PCI-1718數(shù)據(jù)采集卡在VB工程中的應(yīng)用

張 朋，張振東

（上海理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，上海 200090）

0 引言

在工業(yè)迅速發(fā)展的今天，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展也越來(lái)越快速，其中一個(gè)重要的方面就是在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中需要對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析和保存?，F(xiàn)在的計(jì)算機(jī)中一般都預(yù)留有一個(gè)或者幾個(gè)PCI插槽，這樣就為PCI總線設(shè)備的快速發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)。本文介紹的PCI-1718數(shù)據(jù)采集卡就是這樣一款基于PCI總線的設(shè)備，當(dāng)然它也兼容其他總線。它是由世界工業(yè)電腦和自動(dòng)化市場(chǎng)開(kāi)發(fā)的領(lǐng)軍企業(yè)——研華公司開(kāi)發(fā)的一款高效能、多功能數(shù)據(jù)采集卡。現(xiàn)在，VB開(kāi)發(fā)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)相對(duì)成熟的時(shí)期，采用PCI-1718采集卡在VB編程環(huán)境下可以較容易的進(jìn)行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。

1 數(shù)據(jù)采集卡及其工作原理

本文介紹的研華PCI-1718數(shù)據(jù)采集卡不但具有測(cè)量功能，還具有控制功能。通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡可以將外圍器件的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并能將計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)送給外圍器件。它的數(shù)據(jù)流程如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)流程圖

生產(chǎn)工程中測(cè)量的信號(hào)有時(shí)候也不是電壓信號(hào)，這時(shí)候就需要用到變送器這些標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)備將非電信號(hào)變成電信號(hào),然后輸入到PCI-1718中，比如壓力信號(hào)和溫度信號(hào)，然后板卡將模擬信號(hào)變成計(jì)算機(jī)能識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，計(jì)算機(jī)收到這些信號(hào)后就能對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析或者保存。如果計(jì)算機(jī)要對(duì)外圍的設(shè)備輸出指令時(shí)，PCI-1718也可以將指令輸出給外圍設(shè)備，比如繼電器或者步進(jìn)電機(jī)。PCI-1718的特點(diǎn)主要如下：16路單端或者8路差分模擬量信號(hào)輸入，12位A/D轉(zhuǎn)換器，自動(dòng)通道掃描，用于AI的板載FIFO,1路12位模擬量輸出，16路數(shù)字量輸入及輸出，PCI總線數(shù)據(jù)傳輸，還具有定時(shí)、計(jì)數(shù)器功能。

2 Active DAQ技術(shù)

在Active DAQ技術(shù)（研華公司）沒(méi)有出現(xiàn)之前，在VB環(huán)境下用戶(hù)訪問(wèn)數(shù)據(jù)采集卡一般來(lái)說(shuō)有兩種途徑：1）用VB直接編寫(xiě)訪問(wèn)PCI設(shè)備的函數(shù)；2）調(diào)用其他語(yǔ)言編寫(xiě)的底層驅(qū)動(dòng)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，比如用c或者c++編寫(xiě)的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)函數(shù)。但這兩種途徑都很困難，特別是對(duì)于非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的人員來(lái)說(shuō)，編寫(xiě)這些函數(shù)非常地困難。研華公司提供的Active DAQ控件是一套高效的數(shù)據(jù)采集控件，它可以方便的應(yīng)用于一些支持ActiveX控件的軟件中，比如VB、VC、Delphi等。在VB中可以通過(guò)設(shè)置Active DAQ控件的屬性、事件及方法等來(lái)方便的進(jìn)行編程，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，主要包括模擬量的輸入輸出，數(shù)字量的輸入輸出及脈沖輸入輸出等。

