專利名稱：硬件模塊化和軟件可配置的工控儀表裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)控制領(lǐng)域的裝置和方法，具體是一種硬件模塊化和軟件可配置的工控儀表裝置及方法。
背景技術(shù)：
許多工業(yè)設(shè)備需要在運(yùn)行過(guò)程對(duì)多種物理量進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)視，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)該物理量進(jìn)行有效的控制，這里的物理量包括位移、速度、加速度、力、力矩、功率、壓力、流量、溫度、硬度、密度、濕度、比重、黏度、長(zhǎng)度、角度、形狀、位置、表面粗糙度、表面波形等等，實(shí)際生產(chǎn)、生活和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中還會(huì)遇到化學(xué)量、生物量，而所有這些，從信號(hào)工程的角度來(lái)看，都需要通過(guò)傳感器，將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，而后再進(jìn)行信號(hào)的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、控制等等，這也就是工業(yè)控制儀表需要完成的基本功能。
嵌入式處理器的飛躍式發(fā)展，伴隨著硬件技術(shù)的巨大進(jìn)步，使得當(dāng)今的儀表、控制器的功能更加強(qiáng)大、體積也逐漸減小。而軟件應(yīng)用方面，工業(yè)儀表在功能性的及人性化方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，這與通訊和信息化技術(shù)的普及密不可分。目前市場(chǎng)上的工控儀表種類繁多，但功能參差不齊，低端儀表一般采用LED數(shù)碼管顯示，具備單路輸入輸出及簡(jiǎn)單的PID控制功能。中端儀表則可實(shí)現(xiàn)多種類型信號(hào)輸入、多路控制信號(hào)輸出，并且增加了通訊接口，具備遠(yuǎn)程通訊能力。高端儀表具有高精度多端程序控制功能并支持多種類多通道的輸入輸出信號(hào)，因而能提供更穩(wěn)定和多參數(shù)可編程的溫度控制，以及更人性化的操作界面。輸入信號(hào)的類型主要包括溫度傳感器(各類熱電阻、熱電偶等)信號(hào)，壓力傳感器信號(hào)、位置傳感器信號(hào)等，而輸出信號(hào)則主要是電流輸出、報(bào)警信號(hào)、繼電器開(kāi)關(guān)等形式。但目前的工控儀表產(chǎn)品在通用性和擴(kuò)展性方面存在較大缺陷，高中低端產(chǎn)品之間并未著重考慮設(shè)計(jì)上的兼容性，而在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中往往需要同時(shí)使用多種類型的儀表，而不同類型產(chǎn)品各自獨(dú)立的安裝與操作方式，不利于工業(yè)生產(chǎn)的統(tǒng)一管理，也為工廠的更新?lián)Q代帶來(lái)極大不便。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種硬件模塊化和軟件可配置的工控儀表裝置及方法，其具有較好的通用性與較高的靈活度。本發(fā)明為了解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種硬件模塊化和軟件可配置的工控儀表裝置，包括主控單元、電源管理單元、信號(hào)輸入單元、計(jì)量單元、控制輸出單元、顯示單元和網(wǎng)絡(luò)通信單元，其中信號(hào)輸入單元從外部接收多通道的傳感器輸入信號(hào)，經(jīng)通道切換后輸出給計(jì)量單元；計(jì)量單元完成對(duì)信號(hào)的濾波、放大、采樣處理后將測(cè)量值傳遞給主控單元；主控單元根據(jù)測(cè)量值與用戶設(shè)定的參數(shù)運(yùn)算得到控制結(jié)果并通過(guò)控制輸出單元輸出相應(yīng)信號(hào)；顯示單元實(shí)時(shí)顯示上述工作過(guò)程及控制結(jié)果；網(wǎng)絡(luò)通信單元將本裝置與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)相連接，用戶可通過(guò)遠(yuǎn)程控制軟件對(duì)本裝置進(jìn)行系統(tǒng)配置、參數(shù)設(shè)置和過(guò)程監(jiān)控；電源管理單元通過(guò)對(duì)外部提供的市電進(jìn)行整流、濾波、變壓處理，為本裝置各個(gè)單元電路提供穩(wěn)壓輸出。