USB2.0-4-20AD 数据采集控制系统

一、产品简介：

本采集控制系统包含软硬件两部分。硬件部分是一款 USB总线高精度20位采集模块(MX117)。硬件部分具有 4路模拟输入、
开关量4路输入/4路输出、 二路24位减法计数器（支持脉冲间隔或频率测量功能）、两路20位脉冲发生器。采用 USB总线 ，
支持即插即用、实时采集。MX117的所有功能设置都可以通过软件控制，不需要硬件跳线。

软件部分包括参数设置、数据采集、曲线显示、数据分析、数据查询、报表打印等菜单，可采集 4 路 不同传感器数据
（如压力、温度、流量等） ，把采集信号以曲线形式显示，实现以图线形式实时显示采集数据，并可以 EXCEL 格式存储数据
，界面直观，易于观察。 
同时，可实现开关量输出通道的手自动控制 : 通过手动启动、停止按钮控制开关量输出通道，驱动外部设备；
还可通过设置 4 通道上限（或下限）值自动控制对应的开关量输出通道，同样实现外部设备的驱动。

二、技术性能 ：

● AD 部分 
     ① 电压： 4 路单端输入，输入电压：± 5V 。 
     ② AD 转换器： 20 位 AD ，速度 1000Hz （连续采集模式）。 
     ③ 通道输入阻抗： 10 兆欧姆。 
     ④ 输入插座： 20 线扁平电缆插座。 
     ⑤ 系统精度：± 0.03% FSR( 电压精度：± 3mV) 。 
     ⑥ 有效分辨率：大于 18 位。 
     ⑦ 噪音（峰值）：小于± 3LSB(20 位， 100 个采样点 ) 。 
    ⑧ 输入具有过压保护，可以承受瞬时 -±20 伏的电压。

●开关量部分 
    1、4 路输入通道，性能： 
         输入电压： TTL 电平，兼容 3 伏电平。 
       高电平：大于 2 伏。 
       低电平：小于 0.8 伏。 
       输入电压范围： 0-5 伏。 
       输入端口内部通过 10K 电阻上拉到 3 伏。因此悬空时，输入 =1 。

  2、4 路输出通道，性能： 
         输出电压： 5 伏电平，兼容 TTL 电平。 
       高电平：大于 2.5 伏。 
       低电平：小于 0.5 伏。 
       最大输出电流： 10 毫安 / 路。 
       开关量输出上电自动清零。

三：连接器插座定义

     ① MX117有两个扁平电缆连接器：P1脚、P2脚。 
    ② P1: 20脚扁平电缆插座对应4路模拟输入。 
     P2: 40脚扁平电缆插座对应8路开关量。

四、电路连接图：

五、系统运行界面的主菜单包括：

● 设备号、 ● 权限管理、 ● 设置、 ● 查询、 ● 报表、 ● 开始采集、 ● 停止采集、 ● 退出。

六、主要运行界面如下：

1、初始界面

软件启动后，出现如下的欢迎界面：

等待 3 秒钟后，欢迎界面关闭。如果此程序已经设置了密码，则会出现如下的密码输入窗口：  

此时要求用户输入正确的密码，如果密码输入错误，将无法进入主界面。

2 、主界面

系统主菜单如下：

用户权限管理

通道信息设置

开始采集数据

停止采集数据

保存数据

采集数据查询

报表打印

清除历史数据

重绘曲线

显示帮助

退出系统

3、权限管理：

单击主界面中工具栏的 按钮，即可弹出用户管理窗口，为该程序设置或者取消密码。用户管理窗口如下：

在更改或取消密码时，用户首先要正确输入旧密码，如果旧密码输入错误，密码将无法更改或取消。

如果“取消密码”的复选框选中，则输入的新密码无效，按取消密码对待。

4、写入设备号

每台硬件设备有对应的设备号，只有当上位机软件与硬件设备的设备号一致时才可实现通讯，完成采集、显示及控制等功能。

5 、通道参数设置：

在程序的主界面中点击 按钮，即可进入通道信息设置窗口，为采集器设置相应的选项。

通道信息设置窗口如下：

其中，

最小值 是指相应通道输入为 4mA 时所对应的值。

最大值 是指相应通道输入为 20mA 时所对应的值。

校正值 是指采集器的偏离值。

单位 是指外界被测量物理量的单位，设定好后可以显示在主界面相应的通道中。

重绘曲线 是指重新开始绘制相应通道的曲线，按下相应通道的 按钮，则该通道曲线重新开始绘制。

通道设置界面后半部分可实现开关量控制，如上限（或下限）报警，驱动继电器通断以启停外部设备等功能。用户可根据工程需要自行选择：

上下限选择 及 上下限值 ：

例如，当用户需要实现当采样值（如温度）大于上下限值设定的值（如 30 ℃）时，可选择上限，则当采样值大于该设定值时，
DO 状态输出高电平 ，外接发光二极管点亮，此时用户还根据实际需要控制外部设备（如启动降温设备使温度下降）；

