开题报告
基于RS485通讯的智能仪表数据采集系统的设计
1选题的背景、意义
PLC控制数据采集系统目前在工业自动糊控制领域中应用最广泛。PLC与其他微型计算机相比，更适于在恶劣的工业环境中运行，且数据处理功能大大增强，编程指令具有模块化功能，能够解决就地编程、监控、通讯等问题。
智能仪表是随着80年代初单片机技术的成熟而发展起来的，现在世界仪表市场基本被智能仪表所垄断。究其原因就是企业信息化的需要，企业在仪表选型时其中的一个必要条件就是要具有联网通信接口。最初是数据模拟信号输出简单过程量，后来仪表接口是RS232接口，这种接口可以实现点对点的通信方式，但这种方式不能实现联网功能。随后出现的RS485解决了这个问题。
RS - 485 串行通讯总线标准及接口技术已广泛应用于工业控制、仪器、仪表、多媒体网络、机电一体化产品等诸多领域。在数据通信、计算机网络以及工业上的分布式控制系统中,经常需要采用串行通信来达到远程信息交换的目的。由于RS2485 具有性能优异、组网简单的优点,它在集中控制系统、分布式控制系统中的应用相当广泛,特别是在要求远距离传输的应用中。
2相关研究的最新成果及动态
微电子技术和计算机技术的不断发展，引起了仪表结构的根本性变革，以微型计算机（单片机）为主体，将计算机技术和检测技术有机结合，组成新一代“智能化仪表”，在测量过程自动化、测量数据处理及功能多样化方面与传统仪表的常规测量电路相比较，取得了巨大进展。随着微电子技术的不断发展，集成了CPU、存储器、定时器/计数器、并行和串行接口、看门狗、前置放大器甚至A／D、D／A转换器等电路在一块芯片上的超大规模集成电路芯片(即单片机)出现了。以单片机为主体，将计算机技术与测量控制技术结合在一起，又组成了所谓的“智能化测量控制系统”，也就是智能仪器。
温控仪是调控一体化智能温度控制仪表，它采用了全数字化集成设计，具有温度曲线可编程或定点恒温控制、多重PID调节、输出功率限幅曲线编程、手动/自动切换、软启动、报警开关量输出、实时数据查询、与计算机通讯等功能，将数显温度仪表和ZK晶闸管电压调整器合二为一，集温度测量、调节、驱动于一体，仪表直接输出晶闸管触发信号，可驱动各类晶闸管负载。
现阶段的温控仪具有如下几个优点：
1、采用先进的人工智能调节算法，实现自整定/自适应功能及无超调、无欠调的精确调节。
2、以微电脑控制为基础，参数设定采用微型键盘操作，同时还具有数据断电记忆保护功能。
3、集数显、调节、驱动于一体，能直接驱动可控硅、模块、固态继电器、接触器等大功率电子开关元件。
4、输入采用标准的数字校正系统，并且有各种分度号可供选择，测量精确。 5、 具有传感器断线、反接指示以及超温报警功能。
6、其可编程温控仪具有50段编程能力，并可设置任意斜率曲线。程序编排采用温度时间编排方法，编程方便、灵活。
7、三相触发回路具有三相分别可调以及分段功率限制功能。
8、可配置标准的RS232、RS422等标准异步串行数据通讯接口，与上拉机进行数据通讯，方便地实现DCS集散控制。
3课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、研究难点及预期达到的目标
PLC进行数据采集有两个方面：
1、开关量的采集，通过PLC输入模块实现，一般都是直流24V输入，PLC提供一个公共点，或正或负，再将这个公共点接入限位开关等设备中，当限位闭合时，形成通路，将信号引入PLC输入点，此时PLC里面这个输入点就通了，可以在编程时使。
2、模拟理的采集，通过模拟量模块，A/D（模拟量/数字量）模块，可以将外面的重量信号，温度信号、压力信号等引入，A/D模块能接受的信号是0-10V，0-5V，-5-5V电压信号及0-20MA，4-20MA电流信号，如果终端采集模块得到的信号不是这些标准信号，还要通过变送器转换一下，标准信号进入A/D模块后，就会由A/D转换成数字，具体范围是多少不同PLC不一样，这些转换后的数字量，可由程序使用，进行转换，处理，最后得到所需要的数据显示出来。 RS-485的特点及使用方法：
1、RS-485的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+（2—6） V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-（2—6）V表示。接口信号电平比RS-232-C 降低了，就不易损坏接口电路的芯片， 且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL 电路连接。
2、RS-485的数据最高传输速率为10Mbps。
3、RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干能力增强， 即抗噪声干扰性好。
4、RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺，实际上可达 3000米，另外RS-232-C接口在总线上只允许连接1个收发器， 即单站能力。而RS-485接口在 总线上是允许连接多达128个收发器。即具有多站能力,这样用户可以利用单一的RS-485接口方便地建立起设备网络。
因RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。 因为RS485接口组成的半双工网络，一般只需二根连线，所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。 RS485接口连接器采用DB-9的9芯插头座，与智能终端RS485接口采用DB-9（孔），与键盘连接的键盘接口RS485采用DB-9（针）。
在测量与监控系统中,通常采用微机作为上位机,单片机作为下位机的分布式结构对地理上分散的测控系统完成数据采集、测量、控制、管理任务。这些系统因其使用灵活、性价比高、功能较强,而在许多领域得到广泛应用。以单片机为基础的终端数据采集和实时控制系统应完成上述功能,以满足远距离传输的需要。大多数串行通信是基于RS232方式,但这种通信方式的负载能力差,通信范围小,难以满足远距离的数据传输和控制。为此在单片机系统中引入RS485 串行通信方式,以完成单片机向上位机的数据传输,但其半双工的工作方式造成每一时间段只能有一个设备发送数据,如果有多个设备同时发送数据就会产生冲突,导致数据接收不了或接收错误。
4研究工作详细进度和安排
1、2011年1月10日前 完成文献检索报告、外文翻译。
2、第1-2周，学习PLC编程、会使用串口通讯软件并能通过RS485对一些智能仪表进行数据的采集及测试。
2、第2-5周， 毕业实习 到某些具体生产现场和相关实验室。 3、第6-8周，完成总体方案设计。 4、第9-11周，分单元设计。
5、第12周，完成毕业设计（论文）初稿。
6、第13周，完成毕业设计（论文）定稿，准备答辩。 4、5月27、28、29分院毕业答辩。
5参考文献
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基于RS485通讯的智能仪表数据采集系统的设计开题报告