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述主控單元在開(kāi)啟后對(duì)整個(gè)裝置各個(gè)單元進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別并檢測(cè)工作狀態(tài)是否正常，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信單元與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)相連，接受用戶的遠(yuǎn)程指令后對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行配置、測(cè)量、控制操作，包括對(duì)信號(hào)輸入單元的通道切換控制、接受計(jì)量單元的測(cè)量結(jié)果、控制顯示單元的顯示內(nèi)容以及對(duì)輸出控制單元的輸出調(diào)節(jié)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述信號(hào)輸入單元包括多路傳感器通道及檢定信號(hào)通道。多路傳感器通道可以接入多種類型的傳感器信號(hào)，硬件上采用了模塊化的設(shè)計(jì)，不同的通道均可以獨(dú)立使用，并通過(guò)遠(yuǎn)程軟件實(shí)時(shí)配置相關(guān)參數(shù)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述計(jì)量單元包括模擬開(kāi)關(guān)電路、信號(hào)處理電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其中模擬開(kāi)關(guān)電路接受主控單元的控制信號(hào)后將輸入傳感器信號(hào)切換至指定
通道，而信號(hào)處理電路通過(guò)軟件配置后可對(duì)指定類型的傳感器信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的濾波、補(bǔ)償、放大處理后送至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將處理后的模擬測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字測(cè)量值提供給主控單元。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述控制輸出單元根據(jù)主控單元的指令進(jìn)行相應(yīng)的輸出。輸出形式包括多種類型，例如4-20mA電流輸出、報(bào)警輸出、繼電器開(kāi)關(guān)量輸出等，該單元同樣采用硬件模塊化設(shè)計(jì)與軟件可配置的設(shè)計(jì)思路，可根據(jù)用戶需求選配輸出信號(hào)類型，并通過(guò)軟件進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述顯示單元采用IXD和LED之一進(jìn)行顯示。能夠反映儀表測(cè)得的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、用戶設(shè)定的控制參數(shù)以及整個(gè)裝置的工作狀態(tài)等。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述網(wǎng)絡(luò)通信單元利用工業(yè)總線、以太網(wǎng)的方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信功能，從而保證利用遠(yuǎn)端計(jì)算機(jī)可以監(jiān)控多個(gè)儀表同時(shí)工作，從而組合成為完整的工控網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明還提供一種上述裝置的軟硬件配置與測(cè)量控制方法，其特征在于，包括下述步驟第一步，用戶根據(jù)需求進(jìn)行合理的硬件選擇，包括確定信號(hào)輸入通道數(shù)目以及控制輸出通道的數(shù)目與類型、顯示單元以及網(wǎng)絡(luò)通信單元選用的類型；第二步，將各個(gè)硬件單元組合安裝好，接入電源后，主控單元將自動(dòng)識(shí)別整個(gè)裝置及其組成單元的工作狀態(tài)是否正確，通過(guò)顯示單元顯示出來(lái)，同時(shí)利用網(wǎng)絡(luò)通信單元將結(jié)果傳遞給遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)；第三步，用戶通過(guò)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)監(jiān)控軟件對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置與用戶參數(shù)設(shè)置，包括信號(hào)輸入通