[實(shí)用新型]基于邊緣計(jì)算技術(shù)的模擬量信號(hào)采集功能模塊及采集系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201922497321.8
• 申請(qǐng)日: 2019-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN210954703U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 谷洪群
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 和晟嘉信（北京）科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G05B19/042
• 分類(lèi)號(hào): G05B19/042
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本實(shí)用新型涉及一種基于邊緣計(jì)算技術(shù)的模擬量信號(hào)采集功能模塊及采集系統(tǒng)，屬于工控設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，該采集功能模塊包括：模擬量采集單元，其輸入端與傳感器直連，用于不通過(guò)PLC從所述傳感器采集模擬量信號(hào)；CPU單元，其模擬量輸入端與所述模擬量采集電路的輸出端耦接，用于對(duì)接收的模擬量信號(hào)進(jìn)行邊緣計(jì)算、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)；RS485總線通訊單元，其與CPU單元連接，用于將數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)接收裝置；以及以太網(wǎng)通訊單元，其與CPU單元連接，用于將數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)接收裝置。本實(shí)用新型具有包含信號(hào)采集、總線通訊、存儲(chǔ)、計(jì)算、轉(zhuǎn)發(fā)功能，能夠直接連接傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，適用于多數(shù)傳感器，實(shí)用性較高。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及工控設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于邊緣計(jì)算技術(shù)的模擬量信號(hào)采集功能模塊。

背景技術(shù)

以推進(jìn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展為導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、實(shí)現(xiàn)智能制造的大背景下，很多企業(yè)投身于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的大潮之中。要實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的智能制造，其中最底層的一環(huán)是進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，為了解決海量數(shù)據(jù)采集上傳給系統(tǒng)帶來(lái)的高并發(fā)、實(shí)時(shí)性差的問(wèn)題，目前普遍的做法是采用邊緣計(jì)算的方式。

工廠大型設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制大多使用PLC，現(xiàn)有的采集裝置/模塊采集數(shù)據(jù)都只能實(shí)現(xiàn)模塊與PLC之間的通訊，數(shù)據(jù)也是從PLC中取得，一些模塊本身也具有轉(zhuǎn)發(fā)功能，可以把數(shù)據(jù)發(fā)送到本地服務(wù)器或者云服務(wù)器。但是，客觀存在的問(wèn)題的是工廠生產(chǎn)線上使用的PLC，基本都是PLC設(shè)備廠家提供，無(wú)論是工廠方還是PLC設(shè)備方，都不愿意利用第三方提供的采集模塊在自己的設(shè)備上修改或者取得數(shù)據(jù)，原因是PLC用于設(shè)備控制，那么里面的PLC程序的變動(dòng)有可能會(huì)影響到生產(chǎn)線上的設(shè)備的穩(wěn)定性，一般的工廠方或者PLC設(shè)備方都是不允許第三方直接去查看或者修改PLC程序。那么，如果要對(duì)設(shè)備進(jìn)行智能改造只能找一些標(biāo)準(zhǔn)的模塊，或者獲得工廠方和PLC設(shè)備方雙方許可配合第三方的采集模塊廠家來(lái)修改，即工廠方同意連接設(shè)備的PLC，PLC設(shè)備廠家配合修改程序，只有在幾方均配合的前提下，這種數(shù)據(jù)采集模塊才能夠安裝、使用，因此，這類(lèi)模塊使用空間小，實(shí)用性較低。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的之一是提供一種基于邊緣計(jì)算技術(shù)的模擬量信號(hào)采集功能模塊，包含信號(hào)采集、總線通訊、存儲(chǔ)、計(jì)算、轉(zhuǎn)發(fā)功能，能夠直接連接傳感器，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，適用于多數(shù)傳感器，實(shí)用性較高。

本實(shí)用新型的上述實(shí)用新型目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：一種基于邊緣計(jì)算技術(shù)的模擬量信號(hào)采集功能模塊，包括：模擬量采集單元，其輸入端與傳感器直連，用于不通過(guò)PLC從所述傳感器采集模擬量信號(hào)；CPU單元，其模擬量輸入端與所述模擬量采集電路的輸出端耦接，用于通過(guò)邊緣計(jì)算技術(shù)對(duì)接收的模擬量信號(hào)進(jìn)行邊緣計(jì)算、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)；RS485總線通訊單元，其與CPU單元連接，用于將數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)接收裝置；以及以太網(wǎng)通訊單元，其與CPU單元連接，用于將數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)接收裝置。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，模擬量采集單元能夠采集傳感器的模擬量信號(hào)，微控制單元能夠進(jìn)行邊緣計(jì)算、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)功能，同時(shí)，該功能模塊還具有RS485總線通訊和以太網(wǎng)通訊，采集的數(shù)據(jù)不需要經(jīng)過(guò)PLC，可以直接上傳至數(shù)據(jù)接收裝置，方便工廠方數(shù)據(jù)的獲取和監(jiān)控，采用本實(shí)用新型的功能模塊，在進(jìn)行工廠系統(tǒng)新建和工廠智能改造時(shí)，不需要改動(dòng)PLC程序，不會(huì)對(duì)設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性造成影響，同時(shí)，克服了三方協(xié)調(diào)配合的客觀難題，適用空間較大，實(shí)用性較強(qiáng)，對(duì)于新安裝傳感器的數(shù)據(jù)采集非常適用。

本實(shí)用新型在一較佳示例中可以進(jìn)一步配置為：所述CPU單元為基于ARM的32位微控制器。

本實(shí)用新型在一較佳示例中可以進(jìn)一步配置為：所述模擬量采集單元包括4-20mA、0-20mA、±10mA、0-20mV、0-75mV、0-5V、0-10V、±50mV、±100mV、±5V的其中任意一種或者任意兩種及兩種以上的組合的模擬量信號(hào)的采集電路。

本實(shí)用新型在一較佳示例中可以進(jìn)一步配置為：所述以太網(wǎng)通訊單元通過(guò)接插件與所述CPU單元連接。