專利名稱：能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及其采集方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)采集方法，具體地說(shuō)，涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)采集方法。
背景技術(shù)：
目前現(xiàn)有技術(shù)通常是室內(nèi)應(yīng)用。對(duì)工作環(huán)境的要求比較高，無(wú)法或者勉強(qiáng)應(yīng)用在惡劣環(huán)境中可靠性不能夠被保證。其掃描周期一般比較長(zhǎng)，輸出端難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜、快速的時(shí)序控制。功能較單一，普遍用作開(kāi)關(guān)控制。若要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換、實(shí)時(shí)采樣等功能，則需要配合外接模塊來(lái)使用。發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備，所述遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備用于采集工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)各種設(shè)備的數(shù)據(jù)并控制該數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊用于將所述遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或有線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)脚c路由器相連的中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備；中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備，所述中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備用于接收從所述數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，并通過(guò)內(nèi)部局域網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器端數(shù)據(jù)處理模塊；服務(wù)器端數(shù)據(jù)處理模塊，所述服務(wù)器端數(shù)據(jù)處理模塊用于通過(guò)數(shù)據(jù)映射從所述中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備中獲得所需要的數(shù)據(jù)后，將普通數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換到數(shù)據(jù)庫(kù)文件類型后存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中，為數(shù)據(jù)顯示模塊提供數(shù)據(jù)源； 和數(shù)據(jù)顯示模塊，所述數(shù)據(jù)顯示模塊用于將存儲(chǔ)在所述服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)按照客戶的需求實(shí)時(shí)地讀取并顯示出來(lái)，同時(shí)將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存起來(lái)。
優(yōu)選地，所述遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備包括電源(比如24V電源)、避雷器、輸入單元和數(shù)據(jù)采集模塊。
優(yōu)選地，所述輸入單元包括開(kāi)關(guān)輸入單元、模擬量輸入單元、脈沖量輸入單元以及數(shù)字量輸入單元；其中，所述開(kāi)關(guān)輸入單元用于定時(shí)采集與處理現(xiàn)場(chǎng)各種開(kāi)關(guān)量信號(hào)，所述模擬量輸入單元用于定時(shí)采集與處理現(xiàn)場(chǎng)4-20mA模擬信號(hào)，所述脈沖量輸入單元用于定時(shí)采集與處理現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的脈沖信號(hào)頻率，所述數(shù)字量輸入單元用于定時(shí)采集與處理各種數(shù)字信號(hào)。
優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)以無(wú)線傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行傳輸，被基站接收到后再經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換最后傳輸至與路由器相連的所述中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備上。
優(yōu)選地，所述中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備具有一個(gè)數(shù)據(jù)輸入端口和一個(gè)數(shù)據(jù)輸出端口。
優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)輸入端口的IP地址與路由器端口的網(wǎng)段一致，所述數(shù)據(jù)輸出端口的IP地址于局域網(wǎng)交換機(jī)端口的網(wǎng)段一致。4
優(yōu)選地，所述中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備能夠同時(shí)接收多個(gè)所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備采集傳輸上來(lái)的多種格式數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，所述工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)各種設(shè)備均設(shè)置有內(nèi)網(wǎng)固定IP地址，所述數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器配置在局域網(wǎng)中。
優(yōu)選地，所述現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)為電壓信號(hào)或電流信號(hào)，所述現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)由繼電器觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制。
