專(zhuān)利名稱：分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，具體涉及一種分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在工業(yè)工礦企業(yè)中，為實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)內(nèi)各類(lèi)電氣設(shè)備的自動(dòng)化和信息化管理，傳統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)手段是采用基于“組態(tài)軟件+服務(wù)器+PLC”搭建平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各類(lèi)電氣設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)控。具體的，搭建平臺(tái)的過(guò)程為將電氣設(shè)備所在的整體區(qū)域劃分為若干個(gè)子區(qū)域，即將分散的數(shù)據(jù)點(diǎn)局部集中化，然后在每個(gè)子區(qū)域均配備一套組態(tài)軟件和服務(wù)器。但是，目前，廣泛存在有數(shù)據(jù)點(diǎn)分散廣的企業(yè)，例如造船企業(yè)，當(dāng)采用上述方式搭建平臺(tái)時(shí)，具有以下缺陷(一)由于每一個(gè)子區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)點(diǎn)較少，所以，在每個(gè)子區(qū)域均配備一套組態(tài)軟件和服務(wù)器會(huì)造成空間、人力和物力的浪費(fèi)；(二)由于在每個(gè)子區(qū)域均配備一套組態(tài)軟件，所以，需要使用的組態(tài)軟件的數(shù)量較多，但是，不同廠家的組態(tài)軟件因存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)格式的區(qū)別而無(wú)法互換通用，所以，一方面，需要二次開(kāi)發(fā)才能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)不同廠家的組態(tài)軟件之間的互聯(lián)通信，增加了企業(yè)成本；另一方面，在擴(kuò)展和后期維護(hù)上會(huì)受到諸多限制。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型提供一種分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，具有成本低、部署簡(jiǎn)單、維護(hù)方便和擴(kuò)展性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下本實(shí)用新型提供一種分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，包括分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)、存儲(chǔ)器、供電電源、數(shù)據(jù)中心服務(wù)器和至少一個(gè)數(shù)據(jù)采集單元；所述分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)分別與所述存儲(chǔ)器、所述供電電源、所述數(shù)據(jù)中心服務(wù)器和所述數(shù)據(jù)采集單元連接。優(yōu)選的，所述分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)和/或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與所述數(shù)據(jù)中心服務(wù)器連接。優(yōu)選的，所述分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)通過(guò)RS485總線和/或CAN總線和/或RS232線纜和/或RJ45線纜與所述數(shù)據(jù)采集單元連接。優(yōu)選的，所述分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)設(shè)置有USB接口，所述USB接口連接有RS-485總線擴(kuò)展板；所述RS485總線的一端連接到所述RS-485總線擴(kuò)展板，所述RS485總線的另一端連接到所述數(shù)據(jù)采集單元。優(yōu)選的，還包括數(shù)據(jù)歸檔服務(wù)器和/或OPC客戶端；所述分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)與所述數(shù)據(jù)歸檔服務(wù)器連接；所述分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)通過(guò)OPC標(biāo)準(zhǔn)通信接口與所述OPC客戶端連接。優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集單元包括模擬量數(shù)據(jù)采集單元和開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)采集單元。[0012]優(yōu)選的，所述模擬量數(shù)據(jù)采集單元包括傳感器、信號(hào)調(diào)整電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；所述傳感器、所述信號(hào)調(diào)整電路和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路順次連接。優(yōu)選的，所述傳感器包括溫度傳感器和/或壓力傳感器和/或液位傳感器和/或流量傳感器。優(yōu)選的，還包括驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入端與所述分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)連接，所述驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與電氣設(shè)備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)或開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)連接。優(yōu)選的，所述驅(qū)動(dòng)電路為繼電器。本實(shí)用新型的有益效果如下本實(shí)用新型提供的分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，具有以下優(yōu)點(diǎn)(I)數(shù)據(jù)采集單元根據(jù)需要可以靈活部署，具有成本低、部署簡(jiǎn)單和維護(hù)方便的優(yōu)占.(2)通過(guò)RS-485總線擴(kuò)展板可以方便的向系統(tǒng)接入數(shù)據(jù)采集單元，具有擴(kuò)展性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)；(3)數(shù)據(jù)采集單元既包括模擬量數(shù)據(jù)采集單元又包括開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)采集單元，可以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的采集電氣設(shè)備的多種狀態(tài)參數(shù)，有利于遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各類(lèi)電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，提高現(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)備運(yùn)行的安全性；(4)分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)前置，距現(xiàn)場(chǎng)的電氣設(shè)備的距離較近，既提高了數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性，同時(shí)，也降低了網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，降低了網(wǎng)絡(luò)通信的風(fēng)險(xiǎn)。(5)分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)實(shí)時(shí)獲取電氣設(shè)備的各類(lèi)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，通過(guò)分析運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)可以得出被監(jiān)控電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，而且，遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器可以調(diào)用分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)的被監(jiān)控電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，從而方便遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的電氣設(shè)備，保障了電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。