同理， 当用户需要实现当采样值（如温度）小于上下限值设定的值（如 10 ℃）时，可选择下限，则当采样值小于该设定值时，
DO 状态输出低电平 ，外接发光二极管熄灭，此时用户还根据实际需要控制外部设备（如停止降温设备）。

DO 状态 用来指示当前开关量输出通道的状态，为 代表当前通道为低电平；为 代表当前通道为高电平。

手动 / 自动 转换开关 用来选择手自动模式。自动模式 运行时则根据用户设定的上下限自动运行；在手动模
式 下，按下启动按钮则相应的通道输出高电平，启动外部设备，按下停止按钮则相应的通道输出低电平，关闭外部设备。

手动状态 用来指示手动启停状态，为 代表手动停止，为 代表手动启动。

采集周期 是指数据采集器两次连续采集间隔的大小。采集周期最小可以设置为 50ms 。  

注意：若用户不需要开关量控制，则可将手自动开关打到手动模式，并按下关闭按钮。该软件默认为手动关闭即不使用开关量控制部分
，若用户有需要则可开启。

采集到的电流值可以被计算机自动按比例进行处理，计算机根据如下公式将采集到的电流换算成相应的物理量，并进行存储：

实际物理量＝最小值＋（采集到的电流值 -4mA)* （最大值－最小值） / （ 20mA － 4mA ）＋校正值

6 、开始采集：

点击主界面工具栏中 按钮，即可采集数据，采集速度与 “ 通道信息设置 ” 中采集周期的设置有关。

系统在采集数据时，可以将数据保存到数据库文件中，以便于以后的查询。具体请参见“ 保存数据 ”。

采集数据时，各通道的实时数据（包括采集到的电流值、经计算机处理后转化为的实际物理量值）都将显示在主界面左侧的编辑
栏中，关于将电流值转化为实际物理量值的问题，请参见“ 通道信息设置 ”。 
在采集数据的同时，计算机将绘制实际物理量随时间变化的曲线图，方便于用户更直观的观察数据随时间变化的情况。

7 、保存数据：

在主界面点击工具栏中 的按钮，可以使系统保存 / 不保存当前采集的数据。

当按钮按下时，保存当前数据；

当按钮没有按下时，不保存当前数据。

此按钮与菜单栏中的“数据信息－ > 保存数据”具有统一功能。

注意：采集到的数据保存在 Access数据库中。

8 、报表打印：

点击工具栏中的 按钮，即可出现如下对话框，进入报表打印功能。

设置正确的时间后，点击“ Excel 报表 ”，系统会打开 Excel ，并将查询到此时间段的数据写入 Excel 中。
用户可以将此 Excel 工作簿保存到任何位置，亦可以用 Excel 提供的打印功能进行打印。
若点击“ QuickReport 报表 ”按钮，系统会将查询到此时间段的数据写入 QucikReport ，支持保存和打印功能。

注意：生成的 QuickReport 报表不可以最小化，否则程序将无法关闭！

Excel 报表：

QuickReport 报表：

9 、数据查询：

当按下 按钮时，进入采集数据查询的功能。该功能可以按时间查询历史采集的数据（数据必须已保存到数据库），
并可以将查询到的数据制成报表（ Excel 报表或者 QuickReport 报表，具体方法参见“ 报表打印 ”）。采集数据查询的窗口界面如下：

输入正确的查询时间后，点击“ 查询 ”，即可查询到符合时间条件的数据，并将数据用图和表格两种形式绘制出来。

“通道 x ”复选框可以控制图表中是否绘制此通道的曲线。

注意：输入查询时间时必须格式正确（ year-month-day hour-minute-second ） ，否则将出现错误。

10. 清除历史数据：

点击菜单栏中的 按钮可以清除历史数据。

设置正确的时间后点击“ 确定 ”按钮，即可将数据库中相应的数据清除掉，以节省磁盘空间。 清除数据后无法恢复 。

如果用户安装的了 Office Access ，用户可以自行到此程序的安装目录下找到 data.dmb 文件，人工清除历史数据，但不推荐这样做。

注意：请不要改动 data.dmb 的目录，否则系统无法找到此文件！也不要试图设计 data.dmb 中的表项

11 、重绘曲线：

点击 将重绘曲线，用户在需要重新绘制所有曲线时，可以点击此按钮。

12 、显示帮助：

点击 将显示帮助文件，用户在使用此软件时遇到困难，可以查看此帮助文件。帮助文件中包括了数据采集系统硬件安装及软件使用说明。

13 、退出系统：