便携数据采集系统 V1.0 - 用户操作手册

1. 系统概述

​ 本系统是一套基于工业级HMI（人机界面）的多功能数据采集与控制平台。系统通过高效的Modbus RTU（RS485）协议，与多个外部硬件模块进行通信，实现对模拟量信号、多通道温度以及高速脉冲信号的实时监控、计算和显示，并具备灵活的手动与自动继电器控制能力。

核心硬件集成：

• 多功能AIO模块 (从站1): 负责4路模拟量信号输入和2路继电器输出。
• 2通道温度采集模块 (从站2): 负责最多4路PT100/PT1000温度传感器的数据采集。
• 高速脉冲采集模块 (从站3): 负责2路增量式脉冲信号的硬件计数，用于流量、转速或1路角度测量。

本手册将详细介绍系统的各项功能、操作方法、性能特点及注意事项。

1.2 布局介绍

序号	名称	说明
1	供电口	DC12V
2	电源开关	系统总开关
3	电池电量显示
4	GX20-12P 航插	航插定义见4.6
5	GX20-10P 航插	航插定义见4.6
6	触摸屏	/

2. 系统核心特性

• 实时数据显示: 清晰直观地展示所有关键数据；

• 全参数化配置: 所有传感器的量程、类型、名称、单位，以及继电器的控制参数和脉冲K系数均可在界面上自由设定，且修改后立即生效，无需重启。

• 智能轮询机制: 系统能自动识别当前操作界面，按需轮询相关设备。例如，在主界面时，系统会集中资源高速刷新模拟量和温度；当切换到脉冲界面时，则会全力刷新流量和转速，极大地提高了数据响应速度和总线效率。

• 灵活的继电器控制: 支持手动即时控制，以及可设定次数、开/关时间的全自动循环控制。

• 精准的脉冲处理: 集成了专业的脉冲采集算法，包含计数器翻转（溢出）处理和动态加权平均滤波，确保在各种工况下都能提供稳定、准确的流量和转速读数。

• 动态曲线监控: 支持实时数据曲线的绘制，并允许用户在运行时动态调整Y轴的显示范围，方便观察数据细节。

3.主要参数

型号：PFT4A-2S-2P

外形尺寸：305X295X130 mm

重量: 2.39 kg

供电：DC24V

功率：约5W

可选：电池：12V DC 6000mah

输出：12V DC

触摸屏尺寸：7寸

3.1模拟量采集

模拟量采集：4路

响应时间：200ms

采集精度：±0.1%

模拟量支持信号：

电压信号	电流信号
0-10V；1-5V；0-5V;0.5-4.5V;1-4.8V	0-20mA; 4-20mA

注意：

电压和电流信号切换使用时，需要手动箱体内部硬件开关，按照标签箭头方向选择。

默认配置：通道1、2为电压信号，通道3，4为电流信号

曲线显示： 采集最小分辨率100ms

3.2 继电器控制

继电器数量：3组

继电器能力：250VAC 5A

控制方式：手动 / 定时循环

3.3 热电阻采集

热电阻类型：PT100、PT1000

热电阻采集：2路

**注意: **

2路全部是PT100或2路全部为PT1000

3.4脉冲信号采集

脉冲计数采集：2路

角度采集：1路 （编码器AB相）

注意：

计数采集和角度采集不能同时使用。

硬件采集频率最大：40KHz

巡查时间：1s

角度测量：0-360°循环 或 增量式 显示

4. 界面与功能详解

4.1 主界面 (数据采集系统)

这是系统的核心监控页面，集中展示了最关键的实时数据。

• 模拟量显示区: 顶部展示4个模拟量通道的当前物理量值、名称和单位。支持模拟量类型：0-10V;0-20mA;1-4.8V;1-5V;0-5V;0.5-4.5V;4-20mA;

• 温度显示区: 左下区域展示最多4个温度通道的实时温度值。支持PT100和PT1000

• 继电器手动控制区: 右下区域展示最多3个继电器的手动控制面板。

  • 点击 A-B 按钮可直接切换对应继电器的开关状态。
  • 0 / 10 指示灯实时显示继电器自动循环的设置状态（0=已开关次数, 10=循环的总次数设置）。

4.2 模拟量参数设置界面

本页面用于配置所有模拟量和温度传感器的核心参数。

• 用法:

  • name: 点击文本框可输入自定义的传感器名称（如“入口压力”）。

  • type: 点击下拉框选择传感器的实际信号类型（如0-10V, 4-20mA等）。系统会根据您的选择自动配置硬件模块。

  • L_limit / H_limit: 点击数字框输入传感器对应的物理量程下限和上限。

  • unit: 点击文本框可输入自定义的物理量单位。仅用于首页文本内容显示。

  • sensor4 alarm 是一个报警功能，当数值大于设置值后，首页数值为红色闪烁提醒功能，仅通道4支持该功能。

    