3 軟硬件設(shè)置

3.1 硬件設(shè)置

本部分的硬件設(shè)置主要是PCI-1718數(shù)據(jù)采集卡的安裝、設(shè)置，Active DAQ控件的安裝。

首先運(yùn)行研華公司PCI-1718驅(qū)動(dòng)光盤(pán)里的DevMgr.exe程序，然后運(yùn)行PCI-1718.exe程序，按照步驟安裝程序。隨后關(guān)閉電腦，將PCI-1718插在計(jì)算機(jī)的一個(gè)插槽里，這時(shí)計(jì)算機(jī)就會(huì)自動(dòng)安裝板卡。注意，在安裝板卡前，要將板卡的SW1開(kāi)關(guān)設(shè)置為全部是ON，將SW2開(kāi)關(guān)設(shè)置為S/E，這是將板卡的Device Number設(shè)置為0，將模擬量信號(hào)的輸入模式定為16路的單端輸入模式（這些設(shè)置主要是在以后的數(shù)據(jù)采集過(guò)程中程序能認(rèn)識(shí)板卡，且能正確地采集到需要的數(shù)據(jù)）。完成這些設(shè)置后，就可以在Advantech Device Manager中對(duì)板卡的性能進(jìn)行測(cè)試了，主要包括模擬量輸入功能測(cè)試、模擬量輸出功能測(cè)試、數(shù)字量輸入功能測(cè)試、數(shù)字量輸出功能測(cè)試和計(jì)數(shù)器功能測(cè)試。

接著運(yùn)行ActiveDAQ.exe，然后指定Active DAQ的安裝路徑，將Active DAQ安裝在計(jì)算機(jī)硬盤(pán)中。安裝完成該文件后，就會(huì)在VB的部件控件選項(xiàng)卡中出現(xiàn)Active DAQ控件集，主要包括 Advantech Active DAQ AI control、Advantech Active DAQ DI control、Advantech Active DAQ AO control、Advantech ActiveDAQ DO control等。 下面的數(shù)據(jù)采集軟件主要是用到的Advantech Active DAQ AI control和Advantech Active DAQ DO control，兩者的作用分別是采集模擬量（壓力值和電壓值）和輸出數(shù)字量（控制繼電器的閉合）。

3.2 軟件設(shè)置

在VB的部件選項(xiàng)卡中將Advantech Active DAQ AI control、Advantech Active DAQ DO control添加到工具箱中，然后放到程序中。首先在右邊的屬性欄中將這兩個(gè)控件的DeviceNumber屬性設(shè)置為1，這時(shí)程序就會(huì)自動(dòng)識(shí)別板卡。因?yàn)楸敬螖?shù)據(jù)采集的信號(hào)為壓力信號(hào)和電信號(hào)，所以主要的程序代碼如下。

在form_load中寫(xiě)入以下程序：

DAQAI1.CyclicMode = True '采用循環(huán)方式采集數(shù)據(jù)

DAQAI1.SampleRate = 100000 '設(shè)置采樣頻率

DAQAI1.DataType = adReal '模擬量輸入返回值為實(shí)型

DAQAI1.StartChannel = 0 '打開(kāi)通道號(hào)0，用來(lái)采集壓力信號(hào)

DAQAI1.StartChannel = 1 '打開(kāi)通道號(hào)1，用來(lái)采集電壓信號(hào)

DAQAI1.OpenDevice '打開(kāi)模擬量輸入端口

DAQDO1.OpenDevice '打開(kāi)數(shù)字量輸出端口

因?yàn)樾枰煌５牟杉瘮?shù)據(jù)，所以需要添加一個(gè)timer控件，然后在timer控件的timer屬性中寫(xiě)入以下程序：

u = DAQAI1.RealInput(0) '獲 取AI0通道數(shù)據(jù)(電壓值)

stapre = (Val(u) - c) * diff '標(biāo)度變換（變成壓力值）

press1 = Format(stapre, ＂0.0000＂)

press(num) = press1

m1 = DAQAI1.RealInput(1) '獲取AI1（1）通道數(shù)據(jù)(電壓值)

其中u為數(shù)據(jù)采集卡采集到的電壓值，此電壓值為壓力值經(jīng)壓力變送器轉(zhuǎn)變而來(lái)（壓力變送器的接法在此就不介紹了，關(guān)鍵是輸入輸出端得正確連接及如何正確連入數(shù)據(jù)采集卡）；c和diff分別為壓力變送器的參數(shù)：壓力下限值和輸出線性比，比如：一個(gè)壓力變送器的輸入壓力為0—4MPa，輸出為4-20mA，在輸出上串聯(lián)一個(gè)250Ω的電阻，輸出變?yōu)?—5V，則此時(shí)電壓值P和壓力值U的關(guān)系為：