圖I為本實(shí)用新型提供的分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明如圖I所示，本實(shí)用新型提供的分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，包括分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)、存儲(chǔ)器、供電電源、數(shù)據(jù)中心服務(wù)器和至少一個(gè)數(shù)據(jù)采集單元；所述分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)分別與所述存儲(chǔ)器、所述供電電源、所述數(shù)據(jù)中心服務(wù)器和所述數(shù)據(jù)采集單元連接。其中，分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)和/或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與所述數(shù)據(jù)中心服務(wù)器連接。分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)通過(guò)RS485總線和/或CAN總線和/或RS232線纜和/或RJ45線纜與數(shù)據(jù)采集單元連接。還包括數(shù)據(jù)歸檔服務(wù)器和/或OPC客戶端；所述分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)與所述數(shù)據(jù)歸檔服務(wù)器連接；分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)內(nèi)置實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，其中，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)采集單元上傳的各類(lèi)狀態(tài)數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性；將上述狀態(tài)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)加工和計(jì)算后存放于歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中。歷史數(shù)據(jù)庫(kù)具有開(kāi)放式接口，并根據(jù)定制需要，將歷史數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)周期上傳到數(shù)據(jù)歸檔服務(wù)器中。具體的，可以采用批量數(shù)據(jù)傳輸方式向數(shù)據(jù)歸檔服務(wù)器上傳數(shù)據(jù)，從而保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕档途W(wǎng)絡(luò)占用率。所述分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)通過(guò)OPC標(biāo)準(zhǔn)通信接口與所述OPC客戶端連接。通過(guò)OPC標(biāo)準(zhǔn)通信接口，提供對(duì)外訪問(wèn)的OPC客戶端接口，允許第三方的OPC客戶端訪問(wèn)分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；提供實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)服務(wù)，通過(guò)可配置的采集周期將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存取在數(shù)據(jù)緩存區(qū)中，供上層應(yīng)用使用，或第三方OPC客戶端的訪問(wèn)。另外，分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)設(shè)置有USB接口，所述USB接口連接有RS-485總線擴(kuò)展板；所述RS485總線的一端連接到所述RS-485總線擴(kuò)展板，所述RS485總線的另一端連接到所述數(shù)據(jù)采集單元。通過(guò)RS-485總線擴(kuò)展板，提高了分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)的擴(kuò)展 性，方便數(shù)據(jù)采集單元接入分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)。本實(shí)用新型中，數(shù)據(jù)采集單元包括模擬量數(shù)據(jù)采集單元和開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)采集單元。模擬量數(shù)據(jù)采集單元包括傳感器、信號(hào)調(diào)整電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；所述傳感器、所述信號(hào)調(diào)整電路和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路順次連接。傳感器包括溫度傳感器和/或壓力傳感器和/或液位傳感器和/或流量傳感器。其工作過(guò)程為傳感器采集被監(jiān)測(cè)的電氣設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)，將該狀態(tài)經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)整后傳輸給模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后傳輸給分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。當(dāng)電氣設(shè)備運(yùn)行異常時(shí)，分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)啟動(dòng)報(bào)警設(shè)備進(jìn)行本地報(bào)警或遠(yuǎn)程報(bào)警。還包括驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入端與所述分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)連接，所述驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與電氣設(shè)備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)或開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)連接。驅(qū)動(dòng)電路可以為繼電器。實(shí)際應(yīng)用中，分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路向電氣設(shè)備發(fā)送控制信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)控制電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的目的。本實(shí)用新型中，分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)基于Windows的· NET Framework 4. O平臺(tái)，分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)基于可擴(kuò)展的思路，對(duì)系統(tǒng)的各模塊進(jìn)行了可擴(kuò)展式的設(shè)計(jì)，以便適用更多的應(yīng)用場(chǎng)合。