，38：1316. 3 DONG Bo， LIU Keping， LI Yuanchun. Decentralized integral sliding mode control for time varying c

11、onstrained odular and reconfigurable robot based on harmonic drive transmission J. Control and decision， 2022， 31： 441447. 4 ELDEMERDASH Y A， DOBRE O A， LIAO B J. Blind identification of SM and Alamouti STBCOFDM signals J. IEEE transactions on wireless communications， 2022， 14： 10121012. 5 KARAMI E，

12、 DOBRE O A. Identification of SMOFDM and ALOFDM signals based on their secondorder cyclostationarity J. IEEE transactions on vehicular technology， 2022， 64： 942?953. 6 MOHAMMADKARIMI M， DOBRE O A. Blind identification of spatial multiplexing and Alamouti spacetime block code via KolmogorovSmirnov te

13、st J. IEEE communications letters， 2022， 18： 17311734. 7 郭静波，谭博，蔡雄.基于反相双峰指数模型的微弱瞬态极低频信号的估计与检测J.仪器仪表学报，2022，36：16821691. 8 陆兴华，吴恩燊，黄冠华.基于Android的智能家居限制系统软件设计探讨J.物联网技术，2022，5：1416. 9 邓异，梁燕，周勇.水声换能器基阵信号采集系统优化设计J.物联网技术，2022，5：3637. 10 张坤，周凤星，柯晓娟.基于STC单片机的半导体材料特性测量仪的设计J.科学技术与工程，2022，14：3135. 第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页