隨著武器裝備的不斷升級換代，性能的不斷進步，對維修后試驗技術的要求也不斷進步。新近幾年裝備部隊的主戰(zhàn)坦克火控系統(tǒng)對維修后的試驗要求相當嚴格，現(xiàn)行的試驗手段多為手工操縱，自動化程度低，精確度很差，新型坦克炮控系統(tǒng)試驗平臺的開發(fā)正是基于這一背景提出的，本文介紹了該平臺的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的開發(fā)技術。

    1、 硬件系統(tǒng)設計

    1-1、被測參數(shù)分析

    按照有關規(guī)定，對維修后的坦克炮控系統(tǒng)需要進行靜態(tài)參數(shù)和動態(tài)參數(shù)的檢測。需檢測的靜態(tài)參數(shù)共有94路±15V范圍的電壓信號，動態(tài)參數(shù)有位移、拉力、壓力、轉速、漂移等12路信號，位移、拉力信號為標準傳感器輸出信號，范圍為±5V和0-5V，轉速和漂移信號為陀螺儀組輸出的檢查信號，為±15V的電壓信號。另外，為了丈量位移和拉力，需要使用液壓元件以及電磁鐵作為執(zhí)行元件進行相應的操縱，故需進行相應的控制。

    1-2、數(shù)據(jù)采集卡

    數(shù)據(jù)采集卡的選擇是硬件系統(tǒng)建設的關鍵，基于性能的穩(wěn)定性和性價比的原因，選用了研華的ISA總線產(chǎn)品。根據(jù)需要，使用了3塊PCL813B和1塊PCL818H。這兩款板卡都可支持雙極性±5V的輸進范圍，我們另制作了一塊外圍端子板將±15V的電壓轉換為±5V[2-3]。

    PCL813B具有32路單端隔離模擬量輸進，本應用中使用它采集94路靜態(tài)電壓信號。它采用了12位分辨率A/D轉換器AD574，轉換時間為25μs,數(shù)據(jù)傳送速率達25Kbps，輸進范圍為雙極性±5V、±2.5V、±1.25V和±0.625V，單極性為0～10V、0～5V、0～2.5V和0～1.25V，A/D轉換觸發(fā)方式為軟件觸發(fā)。

    PCL-818H是一款多功能采集卡，本應用中使用它采集動態(tài)信號及控制液壓閥和電磁鐵。它提供了5個最為常用的丈量和控制功能:12位的A/D轉換,D/A轉換,數(shù)字輸進,數(shù)字輸出和計時器/計數(shù)器。它的特點是:

    （1） 16路（單）或8路（雙）差分模擬量輸進;

    （2） 12位模數(shù)轉換,100KHZ的采樣頻率;

    （3） 16路數(shù)字輸進和輸出;

    （4） 可通過軟件改變增益的值;

    （5） 軟件可選擇邏輯輸進范圍（雙極性）。

    兩塊板卡使用方法基本相同，由于篇幅限制，下面僅以818H對模擬量的輸進采集為例先容采集卡的使用。

    編寫PCL-818H的程序的關鍵是使用板卡上的16個寄存器。它需要16個連續(xù)的PC機I/O空間地址,每個口地址與采集板內的寄存器相對應。每個寄存器的地址是通過指定到板卡基地址的偏移量。例如,BASE+0是這個板卡的基地址,并且BASE+7表示基地址+7個字節(jié)。假如板卡的基地址是300h,則BASE+7寄存器的地址就是307h,結果見表1。

         　　表1、 寄存器的作用及相應的I/O端口地址

    PCL-818H模擬輸進的16個端口,可以構成16個單端輸進或者8對差分輸進，輸進通道的工作方式利用跳線設置，軟件控制對一個或多個通道的操縱。輸進信號經(jīng)放大電路后,由一個逐次逼近式A/D轉換為12位數(shù)字信號。

    PCL-818H提供了軟件、時鐘步進和外部信號3種觸發(fā)方式。軟件觸發(fā)的觸發(fā)器是由軟件控制的,當在軟件寄存器中寫進數(shù)值后,啟動A/D轉換,這種方式適用于低速A/D轉換。時鐘步進觸發(fā)適用于轉換速度要求很高的系統(tǒng)，PCL-818H提供的8254定時/計數(shù)器用來為A/D提供一個固定觸起源，計數(shù)器1和計數(shù)器2級聯(lián)在一起提供了一個周期精確的觸發(fā)脈沖，非常適合于需要固定且精確的采樣頻率的系統(tǒng)。把外部觸發(fā)信號接在CN3的35腳,可以實現(xiàn)外部觸發(fā)，適用于不需要周期采樣的系統(tǒng)，外部信號的上升沿啟動A/D轉換。根據(jù)該系統(tǒng)的需要,我們選擇了軟件觸發(fā)方式。

    1-3、工控機的選擇

    工控機（IPC）是一種具備特殊性能的計算機，能在惡劣的產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下,保證系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運行,并能承受環(huán)境中的高（低）溫、沖擊、振動、電磁干擾、濕潤、粉塵等不利因素[4]。考慮到軍用的特殊性，我們選擇了車載使用方便的產(chǎn)業(yè)便攜機，型號為華北工控的REPC-815,該機具有8槽PCI/ISA擴展能力，液晶屏可360℃旋轉，具有防暴功能。

