[發明專利]一種基于PLC的高速數據采集與控制系統

在審

• 申請號: 202011565095.3
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112631196A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 楊佳彬;荊晶;祁中寬;李超;姚望
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七0三研究所
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05;G01M15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明的目的在于提供一種基于PLC的高速數據采集與控制系統，上位機HMI界面與下位機PLC通過倍福ADS通訊協議進行上下位機數據交互，PCI插槽安裝有網卡，網卡連接現場EtherCAT總線與Profinet總線；EtherCAT總線通過網線與現場總線分站的倍福E總線端子輸入模塊、倍福E總線端子輸出模塊相連接；倍福E總線端子輸入模塊與執行設備連接；倍福E總線端子輸出模塊與傳感器、設備反饋裝置相連接；Profinet總線通過網線與除執行設備、傳感器、設備反饋裝置之外的控制單元相連接。本發明將高速數據采集與控制集于一個系統，PLC數據采集采用二維數組緩存的方式，實現高速數據采集；最后PLC采集數據的同時一并保存了當前采樣時間點，保證數據的真實性。

技術領域

本發明涉及的是一種自動控制裝置，具體地說是數據采集與控制系統。

背景技術

目前航空發動機飛、發附機匣試驗器與直升機主減速器試驗臺等類似試驗臺對數據采集系統的采樣頻率越來越高，同時此類試驗器還兼備一系列自動化控制操作；此外隨著該類試驗器增加的試驗種類越來越多，很多試驗內容對數據采集系統的采樣頻率有更嚴格的要求，例如：力加載試驗、振動分析監測、扭矩脈動試驗等。

目前該類試驗器多采用以下幾種數據采集與控制方式：一、獨立數據采集系統，即將邏輯控制作為數采系統的一部分，比如NI采集系統，二、數據采集系統與控制系統分離，即獨立數采系統比如NI數采系統，二者數據通過總線或以太網進行通訊；三、通過PLC進行數據采集與控制，例如西門子400系列PLC配合ET200SP系列從站并以WINCC作為上位機HMI界面。以上方案存在以下幾點溫度：方案一中高速數據采集系統只能做簡單邏輯控制，無法滿足現階段試驗器對邏輯控制的要求，方案二中兩系統通過總線進行數據交互，雖然做到了高速數據采集，但是由于PLC接受到的數據與采集系統不同步，故無法控制一些高速相應控制器，如液壓缸、伺服閥等；方案三通過PLC將數采系統與控制集為一體的方案，由于傳統PLC工作機制限制或上下位機數據傳輸周期較長，無法滿足高速數據采集、存儲及一些高速控制器。

發明內容

本發明的目的在于提供解決集高速數據采集與控制于一體的系統所存在問題的一種基于PLC的高速數據采集與控制系統。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明一種基于PLC的高速數據采集與控制系統，其特征是：上位機HMI界面與下位機PLC通過倍福ADS通訊協議進行上下位機數據交互，PCI插槽安裝有倍福FC9022網卡，FC9022網卡連接現場EtherCAT總線與Profinet總線；EtherCAT總線通過網線與現場總線分站的倍福E總線端子輸入模塊、倍福E總線端子輸出模塊相連接；倍福E總線端子輸入模塊與工業現場的執行設備連接，對其進行輸出控制；倍福E總線端子輸出模塊與工業現場的傳感器、設備反饋裝置相連接，對其進行數據采集；Profinet總線通過網線與除執行設備、傳感器、設備反饋裝置之外的控制單元相連接。

本發明還可以包括：

1、下位機PLC中做二維數組緩存，上位機每隔20ms通過ADS協議讀取一次下位機PLC中二維數組緩存，實現高速數據采集。

本發明的優勢在于：首先本發明將高速數據采集與控制集于一個系統，簡化了系統結構；其次PLC數據采集采用二維數組緩存的方式，實現高速數據采集；最后PLC采集數據的同時一并保存了當前采樣時間點，保證數據的真實性。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為下位機軟件數據采集程序流程圖；

圖3為上位機通訊部分程序流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖舉例對本發明做更詳細地描述：