道各個(gè)通道的傳感器類型，控制輸出通道各個(gè)通道的控制類型，PID控制的參數(shù)設(shè)置，設(shè)置指令通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信單元發(fā)送至主控單元；第四步，主控單元接收到指令后，完成對(duì)應(yīng)的參數(shù)設(shè)置，將計(jì)量單元切換至用戶指定的測(cè)量通道，從信號(hào)輸入單元接收輸入的傳感器信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波、補(bǔ)償、放大等處理后進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將采樣值傳遞給主控單元。第五步，主控單元根據(jù)用戶設(shè)定的PID控制算法參數(shù)，對(duì)采樣得到的測(cè)量值進(jìn)行運(yùn)算處理，得到需要輸出的控制量，將控制量傳遞給指定的控制通道后進(jìn)行控制輸出，并在顯示單元中將上述測(cè)量值與控制量顯示出來(lái)。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提供了通用化的工控儀表硬件結(jié)構(gòu)，不論是傳感器信號(hào)輸入還是控制信號(hào)輸出，均采用了模塊化的設(shè)計(jì)思路，用戶可以根據(jù)自身需求合理選擇不同類型、不同數(shù)目的輸入輸出通道，并且只需通過(guò)遠(yuǎn)程軟件進(jìn)行自定義參數(shù)配置即可保證不同單元的協(xié)調(diào)工作。該裝置解決了現(xiàn)有不同類型的工控儀表無(wú)法兼容的弊端，具有良好的靈活性和擴(kuò)展性，兼顧工業(yè)生產(chǎn)的各類需求，便于工廠的統(tǒng)一管理與更新?lián)Q代。


圖I是本發(fā)明的硬件系統(tǒng)框圖；圖2是本發(fā)明的軟件架構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的方法流程圖。結(jié)合附圖，作以下說(shuō)明I——主控單元2——電源管理單元·3-信號(hào)輸入單元4-計(jì)量單元5——信號(hào)輸出單元6——顯示單元7——網(wǎng)絡(luò)通信單元
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例如圖I所示，本裝置包括主控單元I、電源管理單元2、信號(hào)輸入單元3、計(jì)量單元
4、信號(hào)輸出單元5、顯示單元6和網(wǎng)絡(luò)通信單元7，其中主控單元I是整個(gè)裝置的控制核心，負(fù)責(zé)對(duì)其它單元的控制和調(diào)配。電源管理單元2對(duì)外部提供的市電進(jìn)行整流、濾波、變壓等處理后為本裝置各個(gè)單元電路提供穩(wěn)壓輸出。信號(hào)輸入單元3從外部接受多通道的傳感器輸入信號(hào)，經(jīng)通道切換后輸出給計(jì)量單元4，計(jì)量單元4完成對(duì)信號(hào)的濾波、放大、采樣等處理后將測(cè)量值傳遞給主控單元1，主控單元I根據(jù)測(cè)量值與用戶設(shè)定的參數(shù)運(yùn)算得到控制結(jié)果并通過(guò)控制輸出單元5輸出相應(yīng)信號(hào)。顯示單元6實(shí)時(shí)顯示上述工作過(guò)程及相關(guān)控制結(jié)果，網(wǎng)絡(luò)通信單元7將本裝置與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)相連接，用戶可通過(guò)遠(yuǎn)程控制軟件對(duì)本裝置進(jìn)行系統(tǒng)配置、參數(shù)設(shè)置與過(guò)程監(jiān)控。所述的主控單元I選用微控制處理器，在開(kāi)啟后對(duì)整個(gè)裝置各個(gè)單元進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別并檢測(cè)工作狀態(tài)是否正常，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信單元7與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)相連，接受用戶的遠(yuǎn)程指令后對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行配置、測(cè)量、控制等操作，包括對(duì)信號(hào)輸入單元3的通道切換控制、接受計(jì)量單元4的測(cè)量結(jié)果、控制顯示單元6的顯示內(nèi)容以及對(duì)輸出控制單元5的輸出調(diào)節(jié)。所述的信號(hào)輸入單元3包括傳感器信號(hào)通道及檢定信號(hào)通道。