同步控制数据采集系统的设计与实现

尺 和编 码器 输 出信 号 而设 计 的三 轴高 速采 集 卡 。该数 据
采 集 卡 可 以 同 时 采 集 三 路 实 时 信 号 ，采 样 频 率 高 达 ５ ＭＨｚ ，如采 用 １ 分 辨率 的光 栅 尺 ，则 光 栅 尺移 动 速 岬 度 高达 ６ ／。 同时本 卡带 ３轴 同步 Ｉ ｍｓ ｒＬ信号 输入 锁存 控 制线 ，方 便 用 户采集 多轴 数据 。用 户 只需 要将 此 卡插 人
第２ ４卷 第 ３期
２１ ０ １年 ５月
Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔ Ｉ ｎ ｖ ｔ ｎ ｏ ａ ｈｎ ｒ ｖ ｌｐ ｎ ＆ ｎ ｏ ａｉ ｆ ｃ ｉｅ ｙ＆ Ｅｌｃｒ ａ ｒ ｄ ｃｓ ｏ Ｍ ｅｔｃｌ ｏ ｕ ｔ ｉ Ｐ
机 电产 品 开 崖与 崭
Ｖｏ．４． ３ １ ２ ＮＯ． Ｍａ ．０１ ｙ． ２ １
Ｐ Ｃ机 的 Ｐ Ｉ总线 槽 ，通 过 本公 司提 供 的驱 动 软 件 以及 Ｃ ＶＣ ＋ 计 的控 制 面 ．就 可 以通 过 总线 获 得 实 时 三 路光 ＋设 栅尺 或编 码 器 的采集 数 据 。该数 据 采集 卡 可应 用 于数 控
执 行 时 就 将 Ｄ Ｌ文 件 加 载 到应 用 程 序 当 中 ．将 导 人 函 Ｌ
１ 系统 的 硬 件 介 绍
１１ 同步 控制 系统 的工作 原理 ．
本 文设 计 的同步 控制 系统 ，是 基 于不对 称 负载 下 两
收稿 日期 ：２ １ — ３ １ ０ １ ０ —７
作者 简 介 ：黎 小 巨 （９４ ） １８一 ，女 ，广 东雷 州人 ，硕 士研 究 生 ，
助 教 。 主 要 研 究方 向 ：机 电 液 工 程 智 能控 制 、 仿 真 及 应 用 。
数关键字 ＿ ｅｌ ｅ ｄ ｉｐｒ ｄｃ ｐｃ（ｌ ｏ ）函数名等写到应 用程序 ｓ ｌ ｍ ｔ
相应 的头文 件 中 即可 。本 文 开发 的数 据采 集 系统 ．通 过 隐 式 链 接 调 用 ｓ ｏ Ｆｄｌ 中 的 ｓ ０ Ｘ １函 数 。具 ｉＶ ． 库 ｎ ｌ ｉ ＶＦ Ｐ ｆ ｎ 体 过程 如 下 ：① 将 “ｉｏ ．” 和 “ｉｏ Ｆ１ ”拷 贝 到 ｓ ＶＦｈ ｎ ｓ Ｖ ．ｉ ｎ ｂ
加 和调 用 、控 制界 面 设计 、数 据 采集 以及 数 据保 存 等重
要 环节 。
２１ 动态 链接 库 的添加 和调 用 ．
由于 Ｗｉｄ Ｗ 环 境 下 不 支 持 直 接 对 硬 件 的底 层 操 ｎＯＳ
编 写控 制 任务 程序 来 完成 相关 的 通讯 。数据采集卡 的读 取操 见 ）
文 章 编 号 ：１０ — ６ ３ （０ ）０ — ８— ３ ０２ ６７ ２ １ １ ３ １６ ０
同步控 制数据 采集 系统 的设计与实现
黎小巨
