[發(fā)明專利]一種適用多種工況的可配置遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910631304.0
• 申請日: 2019-07-12
• 公開（公告）號: CN110275470A
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張志勝;楊雯;林海兵;郭一鳴;夏志杰;戴敏
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué);江蘇南高智能裝備創(chuàng)新中心有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 杜靜靜

本發(fā)明涉及一種適用多種工況的可配置遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，主要功能包括數(shù)據(jù)采集、人機(jī)交互、遠(yuǎn)程通信和數(shù)據(jù)存儲與處理，所述采集系統(tǒng)以MCU模塊為控制中心，提供8個數(shù)據(jù)采集通道對生產(chǎn)線的重要數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；通過HMI串口屏進(jìn)行WiFi連接配置和采集通道傳感器配置，并通過本地SD卡備份數(shù)據(jù)。本發(fā)明專利可針對多種工況進(jìn)行實(shí)時的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與存儲，通用性強(qiáng)，兼容性好；并且采集終端通過WiFi模塊實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，通過訪問服務(wù)器端HTTP接口完成數(shù)據(jù)的上傳，便于后續(xù)的數(shù)據(jù)分析以及故障診斷，全面監(jiān)測生產(chǎn)過程與產(chǎn)品質(zhì)量，有利于降低生產(chǎn)成本，改善生產(chǎn)過程，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種采集系統(tǒng)，具體涉及一種適用多種工況的可配置遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，屬于_數(shù)據(jù)采集技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)設(shè)備的智能化與自動化水平不斷提高，工業(yè)生產(chǎn)過程的復(fù)雜性和不確定性也隨之增加。為了實(shí)時監(jiān)控設(shè)備的生產(chǎn)過程以及了解設(shè)備的健康狀況，需要利用智能傳感裝置對設(shè)備與產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與存儲，從而合理地使用設(shè)備，及時安排維護(hù)，提高生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量。

目前國外的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)相當(dāng)成熟，自動化水平較高，其中Siemens、NI等公司都有相關(guān)產(chǎn)品投入使用。尤其是德國“工業(yè)4.0”概念的提出以及我國“中國制造2025”計劃的實(shí)施，使得遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集成為了工業(yè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。我國使用的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)大多是應(yīng)用在電廠、礦山、氣象監(jiān)測點(diǎn)等分散、不易進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)控的設(shè)備上，而針對工業(yè)自動化生產(chǎn)現(xiàn)場的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)并不成熟。多數(shù)制造企業(yè)采用本地數(shù)據(jù)采集與存儲的方式，部分?jǐn)?shù)據(jù)仍需通過人工記錄的方式來實(shí)現(xiàn)。使得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)時性較差，數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的信息不能得到很好的利用。此外，以往的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，大多是針對特定的項目進(jìn)行開發(fā)，專用性強(qiáng)但應(yīng)用范圍比較局限，當(dāng)出現(xiàn)新的需求時，就必須開發(fā)新的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。這個過程中的重復(fù)勞動浪費(fèi)了大量的時間和資源，使得生產(chǎn)成本增加，資源分配不夠合理。基于此，研究穩(wěn)定性好、功能強(qiáng)大、應(yīng)用范圍廣泛的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)顯得尤為迫切。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明正是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種適用多種工況的可配置遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該技術(shù)方案是針對現(xiàn)有生產(chǎn)線上數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的局限性，研制適用范圍廣的實(shí)時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采集得到的數(shù)據(jù)對后續(xù)的操作(如故障診斷和產(chǎn)品質(zhì)量預(yù)測)奠定了基礎(chǔ)，對提高產(chǎn)品質(zhì)量有著重要意義。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下，一種適用多種工況的可配置遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括生產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集端和遠(yuǎn)程服務(wù)器；所述生產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集端和遠(yuǎn)程服務(wù)器之間通過WiFi通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；所述生產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集端包括生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集模塊、MCU模塊、通訊模塊和SD卡存儲模塊；所述生產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集端以MCU模塊為控制中心，8個數(shù)據(jù)采集通道進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；所述通訊模塊和SD卡存儲模塊分別連接到MCU模塊。所述遠(yuǎn)程服務(wù)器包括HTTP接口、數(shù)據(jù)庫和工業(yè)云平臺系統(tǒng)。

所述生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集模塊提供模擬信號采集通道和數(shù)字信號采集通道兩種，一共有8個數(shù)據(jù)采集通道，其中，4個數(shù)據(jù)采集通道直接連接數(shù)字式傳感器，另外4個數(shù)據(jù)采集通道通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接模擬式傳感器。模擬信號采集通道均包含4個IO口(電源、地、數(shù)據(jù)線和時鐘線)，數(shù)字信號采集通道均包含3個IO口(電源、地和數(shù)據(jù)線)。

所述生產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集端采用模塊化設(shè)計，包括MCU模塊、通訊模塊、SD卡存儲模塊、穩(wěn)壓供電電路、下載復(fù)位電路、晶振電路以及外設(shè)接口。其中，MCU模塊，包括ARM最小系統(tǒng)、穩(wěn)壓供電電路、下載復(fù)位電路、各種傳感器及外設(shè)接口；通訊模塊，包括WiFi通信模塊和HMI串口屏通信模塊2種。通訊模塊使用了3個USART串口。其中，USART1用作串口調(diào)試，USART2用作與WiFi模塊通信，完成采集數(shù)據(jù)的上傳，USART3用作與觸摸屏通信，完成采集終端的WiFi連接配置以及采集通道配置。除了上述的2個USART串口以外，生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集終端還預(yù)留了一個RS485接口和兩個SPI接口，用于后續(xù)功能的拓展。