[發(fā)明專利]一種通過PLC與上位機(jī)實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610279649.0
• 申請(qǐng)日: 2016-04-29
• 公開（公告）號(hào): CN105700462B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇世杰;王博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B19/05
• 分類號(hào): G05B19/05
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)方法，尤其涉及一種通過PLC與上位機(jī)實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)的方法。

背景技術(shù)

數(shù)據(jù)采集是進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理的不可缺少的環(huán)節(jié)，在實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)常需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的即時(shí)采集，以便完成數(shù)據(jù)的監(jiān)控與處理，因此，數(shù)據(jù)采集在整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)中起到的作用越來越關(guān)鍵，它的應(yīng)用已經(jīng)深入到信號(hào)處理的各個(gè)領(lǐng)域中。高速度、高精度的數(shù)據(jù)采集逐漸成為自動(dòng)化控制領(lǐng)域的應(yīng)用趨勢(shì)。

常用的數(shù)據(jù)采集方法是上位機(jī)給出采集指令，PLC(可編程邏輯控制器)將讀入的即時(shí)數(shù)據(jù)傳遞給上位機(jī)，上位機(jī)一個(gè)掃描周期存儲(chǔ)一個(gè)數(shù)據(jù)，該方法缺點(diǎn)是上位機(jī)每個(gè)掃描周期都要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，過多時(shí)間花費(fèi)在上位機(jī)與PLC的數(shù)據(jù)傳送與處理上，很難實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)采集。目前，高速數(shù)據(jù)采集主要利用數(shù)據(jù)采集卡來實(shí)現(xiàn)，該方法優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)采集可達(dá)較高頻率，缺點(diǎn)是采集卡價(jià)格較高，其緩沖區(qū)大小不易自定義，且采集卡占用多余硬件空間；另外，由于采集卡采集數(shù)據(jù)依賴于上位機(jī)程序，上位機(jī)工作不穩(wěn)定時(shí)易導(dǎo)致數(shù)據(jù)溢出，獲得無效數(shù)據(jù)。

對(duì)現(xiàn)有的專利及文獻(xiàn)進(jìn)行檢索后研究發(fā)現(xiàn)，公告號(hào)為102413035的專利公開了“一種實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集的方法”，該發(fā)明對(duì)PLC數(shù)據(jù)緩沖區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行基本數(shù)據(jù)類型的壓縮，通過以太網(wǎng)接收PLC周期發(fā)送的數(shù)據(jù)包，缺點(diǎn)在于需對(duì)數(shù)據(jù)塊格式和順序進(jìn)行定義，開發(fā)專用服務(wù)，增加了上位機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的難度；劉悅音發(fā)表在《工業(yè)控制計(jì)算機(jī)》(2008年21卷第6期)上的論文“基于S7-400PLC及WinCC的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)”及程偉晶發(fā)表在《電氣應(yīng)用》(2011年30卷第4期)上的論文“基于S7—400PLC的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”都介紹了采用專業(yè)組態(tài)軟件WinCC配合PLC實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高速采集，由于WinCC價(jià)格昂貴，且操作系統(tǒng)重裝時(shí)，需重新安裝WinCC監(jiān)控系統(tǒng)，不便于用戶使用。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)的方法，該方法通過PLC與上位機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高速采集和存儲(chǔ)，方便用戶使用。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的通過PLC與上位機(jī)實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)采集的方法包括：

(1)PLC選取內(nèi)部寄存器I作為指示位I，內(nèi)部寄存器II作為指示位II，內(nèi)部寄存器III作為指示位III，內(nèi)部寄存器IV作為指示位IV，內(nèi)部寄存器U作為緩沖區(qū)大小設(shè)置位，內(nèi)部寄存器V作為采樣周期參數(shù)設(shè)置位，內(nèi)部寄存器Z作為當(dāng)前采樣信號(hào)存儲(chǔ)位，內(nèi)部定時(shí)器T1、T2作為定時(shí)器；

(2)上位機(jī)分別將0、1、0、0寫入指示位I、指示位II、指示位III、指示位IV，將緩沖區(qū)大小n寫入內(nèi)部寄存器U，確定PLC內(nèi)部寄存器X1、X2、X3、…、Xn作為第一緩沖區(qū)，內(nèi)部寄存器Y1、Y2、Y3、…、Yn作為第二緩沖區(qū)，將采樣周期參數(shù)k寫入內(nèi)部寄存器V，確定T1、T2的定時(shí)時(shí)間為k與T1、T2最小定時(shí)時(shí)間的乘積；

(3)上位機(jī)將1寫入指示位I，PLC開始采集數(shù)據(jù)；

(4)PLC將采集到的模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量后，讀入內(nèi)部寄存器Z；

(5)以T1作為定時(shí)器，定時(shí)將內(nèi)部寄存器Z的數(shù)據(jù)依次采集到第一緩沖區(qū)的內(nèi)部寄存器中，并將指示位II的值置為2；

(6)若此時(shí)指示位III的值為2，則將指示位IV的值置為1；否則將指示位III的值置為1；

(7)以T2作為定時(shí)器，定時(shí)將內(nèi)部寄存器Z的數(shù)據(jù)依次采集到第二緩沖區(qū)的內(nèi)部寄存器中，并將指示位II的值置為1；

(8)若此時(shí)指示位III的值為1，則將指示位IV的值置為1；否則將指示位III的值置為2；返回執(zhí)行(5)進(jìn)行循環(huán)數(shù)據(jù)采集；

(9)循環(huán)數(shù)據(jù)采集的同時(shí)，上位機(jī)以時(shí)間t為間隔掃描一次各指示位的值；當(dāng)上位機(jī)掃描到指示位III的值為1時(shí)，一次性存儲(chǔ)第一緩沖區(qū)采集的數(shù)據(jù)，然后將0寫入指示位III；當(dāng)上位機(jī)掃描到指示位III的值為2時(shí)，一次性存儲(chǔ)第二緩沖區(qū)采集的數(shù)據(jù)，然后將0寫入指示位III；當(dāng)所述上位機(jī)掃描到IV的值為1時(shí)發(fā)出數(shù)據(jù)溢出警告；若要停止采集數(shù)據(jù)，則上位機(jī)將0寫入指示位I。

進(jìn)一步的，步驟(5)具體包括：

(51)T1開始工作，T2不工作；

(52)當(dāng)T1定時(shí)時(shí)間到時(shí)，PLC將內(nèi)部寄存器Z讀入的數(shù)據(jù)采集到內(nèi)部寄存器X1，T1復(fù)位并重新計(jì)時(shí)；

(53)當(dāng)T1定時(shí)時(shí)間到時(shí)，PLC將內(nèi)部寄存器Z讀入的數(shù)據(jù)采集到內(nèi)部寄存器X2，T1復(fù)位并重新計(jì)時(shí)；

(54)依此循環(huán)，直到將內(nèi)部寄存器Z讀入的數(shù)據(jù)采集到內(nèi)部寄存器Xn；