具體的，分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)采用可擴(kuò)展的工廠設(shè)計(jì)模式，對(duì)IO驅(qū)動(dòng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，可根據(jù)實(shí)際需要擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)程序，具有Modbus RTU、Modbus TCP、DT/L645-1997、DT/L645-2007四種標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)通信協(xié)議。此外，嵌入了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)所需要的數(shù)學(xué)模型以及控制策略，為各種管控需求提供生產(chǎn)數(shù)據(jù)服務(wù)，并為生產(chǎn)計(jì)劃的實(shí)施制定控制策略，從而提升生產(chǎn)管控的精度。綜上所述，本實(shí)用新型提供的分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，具有以下優(yōu)點(diǎn)(I)數(shù)據(jù)采集單元根據(jù)需要可以靈活部署，具有成本低、部署簡(jiǎn)單和維護(hù)方便的優(yōu)占.(2)通過(guò)RS-485總線擴(kuò)展板可以方便的向系統(tǒng)接入數(shù)據(jù)采集單元，具有擴(kuò)展性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)；(3)數(shù)據(jù)采集單元既包括模擬量數(shù)據(jù)采集單元又包括開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)采集單元，可以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的采集電氣設(shè)備的多種狀態(tài)參數(shù)，有利于遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各類(lèi)電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，提高現(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)備運(yùn)行的安全性；(4)分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)前置，距現(xiàn)場(chǎng)的電氣設(shè)備的距離較近，既提高了數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性，同時(shí)，也降低了網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，降低了網(wǎng)絡(luò)通信的風(fēng)險(xiǎn)。(5)分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)實(shí)時(shí)獲取電氣設(shè)備的各類(lèi)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，通過(guò)分析運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)可以得出被監(jiān)控電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，而且，遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器可以調(diào)用分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)的被監(jiān)控電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，從而方便遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的電氣設(shè)備，保障了電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)、存儲(chǔ)器、供電電源、數(shù)據(jù)中心服務(wù)器和至少一個(gè)數(shù)據(jù)采集單元；所述分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)分別與所述存儲(chǔ)器、所述供電電源、所述數(shù)據(jù)中心服務(wù)器和所述數(shù)據(jù)采集單元連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)和/或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與所述數(shù)據(jù)中心服務(wù)器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)通過(guò)RS485總線和/或CAN總線和/或RS232線纜和/或RJ45線纜與所述數(shù)據(jù)采集單元連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)設(shè)置有USB接口，所述USB接口連接有RS-485總線擴(kuò)展板；所述RS485總線的一端連接到所述RS-485總線擴(kuò)展板，所述RS485總線的另一端連接到所述數(shù)據(jù)采集單
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，還包括數(shù)據(jù)歸檔服務(wù)器和/或OPC客戶端；所述分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)與所述數(shù)據(jù)歸檔服務(wù)器連接；所述分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)通過(guò)OPC標(biāo)準(zhǔn)通信接口與所述OPC客戶端連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集單元包括模擬量數(shù)據(jù)采集單元和開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)采集單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述模擬量數(shù)據(jù)采集單元包括傳感器、信號(hào)調(diào)整電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；所述傳感器、所述信號(hào)調(diào)整電路和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路順次連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器包括溫度傳感器和/或壓力傳感器和/或液位傳感器和/或流量傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，還包括驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入端與所述分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)連接，所述驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與電氣設(shè)備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)或開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電路為繼電器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，包括分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)、存儲(chǔ)器、供電電源、數(shù)據(jù)中心服務(wù)器和至少一個(gè)數(shù)據(jù)采集單元；所述分布式數(shù)據(jù)采集前置機(jī)分別與所述存儲(chǔ)器、所述供電電源、所述數(shù)據(jù)中心服務(wù)器和所述數(shù)據(jù)采集單元連接。具有成本低、部署簡(jiǎn)單、維護(hù)方便和擴(kuò)展性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G05B19/418GK202758232SQ20122045128
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月5日
發(fā)明者陳煒, 呂潔 申請(qǐng)人:北京中船信息科技有限公司