USB数据采集控制器在工业控制中的应用
2.5 其它设备的使用
在工控系统中常有其它设备，如变频器和其他仪表。它们和计算机的连接大多数是通过485 接口的，是独立于LabJack U12 之外的。PC-Based 系统在结构上是单个处理器的，即所有的数据处理和控制都依赖于PC上的处理器，因此在某些对象的控制上需要引入DCS 系统的概念，即局部控制采用单独的仪表。实时的控制由仪表或控制器来完成，而PC 只是在宏观上调整仪表的参数、控制目标值等。
LabJack U12上有计数器，可以用来检测频率信号。如果有许多频率信号，可以采用频率-电压变换电路，输出到模拟输入口上。对于旋转编码器的信号，可以使用专用仪表，也可以采用本公司的DSS-FC2 模块。该模块利用声卡的处理器，对PC的主CPU 负担极小，因此效率较高。
2.6 系统软件
LabJack U12提供了通用的动态链接库，所以用户可以使用任何编程语言。本公司提供的组态软件DAQFactory却应该是首选软件开发平台，因为该组态软件包括了所有免费的LabJack U12 的驱动程序，用户在使用该组态软件时不需要知道如何对LabJack U12进行编程，只要在屏幕上进行一些简单的设置即可，开发周期会大幅度缩短。
该软件较其它组态软件系统还具有许多其它优点，如十分丰富的图标，而且图标是矢量化的图标；数据采集时间精确；系统资源分配合理；价钱合理等等。在此我们不予细表。
2.7 系统的安装
LabJack U12、USB集线器、中间继电器和其它控制器等设备一般会被安排在一个控制柜中。如果整个系统较小，那么计算机一般会放在现场，要么安放在控制柜内，要么放在控制柜旁。计算机和LabJack设备间的距离较短。一般的USB线可以使通讯距离达到5 米。因为LabJack U12 是USB1.1设备，所以在实际应用中，计算机和U12 间的距离可以达到10 米左右。
对于较大系统，一般计算机会放置在中控室中，控制柜和电器柜可能在同一个地方，也可能在例外一个附近的设备间内。这样的布局便使得计算机和U12 间的距离增加，一般的USB 线就不满足要求了。这时需要使用带有中继的USB 线，一般每根USB 线长为5 米，可级联到25 米长。在绝大多数的应用场合，这样的长度已经足够满足要求了。
2.8 传感器的选用
和其它系统的要求一样，LabJack U12 的模拟输入信号的范围是0-10V，传感器的信号必须要放大，而且一般来说传感器和LabJack U12（或其它采集器件）间有一段距离，非放大的信号是不宜长距离传输的。因此建议采用一体化的传感器，如果现场需要直接显示的话，也可以使用带显示的放大仪表。
3. 系统的可靠性
某些工控系统对可靠性的要求很高，使用以上介绍的系统结构可能不满足要求。LabJack U12提供了提高系统可靠性的条件，可以避免系统在计算机死机时造成的问题。
3.1 采用外部电源为LabJack U12 供电
如果采用USB 供电方式，在计算机司机重启时会造成U12失电而被复位，因此建议采用外部电源为其供电，甚至可以考虑使用小型UPS供电，因为U12 耗电很少。U12的自保持特性保证了在计算机重启过程中的所有输出值和状态保持不变，这样就不会使得过程被中断。而在程序重启后可以读入当前状态以继续原来控制过程。
3.2 使用看门狗功能
U12 有看门狗功能。它可以检测到和计算机的通讯是否正常，当计算机死机时，通讯就会丢失，看门狗就会动作。使用看门狗的输出口（默认为D0口）可以进行报警或自动复位计算机。在此期间，整个过程将按照原来的方式或设定运行。
3.3 使用冗余技术
冗余技术是提高系统可靠性的一个常用技术，图4是一个采用冗余技术的系统图。其中关键的设备是OD25-USB 和两台互相连接的电脑。当然LabJack是采用外部电源供电的。
图4 采用冗余技术的工控系统
一旦主控机出现问题，U12 的看门狗动作，控制OD25-USB 把USB 通讯切换到备用机上，同时也发出报警信号。备用机在检测到USB 的通讯有效后就代替主控机来对整个系统进行控制，直到主控机的控制程序恢复为止，这时备用机输出强制D0为低电平，USB 通讯就被切换到主控机上。
整个冗余切换过程十分简单，但很有效。这样的系统可靠性会得到很大的提高，毕竟两台计算机同时出现问题的概率极低。
我们在DAQFactory 组态软件中提供了这样冗余系统的程序，为用户的使用提供了极大的方便。
4. 结束语
上面介绍了以LabJack U12组成的PC-Based的工控系统。它不但具有所有PC-Based系统的优点，而且还可以使用冗余技术提高系统的可靠性，实现系统的自恢复性。
它不但适合于小系统的控制，也可以很方便地扩展成一个高可靠的、庞大的控制系统，因此其适用场合广泛。
本公司为该系统配备了各种配件，使系统的组成模块化、方便化。系统不但在软件上具有很高的可更新性，而且在硬件方面也有着很强的可扩展性。它不失为一个性能价格比高的系统。(end)
评论