（ 莞 理 工 学 院 城 市 学 院 ，广 东 东 莞 ５ ３ ０ ） 东 ２ １６
摘 要 ：介 绍 了基 于 Ｖ ｃ＋＋ 环境 下 同步控 制 系统的数 据采 集 系统设计 原 理 ．阐述 了数据 采 集卡 Ｓ ＤＣ一 ５动 态 链 接 库的 添加 和调 用、数 据采 集控 制界 面设 计 以及 ＯＤＢ Ｃ数 据 源 配置等 过程 ，实现 了数据 的采 集 工作 。该 系统在 数据 的正 确读取 和 快速存 储 方面 ，取得 了较为 令人 满意 的效果 。
工程 文件 夹 下面 ；② 声 明在 程序 中使 用 到的 函数 ，即包
含动 态链 接库 的 头文 件 ，该 函数声 明了所 有 动态链 接 库
机床 的高 速 移 动位 移 的检测 和 反馈 、火花 机 、高速 三 坐
标 测 量机 、编码 器测 量 用 等多方 面 。本 论文 采 用 ＤＳ － Ｃ５ 采 集卡 。主要是 实时采集升 降架左右 两侧光栅 尺的输 出的
ｐ ｉ ｇ ｏ ＤＢＣ ｔ ｏ ｃ ｅ ｅ ｄ ｓ ｒｂ ｄ ｏｓ ｆ Ｏ ｎ ａ ｄ ａ ｓ ｕｒ ｅ ｗ ｒ ｅ ｃ ｅ ．Ｄ ａ ｃ ｕｉ ｔ ｎ ｗａ ｃ ｅ ｄ．Ｔｈ ｓ ｓ ｓ ｅ ｓ ｑ ｉｅ ｓ ｔ ｆ ｃ ｏ ｎ ｄ ｔ ｏ ｃ ｙ ｒ ａ ｉ ｇ ａ ｄ ｉ ａ ｔ ａ ｑ ｓｉ ｓ ａ ｈｉｖｅ ｉｏ ｉ ｙ ｔ ｍ ｉ ｕ ｔ ａ ｓａ ｔ ｒ ｏ ａ ｃ ￣ｅ ｄ ｅ ｄ ｎ ｎ ｉ ｙ ａ
关 的辅 助 电路 组 成 的 。Ｄ Ｐ集 成 控 制板 主要 是 用来 产 生 Ｓ 电动机 控制 指令 信号 和 与计算 机进 行 通讯 等 ：工业 计 算 机 主要 完成该 控 制 系统 的软件 系统 的开发 和对 光栅 采 集 到 的数 据进 行处 理 ；Ｓ Ｃ ５数 据 采集 卡 主要是 读 取和 转 Ｄ 一
位置信号 ，采集 的数据通过工业计算 机保存于数据 库中 。
２ 系统 软 件 的设 计
同步 控制 的数据 采集 系统 ．其 软件 系统 主要 是 采用
上 层 应用 软 件 Ｖ ＋ 开 发 的 。主 要 包括 动 态 链 接库 的添 Ｃ＋
１ ｉ ｂ的路 径 ，然后 点击 Ｏ Ｋ即可 。具体 代码 （ ） 略 。
驱动 轴 的 同步 控 制 。同步 控制 系统 包括 了 同步 控制 的机
械 系统 和同步 控制 系 统 。同步 机械 系统 如 图 １所示 。系 统是 由两 台步 进 电机 提供 动力 ．驱 动两 根滚 珠 丝杆 带 动
升 降架 沿直线 导轨 进行 上 下反 复运 动 ，光栅 尺 实时 监测 升 降 台在 竖 直 方 向上 的 位 置 。 同步 控 制 系统 如 图 ２所
示 ，该 系 统 主 要 由工 业 计 算 机 、Ｔ ３ ０ Ｆ ４ ７集 成 的 ＭＳ ２ Ｌ ２ ０
科 研甚 至人 们现 代化 生活 中一 个不 可缺 少 的环节 。可 靠
