PCI-1715U板卡在制冷压缩机PV测试系统中的应用

　　0 引言

　　随着计算机技术的不断发展，计算机控制在工业控制领域占的比例越来越重要。尤其在实时监控和高速数据采集系统中，计算机控制是不可缺少的。在下位机系统中，若使用单片机控制，不但系统实现繁琐，而且硬件故障较多，给程序调试带来了很大的困难; 在高速采集系统中，若采样速率达不到要求，可能导致数据丢失，进而影响检测精度[3]。通过高速数据采集卡，可以将采集获取的数据传输到工控机中，利用计算机强大的分析处理能力来提测试系统的精度。PCI-1715U 是 Advantech( 研华) 公司推出的一款带有 PCI 总线的隔离保护的高速模拟输入卡，可应用于高精度测试系统中。

　　1 测试系统的总体方案设计

　　该文介绍的测试系统用于采集小型冰箱全封闭制冷压缩机压力信号和活塞位移信号，通过数据处理、软件编程，实现压缩机 PV 指示图绘制。

　　由于被测对象———小型制冷压缩机的转速在3 000 ～4 000 r / min 之间，压力信号频率为 50 ～ 70 Hz，但是为了更精确地取得压力值，数据采集卡的采样速率应大于 50 KS/s。另外，在排气阀开启瞬间，系统需要测试的气缸内部压力脉动属于高频信号，因此系统采用研华 PCI - 1715U 高速数据采集板卡，采样速率可达 500 KS/s。相应地，系统选用上海雁桦电子有限公司生产的 GY403 型微型压力传感器，测量气缸内部、吸气阀、排气阀三处的压力值，其频率响应达 10 kHz。同时选用欧姆龙 E6B2 - CWZ6C型( 分辨率为 2 000 P/R) 增量式旋转编码器测量曲轴转过的角度，进而计算压缩机活塞位移。

　　系统采用研华 PCI - 1715U 高速数据采集板卡，确保系统能高速采集、处理数据，进而精确绘制PV 图。该压缩机 PV 图测试系统以 PCI - 1715U 为硬件平台，通过 PCI 总线与工控机相连，利用研华工控机的内存作为采样数据的缓冲存储器，借助研华32 位 DLL 驱动程序提供的接口，采用 Borland Del-phi 7. 0 语言编程，实现对板卡的硬件控制，主要完成压力、位移信号高速采集、传输及存储。系统结构如图 1 所示。

　　2 PCI - 1715U 板卡功能特点和采集原理

　　2. 1 功能特点

　　PCI - 1715U 是一款带有 2 500 VDC 的隔离保护的 12 位分辨率高速模拟量输入卡，适用于各种测试领域。其具体特征如下[1]:

　　1) 32 路单端或 16 路差分模拟量输入，或采用单端和差分输入的不同组合方式来完成多通道采样;

　　2) 各输入通道的增益可独立设置，输入范围包括 0 ～10 V，0 ～ 5 V 等。用户可以通过软件选择最合适被测信号的电压范围，各通道增益可独立编程;