本發(fā)明的另一目的在于提供了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制的數(shù)據(jù)采集方法，所述數(shù)據(jù)采集方法包括如下步驟(1)采集和控制數(shù)據(jù)，利用遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備采集工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)各種設(shè)備的數(shù)據(jù)，并控制所述數(shù)據(jù)；( 傳輸數(shù)據(jù)，采用數(shù)據(jù)傳輸模塊通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或有線網(wǎng)絡(luò)將所述數(shù)據(jù)傳輸?shù)脚c路由器相連的中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備；C3)接收和再次傳輸數(shù)據(jù)，利用所述中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備接收所述數(shù)據(jù)，并通過(guò)內(nèi)部局域網(wǎng)將所述數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器端數(shù)據(jù)處理模塊；(4)處理和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，采用所述服務(wù)器端數(shù)據(jù)處理模塊通過(guò)數(shù)據(jù)映射從所述中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備中獲得所需要的數(shù)據(jù)后，將普通數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換到數(shù)據(jù)庫(kù)文件類型后存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中，為數(shù)據(jù)顯示模塊提供數(shù)據(jù)源；和( 讀取和顯示數(shù)據(jù)，通過(guò)所述數(shù)據(jù)顯示模塊將存儲(chǔ)在所述數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中的數(shù)據(jù)按照客戶的需求實(shí)時(shí)地讀取并顯示出來(lái)，同時(shí)將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存起來(lái)。
因此，本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)適合遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的采集及傳輸；并且通過(guò)采用無(wú)線專網(wǎng)或有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，可以保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和正確性；當(dāng)需要配置新的采集點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，只需要在該地增加遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備，對(duì)其進(jìn)行配置后即可接入原有網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)新采集點(diǎn)數(shù)據(jù)的采集和上傳。對(duì)原有系統(tǒng)沒(méi)有任何影響；而且在終端顯示控制室即可看到各遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備的狀態(tài)以及傳送過(guò)來(lái)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，方便統(tǒng)一監(jiān)控與管理；由于系統(tǒng)采用專網(wǎng)傳遞數(shù)據(jù)，與公網(wǎng)進(jìn)行了隔離，因此具有很好的安全性。
因此，本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有實(shí)用性、高可靠性、可擴(kuò)展性、易管理性以及安全性。


圖1為本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖2為本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的流程方框圖3為本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集方法的步驟流程圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明如下
遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備11、數(shù)據(jù)傳輸模塊12、中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備13、服務(wù)器端數(shù)據(jù)處理模塊14、數(shù)據(jù)顯示模塊15。
具體實(shí)施方式
為使審查員能夠進(jìn)一步了解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、特征及其他目的，現(xiàn)結(jié)合所附較佳實(shí)施例附以附圖詳細(xì)說(shuō)明如下，附圖所說(shuō)明的實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，并非限定本發(fā)明。
請(qǐng)同時(shí)參見(jiàn)圖1和圖2，圖1為本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖，圖2為本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的流程方框圖。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備11、數(shù)據(jù)傳輸模塊12、中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備13、服務(wù)器端數(shù)據(jù)處理模塊14 和數(shù)據(jù)展示模塊(顯示模塊)15。
遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備11負(fù)責(zé)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種儀表(一般為流量計(jì)、液位計(jì)、 溫度計(jì)、濕度計(jì)、壓力計(jì)、以及能夠?qū)y(cè)量數(shù)值轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的各種儀表)相連的輸入信號(hào)線接收信號(hào)，將信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)值(即，數(shù)據(jù))，然后對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并對(duì)采集到的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行控制。所述遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備包括電源(比如MV電源)、避雷器、輸入單元和數(shù)據(jù)采集模塊。此外能夠?qū)y(cè)量數(shù)值轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的儀表均可應(yīng)用在此系統(tǒng)中。
