大学生科技创新训练计划项目申报书-数据采集.docVIP

重庆科技学院 大学生科技创新训练计划项目 申 报 书 项目名称： 负责人： 参加人： 所在单位： 指导教师： 联系电话： 申请时间： 2011-05-18 项目名称 姓名 院（系） 班级 专业 学号 电话 E-mail 人 参 加 人 指导教师1 姓名 职称 单位 电话 E-mail MEZ11@163.com 指导教师2 姓名 职称 电话 E-mail 本人刘伟，电子信息工程学院自动化普本06学生，是一个热衷于科技创新、对学习充满无比热情的大学生。现已完成了电机拖动、单片机、电力电子技术、自动检测等相关课程的学习。对电机拖动的工作原理、故障分析和检测、传感技术以及单片机应用等方面具有一定的经验和能力。 曾独立完成了电机拖动的相关实验和单片机系统实现多功能电子秒表的设计，目前参加了第十一届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛，在项目团队中担任小组负责人，并以校级第一的成绩参加重庆赛区的评比。 项目背景及 研究意义 由于PLC技术具有对生产现场适应性极强、工作可靠、编程调试修改极其方便灵活等优点,广泛应用于机械、电子、纺织等行业,显示出了非凡的优越性,在工业自动化领域得到了越来越广泛的应用。在工业控制过程中,往往需要一些开关量信号输入和模拟量信号的测量,并据此产生PLC 控制系统的模拟量采集存在几个问题: PLC 标准配置的模拟量扩展模块输入通道少、价格昂贵;不同类型的模拟量信号需要扩展专用模块; 市场上一些通用的模拟量采集板一般采用RS-232 或者RS-485 接口，协议多采用MODBUS 标准协议。PLC 的串口资源少，主要用于组网以及与HMI通信。所以，通用模拟量采集板的缺点是: 占用PLC 的串口; RS-232 通信系统共模干扰严重，抗干扰性弱; RS-485 接口布线要求非常严格; MODBUS协议的实现相对复杂，对于单纯的数据采集功能来说，不够简便。 针对这一情况，本项目旨在设计一款专用的模拟量采集模块，与PLC配套使用，能够采集10路模拟量信号（温度，标准电流，标准电压）。这种模块将模拟量采集的成本降低到不足原来的1/3。对于一个PLC系统集成方案来说可以很好地兼顾保证产品质量和控制成本两方面的要求。 研究目标研究内容和 拟解决的关键问题 研究内容： 设计一个基于单片机的模拟量采集的小型系统，负责将各种模拟量转化为双方约定的数据格式，并单向传输至PLC的DI(开关量输入)线。PLC记录DI的变化并由此获取数据。接收方不对数据发送方提供控制或反馈。 研究目标： 设计一款专用的模拟量采集模块，能够采集10路模拟量信号（温度，标准电流，标准电压）。通过一定的通信方式与PLC配套使用。 拟解决的关键问题S7-200的接口方式 模拟量采集模块与S7-200的接口线包括时钟线和数据线两种, 均由模拟量采集模块发出。时钟线提供收发双方的同步信号,数据线将模块的串行数据依次逐位输出。 本项目的创新之处 本系统采用单片机作为主控芯片， 能够采集4 路电流、4 路电压和2 路温度，不占用PLC的串口，只占用PLC 的3 个高速I /O 口实现数据通信，抗干扰能力强，布线要求低，并设计应用了一种简单实用的通信协议。该模块可应用于具有至少3点高速输入接口的PLC 控制系统，具有一定的通用性。 2）具有量程校零功能。 3) 作为PLC的一个模拟量扩展模块，可以大大降低硬件成本。 研究计划 预期研究成果 拟申请经费及经费预算 预计 工作量 指导教师每周投入 学时，学生每周投入 学时，共 周 指导教师 意见 指导教师签字：　　　　　　　年　　月　　日 所在院系 意见 负责人签字： 　（公章）　年　　月　　日 学校 专家评审 意见 组长签字： 　　　　年　　月　　日 意 见 负责