• **重要提醒: **按照默认参数使用，通道1、2、4 默认为电压信号，通道3为电流信号。

• 用户如果想做电压和电流信号切换时，需要手动打开数据箱，按照箭头波动开关位置才能正常使用。

4.3 继电器参数设置界面

本页面用于设置继电器的控制模式及参数设置。

继电器模式分：普通模式，点动模式、循环模式和联动模式

普通模式：手动点击按钮，继电器按照手动动作执行开或关；

点动模式：手动点击一次按钮，继电器按照延时设置的时间进行自动关闭；

循环模式：继电器按照设置的次数、开位等待时间、关位等待时间执行命令，循环次数达到设定次数后自动停止，需要手动清除开关次数后才可执行下一步动作。

• 用法:

  • NO. set: 设定自动循环的目标总次数。
  • on Time Hold (s): 设定继电器每次吸合（开启）状态的保持时间，单位为秒。
  • off Time Hold (s): 设定继电器每次断开（关闭）状态的保持时间，单位为秒。
  • NO.: 实时显示当前已经完成的循环次数。

• button1-3: 设置好参数后，直接点击当前页面对应的按钮，即可启动或停止自动循环。

• 开关次数清零: 点击此按钮，会将所有继电器的“NO.”（已运行次数）全部清零。

联动模式：继电器1-3对应着模拟量传感器的1-3，在继电器设置页面设置对应的下限和上限数值后，超出这个范围，继电器将执行动作，后面可以设置延迟执行的时间，继电器动作可参考图示：

4.4 脉冲采集界面

本页面是专为流量和转速监控设计的，提供详细的参数设置和数据显示。

• 数据显示:

  • 瞬时值: 显示经过滤波和计算后的实时值。
  • 累计值: 主要是针对流量测量时显示累计流量值。
  • 红色小数字: 实时显示从硬件模块直接读取的原始计数值或脉冲计数值，用于调试，当然你也可以拿来查看脉冲计数。
  • 置零： 当应用工况为流量时，对累计流量置零，当应用工况为角度时，设置初始零点。

• 参数设置:

  • Kvalue/PPR: 针对应用工况，当选择转速时，此处是转速K系数。物理意义是“电机/设备每转一圈，传感器产生的脉冲数”，即PPR (Pulses Per Revolution)。当选择为流量时，此处填写Flow_K: 流量K系数。物理意义是“每流过一个单位体积（如此处的升/L）的液体，传感器产生的脉冲数”。

    当工作模式选择AB phase时，应用工况为角度，这里填写编码器的每转一圈的脉冲数。

  • 应用: 当工作模式选择AB phase时，此处为角度选项。当工作模式为count mode时，此处可选择：计数、流量、转速。

  • **单位定义：**切换应用工况，系统会给出一个默认的参数，用户可自定义修改。

  • **原值归零：**硬件计数归零

• 操作按钮:

  • To AB phase/ To count: 工作模式的切换，脉冲信号为AB相编码器测角度，选择AB phase；计数、流量、转速选择 count；
  • To PNP/NPN: 选择信号类型。
  • 360Cycle/增量式： 角度测量的显示方式：0-360°循环或增量显示（角度累加）。

  重点说明:

  脉冲信号电压不得低于3.3V

  计数模式和AB相模式，不能同时使用。

4.5 曲线查看界面

本页面用于将最多4个模拟量通道的数据以实时曲线的方式呈现。

• 用法:
  • 通道选择: 点击下方的sensor1~sensor4按钮，可以隐藏在曲线上显示对应通道的数据。
  • Y axis Min/Max: 点击左侧的数值框，可以动态修改曲线Y轴的显示范围下限和上限。这对于观察微小波动或包含负值的信号非常有用。
  • X axis : 修改X轴的显示跨度，便于观察曲线变化
  • Start/Stop/Clean: 控制曲线的开始、暂停和清除。

4.6 接线说明界面

提供硬件接线图和航空插头的引脚定义，方便现场安装和维护。

4.7 语言显示切换

支持中英文切换

5. 使用方法与注意事项

接线示例：

模拟量传感器接法：

注意，如果是自己外部供电，需要GND接在一起。

脉冲传感器接法：

PT100或PT1000接法

可以采集2线制，3线制或4线制的热电阻，按照颜色划分为两组进行连接；

注意

导线每10m，单根线会产生大约1.4欧的电阻，而PT100大约每0.38欧会上升1℃，所以每10米两根线会导致PT100的测试温度高出7.3℃，而PT1000影响则会小10倍，当线路较长时，建议使用PT1000.

6. 附录：

本系统采用的modbus RTU485 协议进行通讯

• 从站 1: AIO模块 (4路模拟量输入, 4路继电器输出)
• 从站 2: 2通道温度采集模块
• 从站 3: 高速脉冲采集模块

7.实物照片