本發(fā)明的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)可以是繼電器觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)量信號(hào)，也可以是電壓信號(hào)，還可以是電流信號(hào)，但不以此為限制。遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備11利用輸入單元對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，其中，開(kāi)關(guān)輸入單元可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各種開(kāi)關(guān)量信號(hào)進(jìn)行采集；模擬量輸入單元可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)4 20mA的模擬信號(hào)進(jìn)行采集；脈沖量輸入單元可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的脈沖信號(hào)頻率進(jìn)行采集；數(shù)字量輸入單元可以對(duì)各種數(shù)字信號(hào)進(jìn)行采集。遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備11和數(shù)據(jù)采集模塊用于實(shí)現(xiàn)定時(shí)作業(yè)、定時(shí)數(shù)據(jù)采集功能，數(shù)據(jù)采集模塊本身也具備一定的數(shù)據(jù)處理功能。
另外，本實(shí)施例中的遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備11采用光隔離器件，可以抵抗現(xiàn)場(chǎng)的各種外界干擾，因此，本系統(tǒng)相比較于其他數(shù)據(jù)采集設(shè)備來(lái)說(shuō)適應(yīng)環(huán)境的能力更強(qiáng)，能夠在溫差大、強(qiáng)電場(chǎng)、強(qiáng)磁場(chǎng)、多塵埃、潮濕等多種惡劣環(huán)境下正常工作。
其中，在本發(fā)明的實(shí)施例中，遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備11的主要技術(shù)參數(shù)如下支持8個(gè)AI，12個(gè)DI，4個(gè)DO接口 ；工作溫度為-40V 70°C，存儲(chǔ)溫度為-40°C 85°C ；工作濕度為5% 95% RH ；支持編程功能；2個(gè)串行端口，1個(gè)以太網(wǎng)端口，以太網(wǎng)口通信速率為10/100M自適應(yīng)；支持?jǐn)?shù)據(jù)記錄；輸入電壓為10 30VDC ；輸入電流為100mA@24VDC， 但不以此為限制，其也可以設(shè)置成其他參數(shù)，以適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需要。
數(shù)據(jù)傳輸模塊12將遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備11采集到的數(shù)據(jù)傳輸給和路由器相連的中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備13。數(shù)據(jù)傳輸模塊12支持GSM和GPRS兩種傳輸方式，其可以以無(wú)線網(wǎng)方式傳遞數(shù)據(jù)，也可以以有線形式進(jìn)行傳遞。當(dāng)利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)會(huì)經(jīng)過(guò)解碼轉(zhuǎn)換成無(wú)線傳輸?shù)母袷?，被基站接收到后再?jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換最后傳輸至和路由器相連的中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備13上。
當(dāng)中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備13接收由數(shù)據(jù)傳輸模塊12傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)后，數(shù)據(jù)通過(guò)內(nèi)部局域網(wǎng)傳輸?shù)椒?wù)器端數(shù)據(jù)處理模塊14。參見(jiàn)圖2，在本實(shí)施例中，中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備13同時(shí)接收兩個(gè)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備11采集傳輸上來(lái)的數(shù)據(jù)，但并不以此為限，中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備13可以同時(shí)接收多個(gè)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備11采集傳輸上來(lái)的多種格式數(shù)據(jù)。
如上所述的中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備13的主要技術(shù)參數(shù)如下最大I/O寄存器為 2048個(gè)模擬量，8000個(gè)離散量；工作溫度為_(kāi)40°C 70°C，存儲(chǔ)溫度為_(kāi)40°C 85°C ；工作濕度為5 % 95 % RH ；支持編程功能；1個(gè)串行端口，2個(gè)以太網(wǎng)端口，為兩個(gè)擁有獨(dú)立的 MAC和IP地址的網(wǎng)絡(luò)；電源功耗為1.6W;輸入電源為10-30VDC。當(dāng)然，本發(fā)明中的中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備13的技術(shù)參數(shù)并不以此為限，可以根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)需要進(jìn)行設(shè)備數(shù)據(jù)采集量的多少加以調(diào)整，以適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需要。
服務(wù)器端數(shù)據(jù)處理模塊14通過(guò)數(shù)據(jù)映射從中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備13中獲得所需要的數(shù)據(jù)，進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換后存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中，為數(shù)據(jù)顯示模塊15提供數(shù)據(jù)源。這里，將普通數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換到數(shù)據(jù)庫(kù)文件類型的格式轉(zhuǎn)換不是必須要有的，只有在采集上來(lái)的數(shù)據(jù)類型與數(shù)據(jù)庫(kù)表中的字段類型不一致的情況下才需要。
數(shù)據(jù)顯示模塊15將存儲(chǔ)在所述服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中的特定數(shù)據(jù)按照客戶的需求顯示出來(lái)。數(shù)據(jù)顯示模塊15既能夠?qū)崟r(shí)顯示各數(shù)據(jù)采集點(diǎn)采集來(lái)的數(shù)據(jù)，還可以將采集來(lái)的數(shù)據(jù)根據(jù)日期及分類儲(chǔ)存起來(lái)?？梢园凑杖?、周、月、年等條件進(jìn)行數(shù)據(jù)和曲線顯示，還可以根據(jù)選擇不同月份生成月環(huán)比報(bào)表和柱狀圖。生成的報(bào)表可以導(dǎo)出為Excel文檔，也可以打印輸出。
