[發(fā)明專利]一種簡(jiǎn)易的數(shù)據(jù)分析裝置及分析方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710651828.7
• 申請(qǐng)日: 2017-08-02
• 公開（公告）號(hào): CN107449502A
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜海罡;魏金輝;崔靜波;高玲玲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河鋼股份有限公司承德分公司
• 主分類號(hào): G01G23/00
• 分類號(hào): G01G23/00;G01G19/02;G06F17/30
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司13108
• 代理人: 陳長(zhǎng)庚

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種簡(jiǎn)易的數(shù)據(jù)分析裝置及分析方法，特別適用于動(dòng)態(tài)的衡器模擬量數(shù)據(jù)的處理，屬于自動(dòng)化儀表控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在實(shí)際的工業(yè)控制過程中，針對(duì)模擬量等連續(xù)變化的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析是工業(yè)過程控制極其重要的一環(huán)，準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析結(jié)果對(duì)于工位的連續(xù)過程控制的成功實(shí)現(xiàn)起到了決定性的作用。在工業(yè)自動(dòng)過程控制領(lǐng)域，精確的獲得變化參量的數(shù)據(jù)，并且分析出變化參量的變化趨勢(shì)與相應(yīng)規(guī)律，更加有利于工業(yè)自動(dòng)過程控制的優(yōu)化和實(shí)現(xiàn)。提高工業(yè)自動(dòng)過程控制精度，具有重大意義。在現(xiàn)實(shí)的實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)工程中，對(duì)于連續(xù)的變化自動(dòng)控制大部分使用各自工作平臺(tái)提供的PID調(diào)節(jié)功能，雖然可以對(duì)大部分控制對(duì)象實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能，但是對(duì)于連續(xù)變化的模擬量的分析控制比較單一，例如：對(duì)于動(dòng)態(tài)的衡器模擬量數(shù)據(jù)的處理就不適用了，本領(lǐng)域技術(shù)人員急需一種簡(jiǎn)易的數(shù)據(jù)分析裝置及分析方法來適應(yīng)動(dòng)態(tài)的衡器模擬量數(shù)據(jù)的處理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種簡(jiǎn)易的數(shù)據(jù)分析裝置及分析方法，對(duì)模擬量數(shù)據(jù)進(jìn)行自定義的分析和處理，簡(jiǎn)易靈活，投資小，采集功能實(shí)現(xiàn)過程快速，特別適合動(dòng)態(tài)分析衡器計(jì)量類軟件與模擬量、開關(guān)量進(jìn)行結(jié)合式數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)分析軟件開發(fā)試驗(yàn)或作為成套軟硬件相結(jié)合產(chǎn)品的數(shù)據(jù)采集分析組件，解決已有技術(shù)存在的上述問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種簡(jiǎn)易的數(shù)據(jù)分析裝置，包含秤體、接近開關(guān)、稱重傳感器、數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備單元、趨勢(shì)分析單元、平臺(tái)分析單元、位置判斷單元和重量計(jì)算單元；秤體的底部設(shè)有稱重傳感器，秤體的表面設(shè)有接近開關(guān)，接近開關(guān)和稱重傳感器的輸出端分別與數(shù)據(jù)采集器連接，數(shù)據(jù)采集器的輸出端通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口依次連接數(shù)據(jù)準(zhǔn)備單元、平臺(tái)分析單元、位置判斷單元和重量計(jì)算單元；所述數(shù)據(jù)準(zhǔn)備單元8與趨勢(shì)分析單元9連接。

所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口6與能源裝置7連接。

所述數(shù)據(jù)準(zhǔn)備單元8、趨勢(shì)分析單元9、平臺(tái)分析單元10、位置判斷單元11和重量計(jì)算單元12，運(yùn)行在工控機(jī)或PLC中，利用上位機(jī)硬件平臺(tái)的存儲(chǔ)單元和計(jì)算單元完成分析過程和結(jié)果處理。

所述能源裝置接入至數(shù)據(jù)采集器，為其提供驅(qū)動(dòng)電源，一般為12V或24V，將接近開關(guān)開關(guān)量信號(hào)、稱重傳感器模擬量信號(hào)接入至數(shù)據(jù)采集器；數(shù)據(jù)采集器將收到的數(shù)據(jù)接入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口，并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口，將信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)傳輸至數(shù)據(jù)準(zhǔn)備單元中；數(shù)據(jù)準(zhǔn)備單元處理好的數(shù)據(jù)分別傳輸至趨勢(shì)分析單元和平臺(tái)分析單元。

一種簡(jiǎn)易的數(shù)據(jù)分析方法，采用上述一種簡(jiǎn)易的數(shù)據(jù)分析裝置進(jìn)行，將接近開關(guān)的開關(guān)量信號(hào)、稱重傳感器的模擬量信號(hào)接入至數(shù)據(jù)采集器；數(shù)據(jù)采集器將收到的數(shù)據(jù)接入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口，并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口，將信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)傳輸至數(shù)據(jù)準(zhǔn)備單元中；數(shù)據(jù)準(zhǔn)備單元處理好的數(shù)據(jù)分別傳輸至趨勢(shì)分析單元和平臺(tái)分析單元，針對(duì)連續(xù)變化的模擬量數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢(shì)分析與預(yù)測(cè)值計(jì)算；位置判斷單元判斷出稱體重量位置后經(jīng)過重量計(jì)算單元計(jì)算出稱重車體2重量。

所述接近開關(guān)的開關(guān)量信號(hào)、稱重傳感器的模擬量信號(hào)，包括模擬量數(shù)據(jù)、開關(guān)量數(shù)據(jù)和時(shí)間參數(shù)。

所述數(shù)據(jù)準(zhǔn)備單元，連續(xù)采集數(shù)據(jù)，設(shè)定數(shù)據(jù)分析平均次數(shù)參數(shù)，通過平均次數(shù)參數(shù)設(shè)定值對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)平滑計(jì)算，具體步驟如下：

Step1接收并采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)data_new并保存在內(nèi)存中；

Step2確定數(shù)據(jù)分析的平均次數(shù)N，取值為5-10，既不影響數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性，也可以保證分析得到的數(shù)據(jù)結(jié)果的穩(wěn)定性；

Step3首先建立步驟2的平均次數(shù)N的數(shù)據(jù)組data_1()，用于處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)data_new；

Step4數(shù)據(jù)初始化，當(dāng)開始數(shù)據(jù)分析過程時(shí)，數(shù)據(jù)組data_1()內(nèi)全部放置第一次得到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)data_new；

Step5循環(huán)采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)data_new，將數(shù)據(jù)組data_1()內(nèi)數(shù)據(jù)依次前移，并將最新得到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)data_new放置在數(shù)據(jù)組最后一位data_1(N)中，總之?dāng)?shù)據(jù)組data_1()中始終保存實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)最新的N個(gè)數(shù)據(jù)；

Step6重復(fù)上述步驟并連續(xù)獲得連續(xù)的三個(gè)平均后數(shù)據(jù)，分別是data1、data2、data3，三個(gè)時(shí)間參數(shù)，分別是t1、t2、t3，平均后數(shù)據(jù)結(jié)果用于以后的數(shù)據(jù)分析過程。

所述趨勢(shì)分析單元，根據(jù)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備單元的數(shù)據(jù)連續(xù)三次變化程度進(jìn)行分析和判斷數(shù)據(jù)的變化率和變化方向，步驟如下：

Step1對(duì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備單元得到的模擬量平均后數(shù)據(jù)data1、data2、data3進(jìn)行連續(xù)性比較；