的数据 传送 和采 集是数 据采 集 系统 的基 本要 求 ，高效 和
Ｄ Ｐ控 制 板 、Ｊ Ｇ仿 真 器 、Ｓ Ｃ ５数 据 采 集 卡 以及 相 Ｓ Ｉ Ｄ一
ｒｐｄｙ ｓｏ ｎｇ ａ ｉｌ ｔｒ ． ｉ Ｋｅ ｒ ｓ ａ ｔ ｃ ｕｉｔｏ ｙ ｗｏ ｄ ：ｄ ａ ａ ｑ ｓｉ ｎ； ｄ ｎ ｍｉ —ｌ ｂ ａ ； ＶＣ＋＋ ： Ｏ ＤＢＣ ａａｓ ｕｒｅ ｉ ｙ ａ ｃ ｉ ｌ ｒｒ ｎｋ ｉ ｙ ｄ ｔ ｏ ｃ
０ 引言
随着 电子 和计 算机 技 术 的快速 发展 ，和工业 上 的精 密 制造 以及人 们数 字化 生 活步伐 的迅 速 推进 ，数 据采 集 技 术 也得 到 了大 大 的 发展 。数 据 采 集 日益 成 为在 ＿ 、 丁业
关 键 词 ：数 据 采 集 ；动 态链 接 库 ；ＶＣ ＋＋；ＯＤＢＣ 数 据 源 中 图 分 类 号 ：ｒ ２ Ｉ ７ ＇ Ｐ 文 献 标 识 码 ：Ａ ｄ ｉ Ｏ３ ６ ／．ｓ ． ０ — ６ ３２ １ ．３０ ５ ｏ： ．９ ９ｊ ｓｎ１ ２ ６ ７ ．０ １ ． ｌ ｉ ０ ０ ７
２２ 数 据采 集控 制界面 的设 计 ．
数 据 采集 控 制界 面 ．是上 位机 和下 位机 通 讯 的重要 桥 梁 ，也是 操 作者 对数 据 读取 和存 盘 的主要 界 面 。通过 确 定控制 界面 的主要任 务 ，具 体 的菜单在 ｗｎ ｏ ｎＸＰ环 ｉｄｗ ｓ
境 下 ，调用 ＶＣ ＋ 的 Ａ ｔ ｅ ＋中 ｃｉ Ｘ控 件 中 的 ＭＳ ｏ ｍ 控件 ， ｖ Ｃｍ
Ｄｅ ｉ ｎ ａ ｄ Ｉ ｐ ｅ ｅ ｔ ｔ ｎ ｏ ｅ Ｄａ ａ Ａｃ ｕ ｓｔ ｎ Ｓ ｓｅ ｉ ｙ ｃ ｒ ｎ ｕ ｎ ｒ ｌＳ ｓ ｅ ｓｇ ｎ ｍ ｌ ｍ ｎ ａ ｉ ｆｔ ｔ ｑ ｉｉ ｏ ｙ ｔ ｍ ｎ Ｓ ｎ ｈ ｏ ｏ ｓ Ｃｏ ｔ ｏ ｙ ｔ ｍ ｏ ｈ ｉ
中的函数 ，如下所示 ：＃ ｃ ｄ “ｉ ｖ ． ； 将动态 ｉ ｌ ｅ ｓ ０ Ｆｈ ③ ｎｕ ｎ ”
链 接 库 的导 入库 ｆｎＶ ． ｂ 工程 模 块 中 ：单 击 Ｐｏ ｓ ｏ Ｆ１ ）到 ｉ ｉ ｒ —
ｉ ｔ＞ ｅｔ ｇ ｅ 一 Ｓ ｔｎ ｓ弹出 Ｐ ｅｔ ｅｔ ｇ ｃ ｉ ｍｉｃ Ｓ ｔｎ ｓ对话 框 ，选 择 Ｌｎ ｉ ｉｋ属 性 页在 其 中 的 Ｏ ｊｃ／ｉｒｒ ｄ ｌｓ 里 输 入 ｓ ｏ ｂｅｔｌ ａ ｍｏ ｕｅ 框 ｂ ｙ ｉ ＶＦ． ｎ
可 靠 的数据 采集 是实 现精 密控 制 的重 要前 提 。 目前 ，大 多数 的数 据采集 是借 助于 传感 器技 术 、控 制技术 以及 数
据 库 技 术 得 以 实 现 。本 文 设 计 的 同 步 控 制 系 统 的 数 据 采
集 系 统 ，是 基 于 Ｐ Ｉ 线 技 术 的数 据 采 集 系统 。通 过 Ｃ 总 Ｖ ＋ 件 、Ｓ 一 Ｃ＋ 软 ＤＣ ５数 据 采 集 卡 、Ｄ Ｐ控 制器 以及 数 据 Ｓ