圖2是本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的流程方框圖。如圖2所示，本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)及信號(hào)的采集。在本實(shí)施例中，使用數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備進(jìn)行配置，并且實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。在可視化軟件環(huán)境下進(jìn)行選定數(shù)據(jù)采集模塊所用設(shè)備的型號(hào)，這里型號(hào)是指遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備的設(shè)備型號(hào)，一般會(huì)在設(shè)備上標(biāo)識(shí)；在可視化軟件環(huán)境下對(duì)數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行標(biāo)志站名、站號(hào)、序列號(hào)以便后期調(diào)試，站名可以自由命名，站號(hào)是對(duì)所有遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集設(shè)備的統(tǒng)一編號(hào)，而序列號(hào)是遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集硬件設(shè)備上帶有的編號(hào)。設(shè)定數(shù)據(jù)采集模塊的IP地址，連接數(shù)據(jù)源(即，數(shù)據(jù)庫(kù))，配置好傳輸局域網(wǎng)絡(luò)，這樣數(shù)據(jù)采集模塊就配置完成了。
數(shù)據(jù)采集模塊所采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算公式(I)處理，將由現(xiàn)場(chǎng)儀表傳遞過(guò)來(lái)的電流信號(hào)還原成原始數(shù)據(jù)。以現(xiàn)場(chǎng)儀表量程為X y為例，其所對(duì)應(yīng)的輸出直流電流范圍為 a b毫安，實(shí)際從儀表輸出得到的電流大小為c毫安，則要還原實(shí)際數(shù)據(jù)ζ的公式即為
(I),
計(jì)算公式(I)處理，將由現(xiàn)場(chǎng)儀表傳遞過(guò)來(lái)的電流信號(hào)還原成原始數(shù)據(jù)?，F(xiàn)場(chǎng)儀表液位計(jì)實(shí)際量程為0 5米，其所對(duì)應(yīng)的輸出直流電流范圍為4 20毫安，實(shí)際從儀表輸出得到的電流大小為8毫安，則實(shí)際液位為#6(8 — 4)+0 = 1.25米。以X對(duì)丄 lWlfT應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)儀表實(shí)際應(yīng)用的測(cè)量下限值，y來(lái)對(duì)應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)儀表實(shí)際應(yīng)用的測(cè)量上限制(值)，X y 下限值與上限值之間區(qū)域?qū)?yīng)輸出直流電流范圍a b毫安，實(shí)際從儀表輸出得到的電流大小為C毫安，則要還原實(shí)際數(shù)據(jù)ζ的公式即為ζ ■=*(>_&)+S (I)0ρ—a.
然后，由于數(shù)據(jù)采集模塊為遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備的一部分，是以以太網(wǎng)的形式和數(shù)據(jù)傳輸模塊所包含的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相連的，因此再通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸模塊12，以無(wú)線或有線的方式將數(shù)據(jù)傳輸至與路由器相連的中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備13，再傳輸?shù)椒?wù)器端數(shù)據(jù)處理模塊14。服務(wù)器端數(shù)據(jù)處理模塊14具備一個(gè)數(shù)據(jù)輸入端口和一個(gè)數(shù)據(jù)輸出端口 ；數(shù)據(jù)輸入端口的IP地址和路由器端口的網(wǎng)段一致，數(shù)據(jù)輸出端口的IP地址和局域網(wǎng)交換機(jī)端口的網(wǎng)段一致。作為存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的服務(wù)器端數(shù)據(jù)處理模塊14也配置在該局域網(wǎng)中，數(shù)據(jù)傳遞到服務(wù)器端數(shù)據(jù)處理模塊14后經(jīng)過(guò)格式轉(zhuǎn)換操作后保存在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中。數(shù)據(jù)顯示模塊15 從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取數(shù)據(jù)再按照客戶所需要的形式展現(xiàn)在給用戶。
圖3為本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集方法的步驟流程圖，如圖3所示，步驟1為采集和控制數(shù)據(jù)，利用遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備11采集工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)各種設(shè)備的數(shù)據(jù)，并對(duì)采集后的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制；步驟2為傳輸數(shù)據(jù)，將步驟1采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，采用數(shù)據(jù)傳輸模塊12通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或有線網(wǎng)絡(luò)將所述數(shù)據(jù)傳輸?shù)脚c路由器相連的中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備13 ；步驟3為接收和再次傳輸數(shù)據(jù)，利用所述中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備13接收所述數(shù)據(jù)，并通過(guò)內(nèi)部局域網(wǎng)將所述數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器端數(shù)據(jù)處理模塊14 ；步驟4為處理和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，采用所述服務(wù)器端數(shù)據(jù)處理模塊14將步驟3中傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)映射從所述中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備中獲得所需要的數(shù)據(jù)后，將普通數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換到數(shù)據(jù)庫(kù)文件類型后存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中，為數(shù)據(jù)顯示模塊提供數(shù)據(jù)源；以及，步驟5讀取和顯示數(shù)據(jù)，通過(guò)所述數(shù)據(jù)顯示模塊15將存儲(chǔ)在所述數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中的數(shù)據(jù)按照客戶的需求實(shí)時(shí)地讀取并顯示出來(lái)，同時(shí)將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存起來(lái)。本發(fā)明通過(guò)上述5個(gè)步驟，來(lái)完成整個(gè)數(shù)據(jù)采集。