Stapre是壓力的中間值，是為了后面將保留了四位小數(shù)的壓力值能保存在DataGrid中。press（num）的作用是想保留許多壓力值，然后從中選出需要的壓力值。m1是指采集到的被測(cè)件的電壓值，如果被采集件數(shù)量多，則可以用m2、m3等，原則上PCI-1718可以采集16路的電壓值。

這時(shí)候就可以將采集到的數(shù)據(jù)放到電腦里了，為了能顯示這些數(shù)據(jù)，在它的初始化中寫(xiě)入[1,3]：

1）如果測(cè)試的物理量有兩種類(lèi)型（壓力和電壓），為了顯示的有規(guī)律且對(duì)比正常，可以將他們用下面的方法顯示在計(jì)算機(jī)上：

在窗體中添加一個(gè)DataGrid控件，在其初始化中寫(xiě)入[2,4]：

Grid(1).ColWidth(0) = 600

Grid(1).ColWidth(1) = 1000

Grid(1).ColWidth(2) = 1000

Grid(1).Col = 0

For i = 1 To 10

Grid(1).row = i

Grid(1).Text = Str$(i)

Next i

Grid(1).row = 0

Grid(1).Col = 0: Grid(1).Text = ＂序號(hào) ＂

Grid(1).Col = 1: Grid(1).Text = ＂壓力值 ＂

Grid(1).Col = 2: Grid(1).Text = ＂電壓值

以上的程序主要是設(shè)置數(shù)據(jù)表格的列寬和表頭名稱(chēng)。為了將數(shù)據(jù)放入DataGrid中，寫(xiě)以下程序：

Grid(1).Col = 1: Grid(1).row = 1

Grid(1).Text = press1

Grid(1).Col = 1: Grid(1).row = 2

Grid(1).Text = m1

2）如果測(cè)試的物理量只有一種類(lèi)型，則可以用下面的方法顯示數(shù)據(jù)：

加入兩個(gè)text控件，然后將其text屬性設(shè)置為press1。測(cè)量到物理量則加幾個(gè)text控件。

圖2 程序上位機(jī)界面

程序到此為止就已經(jīng)可以將測(cè)量值顯示在電腦上了，利用VB和PCI-1718數(shù)據(jù)采集卡以及壓力傳感器，筆者成功的為上海天惠汽車(chē)零部件有限公司開(kāi)發(fā)了一套汽車(chē)空調(diào)壓力開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)測(cè)試軟件，并起到了良好的效果。程序的上位機(jī)界面如圖2所示。

剩下的就是調(diào)用Adodc控件來(lái)將這些數(shù)據(jù)存到計(jì)算機(jī)里面，這里沒(méi)有用PCI-1718方面的知識(shí)，所以在此不介紹了。

4 結(jié)束語(yǔ)

PCI-1718在VB中利用的優(yōu)勢(shì)之處是ActiveDAQ控件的利用，它可以省去許多編程中的麻煩的代碼編寫(xiě)，取而代之的是方便的控件引用和屬性的設(shè)置。利用它來(lái)控制繼電器等也很方便。VB的優(yōu)勢(shì)是容易上手，開(kāi)發(fā)快。利用VB和PCI-1718數(shù)據(jù)采集卡，可以方便的進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集。

[1] 李江全, 等. Visual Basic數(shù)據(jù)采集與串口通信測(cè)控應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)[M]. 北京:人民郵電出版社. 2010.

[2] 胡小江, 等. 21天學(xué)通visual basic[M]. 北京: 電子工業(yè)出版社. 2009.

[3] 李長(zhǎng)林. Visual Basic串口通信技術(shù)與典型實(shí)例[M]. 北京: 清華大學(xué)出版社. 2006.

[4] 高春燕, 等. Visual Basic 控件參考大全[M]. 北京: 人民郵電出版社. 2006.