基于PCI板卡的计算机温度监控系统(4)

基于PCI板卡的计算机温度监控系统软件设计

2.3 模拟信号的输入连接

2.3.1 单端模拟信号输入连接

PCI1710HG提供16路模拟量输入通道，当测量一个单端信号时，只需一根导线将信号连接到输入端口，被测的输入电压以公共地为参考。没有地端的信号源称为浮动信号源在这种模式下，PCI1710HG为外部浮动信号源提供一个参考地。测量单端模拟信号输入，标准连接方法，如图7所示。 2.3.2 差分式模拟信号输入连接

PCI1710HG有16个模拟输入通道，可以设置成8对差分式输入通道。差分输入需要两根线分别接到两个输入通道上，测量的是两个输入端的电压差。如果信号源连有参考地，则PCI1710HG的地端和信号源的地端之间会存在电压差，这个电压差会随信号源输入到输入端，这个电压差就是共模干扰。为了避免共模干扰，可以将信号地连到低电压输入端，连接方式如图8所示。通过这种连接方式，可以消除在信号源和板卡地之间的共模干扰电压V（CM）。

InternalAI0AI1ExternalMultiplexerAI15+PGIAMeasured VmVoltageAIGND+Floating Signal VsSource--

I/O Connecter图7 单端模拟信号输入连接

如果是一个浮动信号源连接到差分输入端，信号源可能会超过PGIA的共模输入范围，PGIA过饱和将不能正确读出输入电压值，因此必须将浮动信号源的两端连接到AIGND，如图8所示。将浮动信号源的两端分别通过一个电阻连接到AIGND，这种连接可以消除信号源同板卡地之间的共模电压。

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InternalAIOAI2ExternalMultiplexerAI14+PGIAMeasured VmVoltageAI1AI3+Groundreterenced VsSignal Source--MultiplexerAI15AIGND+Vcm-I/O Connecter图8 差分式模拟信号输入连接

2.3.3 小结

因为温度信号是一个变动的信号，当这个信号连接到差分输入端信号源可能会超过PGIA的共模输入范围，PGIA过饱和将不能正确读出输入电压值，因此必须将浮动信号源的两端连接到AIGND，这样可以消除信号源同板卡地之间的共模电压，但是这样做的缺点就是串联的两个电阻增大了信号源负载。大部分低频电平信号都采用单端模拟信号连接，所以本设计不采用差分式模拟信号输入连接而采用单端模拟信号连接。

3 系统软件设计

3.1 系统软件设计思路

在深入学习研华PCI1710HG数据采集板卡、力控组态软件、PID算法的基础上进行温度控制系统的软件设计。软件设计主要包括上位机监控画面的设计、温度数据的标度变换、PID算法的设计以及采样周期的选取[6]。上位机监控画面的设计主要包括设计监控主画面、设计报警画面、设计报表画面、设计事件记录画面。系统的脚本语言程序主要分为：主程序、PID控制算法程序、PWM程序。主程序的主流程图如图9所示。

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开始启停开关状态按下LO报警A=<0SPA=SP-LOA>0HI报警B=<0B=HI-SPB>0E=SP-PV=0？否PV 采集到的当前温度值SP 设定温度值LO 设定温度下限值HI 设定温度上限值E 设定温度与当前温度偏差A 设定温度与设定温度下限值差B 设定温度与设定温度上限值差E=SP-PV>0运行指示灯亮弹起是运行指示灯亮否报警指示灯亮是PID算法计算PWM输出子程序 图9 程序的主流程

3.2 上位机监控画面的设计

3.2.1 上位机监控软件的选取

由于力控组态软件拥有：支持主流操作系统、丰富的图像处理能力、卓越的交互式容器、强大的报警事件处理、灵活的报表生成器等优点，所以用它来设计上位机的监控画面。下面介绍力控组态软件监控画面的设计[7]。 3.2.2 力控组态软件组态监控画面的设计

（1）打开工程管理器用鼠标点击“新建应用”，根椐新建向导建立一个新工程如图10所示。

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图10 创建新工程

（2）力控I/O组态

在工程项目下双击“I/O设备组态”，对“PCI1710HG板卡”硬件进行组态，其组态画面如图11所示。

提示：一个I/O驱动程序可以连接多个同类型的I/O设备。每个I/O设备中有很多数据项。

（3）数据库的连接 创建数据库点的步骤：

在Draw导航器中双击“实时数据库”项使其展开，在展开项目中双击“数据库组态”启动组态程序DBMANAGER（如果没有看到导航器窗口，激活Draw菜单命令“查看/导航器”）。

启动DBMANAGER后出现如图所示的DBMANAGER主窗口。

单击菜单条的“点”选项选择新建或双击单元格，出现“请指定区域、点类型。 数据连接 我们在前面创建了一个名为“PCI1710”的I/O设备，将新建的点与该I/O设备进行连接如图12所示。

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图11 工程定义图

图12 I/O设备连接

其中“AA”点的“I/O连接”如图13所示；模拟I/O点参数设定，如图14所示。其它模拟点参数和数字点参数设置如果要与I/O设备（PCI1710）连接，也是如此。

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