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數據采集器 型號:LF18-LabJack U12

庫號：M393466   查看hh

USB 數據采集控制器簡介
LabJack U12 是一個多功能 USB 數據采集控制器，它在同類產品中高。 具有 8 個模擬輸入通道，2 個模擬輸出通道和 20 個可編程數字輸入輸出通道。 它已被廣泛地應用于實驗/試驗設備、自動測試設備、及其它 PC-Based 系統中。 是一個理想的 OEM 部件。
它還越來越多地應用于工業過程控制中。由它組成的 PC-Based 系統有所有 PC-Based 系統所固有的優點，如系統開發周期短，系統變更容易，用戶界面漂 亮、易操作，可以進行過程監視、報警、記錄、打印，可以利用的計算能 力實現各種 PLC 無法實現的控制算法來進行復雜的過程控制，以及其他等等優 點。結合本公司為其配置了其它各種外圍設備和組態軟件，系統開發更為簡單、 快速，其應用場合更加廣泛。

本文將介紹以 LabJack U12 組成的控制系統以及所需要注意的方面，在其基礎上 介紹如何擴展系統的規模和需要的模塊，然后著重介紹如何使用冗余來提高 系統的運行可靠性。

系統的組成
2.1 單個 LabJack U12 系統
一些簡單的控制系統只需要一個 LabJack U12。其系統組成如圖 1 所示。其中 U12
由通過 USB 供電，所有的輸入輸出口都可以在 U12 本身和 CB25 板上接入和接出。這樣的系統十分簡單，被大多數 OEM 設備所采用。
USB數據采集卡,Labjack U12 在工業控制中的用
圖 1：單個 LabJack U12 系統

2.2 系統擴展
對于大多數工控系統來說，單個 LabJack U12 的輸入輸出口是不夠的，因此系統 需要進行擴展。使用 USB 集線器可以十分方便地把整個系統擴展到一個很龐大 的系統。一臺可以連接多達 80 臺 LabJack U12，USB 的集線器可以一層 層地級。系統的擴展拓撲圖如圖 2 所示。如果所使用的 USB 集線器是 1 出 4 的，擴展后的系統就可以連接 16 個 LabJack U12。如果是 1 出 8 的集線器，那么 擴展后的系統會有 64 個 LabJack U12。
USB數據采集卡,Labjack U12 在工業控制中的用

圖 2：系統擴展拓撲圖

2.3 數字口的驅動模塊
在工控系統中，數字輸出常常用來控制繼電器或中間繼電器，而中間繼電器再控 制接觸器以控制電氣設備。LabJack U12 的數字口輸出驅動能力有限，只能驅動 TTL 門電路或 LED，無法直接驅動繼電器線圈；而且其輸出的電平是 5V 和工控 上常用的 24V 不兼容。因此數字輸出需要接到一個驅動模塊 OD25。

OD25 和 LabJack U12 的連接主要是通過一根 DB25 線。它為 LabJack U12 所有 的數字口提供了驅動，驅動電壓可達 50V，驅動電流可達 500 毫安，可同時直接驅動多個繼電器（如果有必要的話）。因此 OD25 在工控系統中一般是* 的。

OD25 還提供了其它模塊和 LabJack U12 的連接。一般來說它的另一個 DB25 插 座連接到 CB25 或 OI25，作為數字輸入的接線板。當數字輸入為高時，OD25 上 的相應數字位的 LED 會點亮，該 LED 顯示在系統調試和程序調試中十分有用。 使用 OD25 的系統如圖 3 所示。
USB數據采集卡,Labjack U12 在工業控制中的用

圖 3：使用數字驅動模塊的系統簡圖

2.4 CB25 和 OI25 模塊
CB25 只是一個接線板，提供了 D0-D15 的數字口的接線柱，數字口的輸入輸出 方向是由軟件決定的，因此如果數字輸入口不需要隔離的話，用 CB25 即可。

OI25 是數字輸入口光電隔離模塊。光電隔離的應用情況比較復雜，采用怎樣的 隔離*取決于信號的來源（如是否有被雷擊的危險，是否來自不同的電系統）、 信號的性質（交流或直流），以及系統在這方面的要求。而且必須指出的是如果 采用隔離，必須對整個系統進行考慮，而不該僅僅考慮數字口的隔離，如 485 通訊口是否有隔離，模擬信號是否有隔離等等。在這方面常常存在一些誤區，但 在這里我們就不做詳細說明了。下面我們僅介紹不需要隔離的系統應用，但這并 不說明 LabJack 組成的系統在隔離方面有任何問題或不方便之處。其實和其他任 何系統都一樣，需要隔離的系統要增加隔離模塊，系統的成本會隨之大幅增加。
2.5 其它設備的使用
在工控系統中常有其它設備，如變頻器和其他儀表。它們和的連接大多數 是通過 485 接口的，是獨立于 LabJack U12 之外的。PC-Based 系統在結構上是單 個處理器的，即所有的數據處理和控制都依賴于 PC 上的處理器，因此在某些對 象的控制上需要引入 DCS 系統的概念，即局部控制采用單獨的儀表。實時的控 制由儀表或控制器來完成，而 PC 只是在宏觀上調整儀表的參數、控制目標值等。

LabJack U12 上有計數器，可以用來檢測頻率信號。如果有許多頻率信號，可以 采用頻率-電壓變換電路，輸出到模擬輸入口上。對于旋轉編碼器的信號，可以使用儀表，也可以采用本公司的 DSS-FC2 模塊。該模塊利用聲卡的處理器， 對 PC 的主 CPU 負擔極小，因此效率較高。