换 光栅 尺采 集 到升 降 台的位 移信 号 。该控 制 系统 主要 任
务 是完 成对 两 台步 进 电机 的控制 ，实 时采 集升 降 台 的位
库 ，该 数据 采集 系统 实现 了对 同步 控制 系 统 的同步控 制
轴 相关 物理 数据 的采 集 ，为同步 控制 奠定 了重要 基础 。
Ｌ ａ一 ＩＸｉｏ 血
（ ｔ ｌ ｇ ｆ ｎ ｇ ａ ｉｅｓ ｆ ｃ ｎ ｌｇ ，Ｄｏ ｇ ｕｎ Ｇｕｎ ｄ ｎ ５ ３ ０ Ｃｉ Ｃｏｌ ｅｏ Ｄｏ ｇ ｕｎＵｎｖ ｒｔ ｏ Ｔｅｈ ｏｏ ｙ ｙ ｅ ｉ ｙ ｎ ｇ ａ ａ ｇ ｏ ｇ ２ １６，Ｃ ｉａ ｈｎ ）
Ａｂｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈｅｄｅｉｎ ｐ ｎｃｐｅ ｏ ａａａ ｑ ｓ ｏ ｓｓｅ ｏ ｃ ｏ ｏｕ ｏｎ ｒｌｓｓｅ ｂａｅ ｓｇ ｒ ｉｌ ｆｄ ｔ ｃ ｕｉｔ ｎ ｙ ｔｍ ｆｓ ｈｒ ｎ ｓｃ ｔｏ ｙ ｔｍ ｓｄ ｏｎ ＶＣ ＋＋ ｅ ｖｉｏ ｍ ｅ ｔｗ ａ ｎ ｒ ｕ ｅ ｉ ｉ ｉ ｙｎ ｎ ｒｎ ｎ ｓｉ ｔｏｄ ｃ ｄ．Ｔｈｅ ｐ ｏ ｅｓｓｏ ｄ ｉ ｎｄ ｃ ｌｎｇｔ ｅ ｄ ｎ ｍｉ—ｌ ｋ ｌ ａｙ ｏｆｔ ａ ｃ ｕｓｔｏ ａｄ Ｓ Ｃ 一５ ｒ ｃ ｓｅ ｆａ ｄｎｇ ａ ａｌ ｈ ｙ ａ ｃ ｉ ｉ ｒ ｉ ｎ ｂｒ ｈｅ ｄ ｔ ａ ｑ ｉｉ ｎ ｃｒ Ｄ ａ ｉ ，ｄｅｉ ｉｇ ｏ ｔ ｏ ｅ ｆ ｇ ｉ ｔｒａ ｅ ａ ｄ ｄｓ ｓｇ ｎ ｆｄ ａ ｃ ｎ ｃ ｎ ｎｅ ｆｃ ， ｎ ｉ ｎ ａ ｉ —
ｓ ｃ ｏ ｙｎ ｈｒ ｎｏｕ ｏｎｔｏｌｓ ｔ ｍ ｓｃ ｒ ｙｓｅ
已发表 论 文 三篇 。
１６ ８
・
数 控 机床 世 界 ・
移 量并 进行 反 馈控 制 处理 ，实 现 升 降台 两根 驱动 轴 的 同
步 驱动 。
导 出 函数功 能 的．Ｐ Ｃ Ｐ文件 ，就可 以对数 据采 集 卡进 行数
图 １ 同步 机械 系统原 理 图
Ｆ ｇ １ ｃ ｅ ｔｃｄ ａ ｒ ｍ ｆ ｉ ． Ｓ ｈ ｍａ ｉ ｉ ｇ ａ ｏ
ｓ ｎｃ ｏｎ ｙ ｈｒ ｏｕｓｍ ｅ ｈａ ｉ ｙｓｅ ｃ ｎｃｓ ｔｍ
图 ２同步 控制 系统原 理 图
Ｆ ｇ２ Ｓ ｈ ｍａ ｉ ｉ ｇ ａ ｏ ｉ ． ｃ ｅ ｔｃｄ ａ ｒ ｍ ｆ
据 读取 。 动 态链 接库 的添加 和调 用 ，一 般有 两种 方法 ：一 种 是 显性 的调 用 ，另一 种 是 隐性调 用 。 由于显 性调 用 比较 麻烦 ，本 文 采取 了隐性 调用 。隐性调 用 就是 在程 序 开始
１２ 数 据采 集 系统的硬 件 介绍 ．
本 文 采 用 的 Ｓ Ｃ ５数 据 采 集 卡 ．是 专 门针 对 光 栅 Ｄ一