傳感器信號(hào)通道包含多路輸入，每一路通道均可獨(dú)立使用，并且可以接收不同的傳感器類型，主控單元I自動(dòng)對(duì)每路輸入信號(hào)進(jìn)行硬件匹配，并利用軟件對(duì)各通道進(jìn)行對(duì)應(yīng)的參數(shù)設(shè)置。檢定信號(hào)通道可輸入標(biāo)準(zhǔn)的檢定信號(hào)從而對(duì)本裝置進(jìn)行校準(zhǔn)。所述的計(jì)量單元4包括模擬開(kāi)關(guān)電路、信號(hào)處理電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成，其中模擬開(kāi)關(guān)電路接受主控單元I的控制信號(hào)后將輸入傳感器信號(hào)切換至指定通道，而信號(hào)處理電路也通過(guò)軟件配置后可對(duì)指定類型的傳感器信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的濾波、補(bǔ)償、放大等處理后送至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將處理后的模擬測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字測(cè)量值提供給主控單元I。所述的控制輸出單元5根據(jù)主控單元的指令進(jìn)行相應(yīng)的輸出，輸出形式包括多種類型，例如4 20mA電流輸出、報(bào)警輸出、繼電器開(kāi)關(guān)量輸出等，該單元同樣采用硬件模塊化與軟件可配置的設(shè)計(jì)思路，可根據(jù)用戶需求選配不同的輸出信號(hào)類型，均可與主控單元I搭配使用，通過(guò)軟件進(jìn)行對(duì)應(yīng)設(shè)置。所述的顯示單元6采用IXD或者LED等形式進(jìn)行顯示，能夠反映儀表測(cè)得的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、用戶設(shè)定的控制參數(shù)以及整個(gè)裝置的工作狀態(tài)等。所述的網(wǎng)絡(luò)通信單元7利用工業(yè)總線、以太網(wǎng)等方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信功能，從而保證利用遠(yuǎn)端計(jì)算機(jī)可以監(jiān)控多個(gè)儀表同時(shí)工作，從而組合成為完整的工控網(wǎng)絡(luò)。 本發(fā)明裝置中微控制處理器所采用的軟件架構(gòu)示意圖如圖2所示，共分為3層軟件架構(gòu)最底層為操作系統(tǒng)層，負(fù)責(zé)整個(gè)裝置軟硬件的資源管理與調(diào)度，采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，提供更快的響應(yīng)速度與更高的可靠性。中間層是軟硬件驅(qū)動(dòng)層，主要完成裝置的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理、信號(hào)輸入單元與控制輸出單元的驅(qū)動(dòng)、圖形界面的驅(qū)動(dòng)等功能。最頂層是應(yīng)用層，包括圖形顯示、網(wǎng)絡(luò)命令處理、軟件配置、PID控制等部分。本實(shí)施例的上述裝置的軟硬件配置與測(cè)量控制方法，包括下述步驟第一步，用戶根據(jù)需求確定信號(hào)輸入單元3與控制輸出單元5各自的通道數(shù)目與類型，同時(shí)選擇顯示單元6 (IXD、LED等)以及網(wǎng)絡(luò)通信單元7(RS485、以太網(wǎng)等)的類型。第二步，確定類型后將各個(gè)單元組合安裝好，上電后，主控單元I將自動(dòng)識(shí)別整個(gè)裝置其它組成單元的工作狀態(tài)是否正確，通過(guò)顯示單元6顯示出來(lái)，同時(shí)利用網(wǎng)絡(luò)通信單元7將結(jié)果傳遞給遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)。第三步，用戶通過(guò)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)監(jiān)控軟件對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置與用戶參數(shù)設(shè)置(包括信號(hào)輸入通道3各個(gè)通道的傳感器類型，控制輸出通道5各個(gè)通道的控制類型，PID控制的參數(shù)設(shè)置等)，設(shè)置指令通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信單元7發(fā)送至主控單元I。第四步，主控單元I接收到指令后，完成對(duì)應(yīng)的參數(shù)設(shè)置。