系統(tǒng)結構圖

    2、軟件系統(tǒng)的設計

    系統(tǒng)的軟件設計采用了VB6.0，VB6.0以其易學、高效、功能強大以及所開發(fā)的系統(tǒng)界面友好等特點受到了眾多用戶的歡迎,在數(shù)據(jù)采集和產(chǎn)業(yè)控制領域得到了廣泛應用。本系統(tǒng)的軟件部分主要有數(shù)據(jù)采集處理和數(shù)據(jù)治理兩部分組成，實現(xiàn)的功能有數(shù)據(jù)采集的控制、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)的治理以及試驗報告的輸出。下面給出了數(shù)據(jù)采集和存儲兩個關鍵環(huán)節(jié)的代碼。

    2-1、模擬電壓的讀取

    VB固然易學且功能強大，但也有其自身的弱點，比如對硬件的直接訪問僅靠VB自身是無法解決的。但是它可以通過調用板卡提供的驅動函數(shù)，實現(xiàn)對I/O的訪問和控制，而且支持事件驅動，這樣就使VB可以很方便地編制數(shù)據(jù)采集軟件[5]。

    在Windows環(huán)境下調用驅動程序,需要在工程中添加一個模塊Driver.bas,模塊中定義了PCL-818H的所有常量,全局變量,函數(shù),數(shù)據(jù)結構,狀態(tài)代碼和消息。可以直接在程序中調用文件中定義的這些量實現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀取。在Driver.bas文件的最后定義了很多API函數(shù),但都不是私有的,工程里的所有窗體都可以調用這些函數(shù)。模擬值的讀取分為如下5步：

    （1）、打開設備

    ErrCde=DRV_DeviceOpen（0,DeviceHandle）

    假如ErrCde為0表示成功，否則返回錯誤信息。

    （2）、配置輸進通道范圍

    lpAIConfig.DasChan=int Channel ‘設置通道

    lpAIConfig.DasGain=0 ‘設置增益為0

    ErrCde=DRV_AIConfig（DeviceHandle,lpAIConfig）

    （3）、讀取電壓值IConfig）

    AiVolIn.chan=lpAIConfig.DasChan ‘電壓輸進通道

    AiVolIn.Gain=lpAIConfig.DasGain ‘電壓輸進增益

    AiVolIn.TrigMode=AiCtrMode ‘觸發(fā)模式

    AiVolIn.voltage=DRV_GetAddress（voltage） ‘讀進電壓值

    ErrCde=DRV_AIVotageIn（DeviceHandle,AivolIn）

    （4）、返回值

    fnGetValue=voltage

    （5）、封閉設備

    ErrCde=DRV_DeviceClose（DeviceHandle）

    2-2、數(shù)據(jù)庫的訪問

    VB6.0提供了相當強的數(shù)據(jù)庫存儲能力,可以直接支持Microsorft Access數(shù)據(jù)庫[6].VB在單機環(huán)境訪問數(shù)據(jù)庫的技術有DAO和ADO，既可用控件也可用代碼編程實現(xiàn)。本應用中利用控件并分歧適，故采用了比較靈活的ADO代碼編程方法。假定在C:\mydatabase\mydata.mdb數(shù)據(jù)庫中存在”pkxt”表格，name、testdata、giveddata、conclusion是其字段名，界面中幾個Text文本框中顯示了試驗數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)寫進數(shù)據(jù)庫的代碼如下：

    Private Sub Form_Load（） ‘ 窗體裝載事件

    Dim strSQL As String

    Set cn = New ADODB.Connection ‘建立新的連接

    cn.Provider = "microsoft.jet.oledb.3.51" ‘ 數(shù)據(jù)庫引擎

    cn.ConnectionString = "C:\mydatabase\mydata.mdb" ‘數(shù)據(jù)庫路徑

    cn.Open ‘打開連接

    Set adors = New ADODB.Recordset ‘打開“pkxt”表的一個記錄集

    adors.LockType = adLockOptimistic

    strSQL = "select ＊" & "from pkxt"

    adors.Source = strSQL

    Set adors.ActiveConnection = cn

    adors.Open

    adors.AddNew

    End Sub

    Private Sub Form_Unload（Cancel As Integer） ‘卸載窗體事件

    cn.Close ‘封閉連接

    End Sub

    ‘在“保存“按鈕的單擊事件中將界面中的數(shù)據(jù)寫進記錄集

    Private Sub Command1_Click（）

    adors.Fields（"name"） = Text1.Text ‘檢測項目名稱

    adors.Fields（"testdata"） = Val（Text2.Text） ‘檢測值

    adors.Fields（"giveddata"） = Val（Text3.Text） ‘給定的指標值

    adors.Fields（"conclusion"） = Text4.Text ‘檢測結論

    adors.Update

    adors.Close

    End Sub

    2-3、報表輸出

    對報表的輸出，VB6.0提供了很多方法，其中DataReport設計器和Printer對象方法特點鮮明。利用Printer對象方法需要編寫較多的代碼，但極具靈活性;DataReport設計器是VB6.0新增的功能，它只提供了最基本的功能，但具有非常易用的特點。由于本系統(tǒng)數(shù)據(jù)比較簡單，所以使用了DataReport設計器實現(xiàn)試驗報告的輸出。

    3、結論

    經(jīng)過反復調試,我們開發(fā)的基于VB的工控機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實現(xiàn)了預期的各項功能，達到了各項技術指標要求。該系統(tǒng)在我軍某坦克中修單位使用了近半年,界面友好，功能豐富，運行可靠，有著較高的推廣應用價值，并且對其它行業(yè)多參數(shù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有參考價值。