下面，通過(guò)河北某地實(shí)施的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視系統(tǒng)的進(jìn)行測(cè)試實(shí)驗(yàn)。
遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集模塊從需要采集的設(shè)備中接收電流或者電壓信號(hào)，通過(guò)無(wú)線設(shè)備將信號(hào)發(fā)送至基站?；窘邮盏叫盘?hào)后通過(guò)光纖發(fā)送到光電轉(zhuǎn)換器，再經(jīng)過(guò)格式轉(zhuǎn)換成為電信號(hào)通過(guò)雙絞線傳遞到和中心站設(shè)備相連的路由器。最后再在與中心站設(shè)備在同一局域網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器中進(jìn)行存儲(chǔ)及顯示。
從應(yīng)用情況來(lái)看，在網(wǎng)絡(luò)正常的情況下，系統(tǒng)達(dá)到了數(shù)據(jù)零丟失，并且服務(wù)器中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)所采集儀表中的數(shù)據(jù)數(shù)值完全一致。
從現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的狀況來(lái)看傳遞數(shù)據(jù)的方式為主動(dòng)發(fā)起報(bào)告的通訊方式，這種方式可以實(shí)現(xiàn)傳遞數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和有效性，便于根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整發(fā)起報(bào)告的間隔時(shí)間，在現(xiàn)場(chǎng)多數(shù)的采集點(diǎn)上傳數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)間間隔為5分鐘，個(gè)別重要的采集點(diǎn)上傳數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)間間隔為1分鐘，從存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)數(shù)值來(lái)看，完全是按照所設(shè)定的時(shí)間間隔來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹?br> 當(dāng)?shù)卦O(shè)立了多個(gè)信息采集點(diǎn)，各個(gè)站點(diǎn)地理狀況工作環(huán)境也不盡相同，通過(guò)實(shí)際應(yīng)用證明了該設(shè)備對(duì)溫度具有非常好的適應(yīng)性，其設(shè)計(jì)理論工作環(huán)境溫度為零下四十?dāng)z氏度到零上七十?dāng)z氏度，實(shí)際應(yīng)用中在酷暑和冬天仍然工作良好，在夏日陰雨天氣也可以正常工作。
本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性采集傳輸上來(lái)的數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)完全一致；(2)工作溫度實(shí)際工作溫度在_45°C 70°C之間；(3)無(wú)線通訊的可靠性無(wú)線通訊情況下，由于使用的為VPN，所以可以達(dá)到100%的網(wǎng)絡(luò)可靠性； (4)抗干擾能力；在溫差大、強(qiáng)電場(chǎng)、強(qiáng)磁場(chǎng)、多塵埃、潮濕等工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)都有應(yīng)用，均運(yùn)行正常；(5)并且通過(guò)良好的避雷措施，在雷雨天均能正常運(yùn)行；(6)輪詢周期的長(zhǎng)短可以任意設(shè)置遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備的數(shù)據(jù)上傳時(shí)間，并且均能在毫秒級(jí)完全按照設(shè)置的間隔時(shí)間上傳數(shù)據(jù)；(7)長(zhǎng)時(shí)間工作的能力遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備和中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備可以支持365天無(wú)間斷穩(wěn)定運(yùn)行；(8)大數(shù)據(jù)量查詢通過(guò)優(yōu)化，在500萬(wàn)條的記錄中檢索2萬(wàn)條記錄，系統(tǒng)可以在500毫秒內(nèi)進(jìn)行響應(yīng)。
需要聲明的是，上述發(fā)明內(nèi)容及具體實(shí)施方式
意在證明本發(fā)明所提供技術(shù)方案的實(shí)際應(yīng)用，不應(yīng)解釋為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的精神和原理內(nèi)，當(dāng)可作各種修改、等同替換、或改進(jìn)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以所附權(quán)利要求書為準(zhǔn)。8
權(quán)利要求
1.一種能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備，所述遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備用于采集工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)各種設(shè)備的數(shù)據(jù)并控制該數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊用于將所述遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或有線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)脚c路由器相連的中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備；中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備，所述中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備用于接收從所述數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，并通過(guò)內(nèi)部局域網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器端數(shù)據(jù)處理模塊；服務(wù)器端數(shù)據(jù)處理模塊，所述服務(wù)器端數(shù)據(jù)處理模塊用于通過(guò)數(shù)據(jù)映射從所述中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備中獲得所需要的數(shù)據(jù)后，將普通數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換到數(shù)據(jù)庫(kù)文件類型后存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中，為數(shù)據(jù)顯示模塊提供數(shù)據(jù)源；和數(shù)據(jù)顯示模塊，所述數(shù)據(jù)顯示模塊用于將存儲(chǔ)在所述服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)按照客戶的需求實(shí)時(shí)地讀取并顯示出來(lái)，同時(shí)將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存起來(lái)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備包括電源、避雷器、輸入單元和數(shù)據(jù)采集模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入單元包括開(kāi)關(guān)輸入單元、模擬量輸入單元、脈沖量輸入單元以及數(shù)字量輸入單元；其中，所述開(kāi)關(guān)輸入單元用于定時(shí)采集與處理現(xiàn)場(chǎng)各種開(kāi)關(guān)量信號(hào)，所述模擬量輸入單元用于定時(shí)采集與處理現(xiàn)場(chǎng) 