[發(fā)明專利]一種模擬量和數(shù)字量數(shù)據(jù)采集裝置及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810229665.4
• 申請日: 2008-12-12
• 公開（公告）號: CN101750987A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發(fā)明（設計）人: 孫凱;秦寶成
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: G05B19/048
• 分類號: G05B19/048
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富;周秀梅

技術領域

本發(fā)明公開一種基于RS485通訊和研華ADAM控制模塊的模擬量、數(shù)字量數(shù)據(jù)采集裝置及方法。該裝置具有波特率可調(diào)、采集點多、采集信號種類多、穩(wěn)定性好等特點。

技術背景

數(shù)據(jù)采集是工業(yè)控制領域最為常見的一種技術手段，數(shù)據(jù)采集為技術分析和控制策略提供了依據(jù)。隨著工況復雜程度的提高，數(shù)據(jù)采集也面臨著數(shù)據(jù)類型不斷增加，采集速度要求不斷提高的問題，這就要求數(shù)據(jù)采集技術適應工況發(fā)展的要求。

RS-485是串行通訊的首選，數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps3。RS-485接口具有良好的抗噪聲干擾性，長的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點就使其廣泛的應用到各種工業(yè)場合中。RS485接口組成的半雙工網(wǎng)絡，一般只需二根連線，所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。RS-485接口的最大傳輸距離標準值為4000英尺，實際上可達3000米，RS485和RS232的基本的通訊機理是一致的，它的優(yōu)點在于彌補了RS232通訊距離短，不能進行多臺設備同時進行聯(lián)網(wǎng)管理的缺點。

目前，有關數(shù)據(jù)采集方面的專利不斷增多，但正如前面提到，隨著技術的進步，工況的復雜度也越來越高，對數(shù)據(jù)采集技術的要求也越來越高。例如：中國發(fā)明專利申請，名稱為“一種基于CAN總線的數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)”，申請?zhí)枮?00310122762，該發(fā)明涉及一種基于CAN總線的數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)，包括傳感器和執(zhí)行器的一次儀表層、二次儀表層和數(shù)據(jù)記錄與顯示層，其特點是，二次儀表層的二次儀表均采用智能儀表，并置有統(tǒng)一的CAN通信接口，構成智能儀表CAN節(jié)點層，數(shù)據(jù)記錄與顯示層構成數(shù)據(jù)采集和控制層，它亦均置有CAN通信接口構成總線配置、數(shù)據(jù)采集、控制層，總線配置、數(shù)據(jù)采集、控制層與智能儀表CAN節(jié)點層之間及各層次內(nèi)部通過CAN總線通訊，一次儀表層的信號通過智能二次儀表層轉換成CAN線性總線數(shù)據(jù)，傳給總線配置、數(shù)據(jù)采集、控制層的上位機，完成數(shù)據(jù)采集和控制。但該發(fā)明所涉及的系統(tǒng)需要進行數(shù)據(jù)的層間轉換，不利于數(shù)據(jù)的高速實時采集。名稱為“一種分布式數(shù)據(jù)采集儀”、申請?zhí)枮?00720154114的實用新型涉及一種數(shù)據(jù)采集設備，特別是適用于橋梁、大壩等大型結構監(jiān)測的分布式數(shù)據(jù)采集儀，包括計算機、智能控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和傳感器；智能控制模塊通過總線連接一個或多個數(shù)據(jù)采集模塊，在計算機的控制下控制數(shù)據(jù)采集模塊進行數(shù)據(jù)采集，并將從數(shù)據(jù)采集模塊接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送給計算機；數(shù)據(jù)采集模塊連接有至少一個傳感器，并對傳感器的數(shù)據(jù)信息進行采集，隨后將采集數(shù)據(jù)發(fā)送到智能控制模塊。該實用新型智能控制模塊將接收到的計算機發(fā)出的控制命令數(shù)據(jù)進行解析，通過總線分別向各數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送控制命令，使數(shù)據(jù)采集模塊同時并行工作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速采集。該實用新型適用于橋梁、大壩等大型結構監(jiān)測的分布式數(shù)據(jù)采集，應用領域有限，不具有通用性。中國發(fā)明專利“基于無線移動通信公網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集方法及裝置”(申請?zhí)枮?2149230)公開了一種基于無線移動通信公網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集方法及裝置，由數(shù)據(jù)采集中心通過無線移動通信公網(wǎng)向數(shù)據(jù)采集終端發(fā)送包含數(shù)據(jù)采集命令的消息；數(shù)據(jù)采集終端響應數(shù)據(jù)采集命令，從數(shù)據(jù)終端獲取目標數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集終端對目標數(shù)據(jù)進行轉換和封裝處理，并將封裝后的目標數(shù)據(jù)經(jīng)無線移動通信公網(wǎng)發(fā)送至數(shù)據(jù)采集中心。裝置包括：微處理器，以及通過總線與該微處理器連接的無線移動通信終端接口、存儲器、協(xié)議棧和數(shù)據(jù)采集終端接口。該發(fā)明通過無移動公網(wǎng)進行組網(wǎng)和通信，不通過計算機網(wǎng)絡線、電話線、電力線等線路形式進行組網(wǎng)和通信。該發(fā)明專利依賴于無線通訊公網(wǎng)，要發(fā)生相關費用，數(shù)據(jù)采集穩(wěn)定性和可靠性不高。

綜上所述，現(xiàn)有相關專利及實用新型產(chǎn)品的不足之處主要表現(xiàn)在：

1)數(shù)據(jù)采集的速度有限，不能很好的滿足數(shù)據(jù)采集的實時性要求。

2)應用場合單一，適應能力不強，無法滿足數(shù)據(jù)采集技術對采集點普適的需求。

3)數(shù)據(jù)采集成本過高，不利于成本控制。

4)采集穩(wěn)定性不強。穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是數(shù)據(jù)采集技術的基本要求。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術中不能很好滿足數(shù)據(jù)采集的實時性要求、適應能力不強、穩(wěn)定性不理想和成本過高的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種能滿足數(shù)據(jù)采集的實時性要求、適應力強、穩(wěn)定性好而且成本低的模擬量和數(shù)字量數(shù)據(jù)采集裝置及方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術解決方案如下：

模擬量和數(shù)字量數(shù)據(jù)采集裝置包括：

模擬量處理模塊，由第一～二模擬量采集電路和第一～二模擬量輸出電路組成，其中：第一～二模擬量采集電路與工業(yè)信號相連；第一～二模擬量輸出電路與外部受控設備相連；