將計(jì)量單元4切換至用戶指定的測(cè)量通道，從信號(hào)輸入單元接收輸入的傳感器信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波、補(bǔ)償、放大等處理后進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將采樣值傳遞給主控單元I。第五步，主控單元I根據(jù)用戶設(shè)定的PID控制算法參數(shù)，對(duì)采樣得到的測(cè)量值進(jìn)行運(yùn)算處理，得到需要輸出的控制量，將控制量傳遞給指定的控制通道后進(jìn)行控制輸出，并在顯示單元5中將上述測(cè)量值與控制量顯示出來(lái)。圖3給出了上述步驟的流程圖，整個(gè)裝置在功能關(guān)閉之前，將不斷重復(fù)第三步至第五步的過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)工廠設(shè)備物理量的連續(xù)控制。本實(shí)施例提供了一類通用化的工控儀表裝置及其方法，在各個(gè)單元均采用了模塊化的設(shè)計(jì)思路，用戶可以根據(jù)自身需求合理選擇不同類型、不同數(shù)目的輸入輸出通道，并且只需通過(guò)遠(yuǎn)程軟件進(jìn)行自定義參數(shù)配置即可保證不同單元的協(xié)調(diào)工作。該裝置解決了現(xiàn)有不同類型的工控儀表無(wú)法兼容的弊端，具有良好的靈活性和擴(kuò)展性，兼顧工業(yè)生產(chǎn)的各類需求，便于工廠的統(tǒng)一管理與更新?lián)Q代。
權(quán)利要求
1.一種硬件模塊化和軟件可配置的工控儀表裝置，其特征在于，其包括主控單元(I)、電源管理單元(2)、信號(hào)輸入單元(3)、計(jì)量單元(4)、控制輸出單元(5)、顯示單元(6)和網(wǎng)絡(luò)通信單元(7)，其中信號(hào)輸入單元從外部接收多通道的傳感器輸入信號(hào)，經(jīng)通道切換后輸出給計(jì)量單元；計(jì)量單元完成對(duì)信號(hào)的濾波、放大、采樣處理后將測(cè)量值傳遞給主控單元；主控單元根據(jù)測(cè)量值與用戶設(shè)定的參數(shù)運(yùn)算得到控制結(jié)果并通過(guò)控制輸出單元輸出相應(yīng)信號(hào)；顯示單元實(shí)時(shí)顯示上述工作過(guò)程及控制結(jié)果；網(wǎng)絡(luò)通信單元將本裝置與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)相連接，用戶可通過(guò)遠(yuǎn)程控制軟件對(duì)本裝置進(jìn)行系統(tǒng)配置、參數(shù)設(shè)置和過(guò)程監(jiān)控；電源管理單元通過(guò)對(duì)外部提供的市電進(jìn)行整流、濾波、變壓處理，為本裝置各個(gè)單元電路提供穩(wěn)壓輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硬件模塊化和軟件可配置的工控儀表裝置，其特征在于所述主控單元在開(kāi)啟后對(duì)整個(gè)裝置各個(gè)單元進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別并檢測(cè)工作狀態(tài)是否正常，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信單元與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)相連，接受用戶的遠(yuǎn)程指令后對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行配置、測(cè)量、控制操作，包括對(duì)信號(hào)輸入單元的通道切換控制、接受計(jì)量單元的測(cè)量結(jié)果、控制顯示單元的顯示內(nèi)容以及對(duì)輸出控制單元的輸出調(diào)節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硬件模塊化和軟件可配置的工控儀表的裝置，其特征在于所述信號(hào)輸入單元包括多路傳感器通道及檢定信號(hào)通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硬件模塊化和軟件可配置的工控儀表的裝置，其特征在于所述計(jì)量單元包括模擬開(kāi)關(guān)電路、信號(hào)處理電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其中模擬開(kāi)關(guān)電路接受主控單元的控制信號(hào)后將輸入傳感器信號(hào)切換至指定通道，而信號(hào)處理電路通過(guò)軟件配置后可對(duì)指定類型的傳感器信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的濾波、補(bǔ)償、放大處理后送至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將處理后的模擬測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字測(cè)量值提供給主控單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硬件模塊化和軟件可配置的工控儀表的裝置，其特征在于所述控制輸出單元根據(jù)主控單元的指令進(jìn)行相應(yīng)的輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硬件模塊化和軟件可配置的工控儀表的裝置，其特征在于所述顯示單元采用IXD和LED之一進(jìn)行顯示。