如何缩短设计周期并节省设计费用?--常见自动化设计方案比较

     对于一个自动化系统的开发,可以使用的开发平台有很多。常见的思路有以下几种:1、以单片机、DSP 等嵌入式可编程芯片为核心的控制系统。2、以采集卡为核心的控制系统。3、以PLC 为核心的控制系统。下面,我们就来比较一下各方案的优劣,从而为我们今后设计自动化系统提供参考。

     1、微处理器为核心的控制系统


      以微处理器为核心的控制系统的硬件主要包括信号调理电路、转换器、处理器电路、通信接口电路以及电源电路的设计。而软件方面主要包括处理器嵌入式程序、通信协议以及人机界面程序(有上位机的情况)。下图所示是该控制系统的一般结构。

 image.png

       对于这个方案,是最底层也是最复杂的解决方案。我们首先需要设计硬件电路,经历制作样板的过程。这一过程少则十天半个月,如遇到问题重做则花费的时间更长。接下来需要编写程序,程序分为嵌入式程序和上位机程序两部分。编写程序的时间长短跟系统要求及程序员经验相关。嵌入式程序通常是C 语言编写,上位机程序可选的编程语言比较多,流行的有C++,Labview,LabWindows,VB 等等。其中Labview 相对较为简单。程序编写完成后还需要软硬件的联调以及上位机与单片机程序的联调。这些工作既耗时又好力。如今的人力成本越来越大,整个方案的成本可以说都花费在人力资源上,同时系统的开发还需要漫长的周期。

     2、采集卡为核心的控制系统


       这个方案减少了设计工作量。采集卡是包含了A/D、D/A 转换电路及通信接口的硬件。同时,不少采集卡还具有PWM,IO 接口等功能,可以适应更宽范围的应用场合。如果传感器选型与采集卡选型合适,甚至不需要信号调理电路,这大大节省了硬件设计与调试的时间。

       同时,采集卡具有开发完成的嵌入式程序,连接电源即可使用。因此,使用采集卡也减少了程序开发的任务。采集卡附带的各功能软件均留有程序接口,可以快速的调用组建个性化的应用。程序员只需要将范例程序添加到自己的程序中就可以快速的开发出自己的人机界面程序,这样既能减少调试工作又可以减少开发时间。

                                             

   image.png

   总之,相对于单片机方案使用采集卡作为核心简化了硬件设计以及软件编写。当然,在以前如果使用采集卡的方案,主要是批量生产的成本太高,比如用NI、研华的数据采集卡,单价基本上万元的价格,对于多数重视成本的用户还是会选择前面的方案,自己开发自己的采集系统。不过目前国产的采集卡价格已经十分低廉了,一般功能的采集卡价格才几百元,相较于投入较大的人工成本,采用采集卡开发控制系统优势明显,有助于我们快速研发和控制成本,即使用户自己开发的采集系统,生产调试管理下来的费用也难低于直接使用现有的数据采集卡的费用低。

3PLC为核心的控制系统

PLC主要适用于稳定性要求特别高,且速度较低的控制系统中,应用场景十分有限。另外,PLC的价格相较前两种方案更高,因此除特殊领域外,不推荐使用这种方案。

最后,向大家介绍两款高性价比的采集卡:

HK-USB-V12数据采集卡(购买链接

AD:12位精度,单通道100KHz采样率,16通道,多量程可选

IO:16通道,5V电平

DA:12位精度,2通道,10V量程

附加功能:PWM测量,PWM输出,32位计数器

image.png

HK-USB-V53数据采集卡购买链接

AD:16位精度,200KHz采样率,4通道同步采集,多量程可选

IO:32通道,5V电平

DA:12位精度,2通道,10V量程

附加功能:2通道PWM测量,2通道PWM输出


Copyright © 2020 郑州恒凯电子科技有限公司 版权所有 豫ICP备16033163号-1

购买正版,获取技术支持请联系,网先生(www.wangsir.cn)&壹网(www.0001w.com)