4-20mA模擬信號(hào)，所述脈沖量輸入單元用于定時(shí)采集與處理現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的脈沖信號(hào)頻率，所述數(shù)字量輸入單元用于定時(shí)采集與處理各種數(shù)字信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸數(shù)據(jù)時(shí)， 數(shù)據(jù)以無(wú)線傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行傳輸，被基站接收到后再經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換最后傳輸至與路由器相連的所述中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備具有一個(gè)數(shù)據(jù)輸入端口和一個(gè)數(shù)據(jù)輸出端口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)輸入端口的IP地址與路由器端口的網(wǎng)段一致，所述數(shù)據(jù)輸出端口的IP地址于局域網(wǎng)交換機(jī)端口的網(wǎng)段一致。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備能夠同時(shí)接收多個(gè)所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備采集傳輸上來(lái)的多種格式數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)各種設(shè)備均設(shè)置有內(nèi)網(wǎng)固定IP地址，所述數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器配置在局域網(wǎng)中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)為電壓信號(hào)或電流信號(hào)，所述現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)由繼電器觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制。
10.一種能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制的數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集方法包括如下步驟(1)采集和控制數(shù)據(jù)，利用遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備采集工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)各種設(shè)備的數(shù)據(jù)，并控制所述數(shù)據(jù)；(2)傳輸數(shù)據(jù)，采用數(shù)據(jù)傳輸模塊通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或有線網(wǎng)絡(luò)將所述數(shù)據(jù)傳輸?shù)脚c路由器相連的中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備；(3)接收和再次傳輸數(shù)據(jù)，利用所述中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備接收所述數(shù)據(jù)，并通過(guò)內(nèi)部局域網(wǎng)將所述數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器端數(shù)據(jù)處理模塊；(4)處理和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，采用所述服務(wù)器端數(shù)據(jù)處理模塊通過(guò)數(shù)據(jù)映射從所述中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備中獲得所需要的數(shù)據(jù)后，將普通數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換到數(shù)據(jù)庫(kù)文件類型后存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中，為數(shù)據(jù)顯示模塊提供數(shù)據(jù)源；和(5)讀取和顯示數(shù)據(jù)，通過(guò)所述數(shù)據(jù)顯示模塊將存儲(chǔ)在所述數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中的數(shù)據(jù)按照客戶的需求實(shí)時(shí)地讀取并顯示出來(lái)，同時(shí)將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存起來(lái)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集方法，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸模塊、中心站數(shù)據(jù)接收設(shè)備、服務(wù)器端數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)顯示模塊。本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)適合于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的采集及傳輸；并且通過(guò)采用無(wú)線專網(wǎng)或有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，可以保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和正確性；在終端顯示控制室即可看到各遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備的狀態(tài)以及傳送過(guò)來(lái)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，方便統(tǒng)一監(jiān)控與管理；由于系統(tǒng)采用專網(wǎng)傳遞數(shù)據(jù)，與公網(wǎng)進(jìn)行了隔離，因此具有很好的安全性。
文檔編號(hào)G05B19/418GK102520685SQ20111040186
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者周兆濱, 周秀萍 申請(qǐng)人:北京山竹科技有限公司