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硬件模塊化和軟件可配置的工控儀表的裝置，其特征在于所述網(wǎng)絡(luò)通信單元利用工業(yè)總線、以太網(wǎng)的方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信功能。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一項(xiàng)所述裝置的軟硬件配置與測(cè)量控制方法，其特征在于，包括下述步驟 第一步，用戶根據(jù)需求進(jìn)行合理的硬件選擇，包括確定信號(hào)輸入通道數(shù)目以及控制輸出通道的數(shù)目與類型、顯示單元以及網(wǎng)絡(luò)通信單元選用的類型； 第二步，將各個(gè)硬件單元組合安裝好，接入電源后，主控單元將自動(dòng)識(shí)別整個(gè)裝置及其組成單元的工作狀態(tài)是否正確，通過(guò)顯示單元顯示出來(lái)，同時(shí)利用網(wǎng)絡(luò)通信單元將結(jié)果傳遞給遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)； 第三步，用戶通過(guò)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)監(jiān)控軟件對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置與用戶參數(shù)設(shè)置，包括信號(hào)輸入通道各個(gè)通道的傳感器類型，控制輸出通道各個(gè)通道的控制類型，PID控制的參數(shù)設(shè)置，設(shè)置指令通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信單元發(fā)送至主控單元； 第四步，主控單元接收到指令后，完成對(duì)應(yīng)的參數(shù)設(shè)置，將計(jì)量單元切換至用戶指定的測(cè)量通道，從信號(hào)輸入單元接收輸入的傳感器信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波、補(bǔ)償、放大等處理后進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將采樣值傳遞給主控單元。
第 五步，主控單元根據(jù)用戶設(shè)定的PID控制算法參數(shù)，對(duì)采樣得到的測(cè)量值進(jìn)行運(yùn)算處理，得到需要輸出的控制量，將控制量傳遞給指定的控制通道后進(jìn)行控制輸出，并在顯示單元中將上述測(cè)量值與控制量顯示出來(lái)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種硬件模塊化和軟件可配置的工控儀表裝置及方法，該裝置包括主控單元、電源管理單元、信號(hào)輸入單元、計(jì)量單元、控制輸出單元、顯示單元和網(wǎng)絡(luò)通信單元。整個(gè)裝置采用模塊化設(shè)計(jì)，劃分出具有各自功能的獨(dú)立電路，利用統(tǒng)一接口相互連接，根據(jù)用戶需求可進(jìn)行合理組合，通電后裝置可以自動(dòng)檢測(cè)各個(gè)單元的工作狀態(tài)，通過(guò)遠(yuǎn)程軟件可以根據(jù)用戶自定義進(jìn)行系統(tǒng)配置并完成指定功能。該裝置及方法解決了現(xiàn)有不同類型的工控儀表無(wú)法兼容的弊端，具有良好的靈活性和擴(kuò)展性，兼顧工業(yè)生產(chǎn)的各類需求，便于工廠的統(tǒng)一管理與更新?lián)Q代。
文檔編號(hào)G05B19/418GK102902234SQ20111021040
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2011年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月26日
發(fā)明者劉佩林, 鄒耀, 郭強(qiáng), 謝智亭, 曹陽(yáng), 汪自翔 申請(qǐng)人:昆山子力高新科技實(shí)業(yè)有限公司