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生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)
（作者未知） 2009/9/27
摘要：隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的迅速提高，計(jì)算機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。人們對(duì)工業(yè)自動(dòng)化的要求越來越高，PLC、智能模塊、智能儀表、變頻器、數(shù)據(jù)采集板卡等設(shè)備的運(yùn)用越來越普及，通過RS-232C接口可以方便的將設(shè)備與計(jì)算機(jī)連接起來，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。并通過計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大的運(yùn)算能力和存儲(chǔ)能力對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。因此采用智能儀表-計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集、處理系統(tǒng)可以極大的提高我廠的自動(dòng)化生產(chǎn)水平。通過使用通用的工業(yè)監(jiān)控軟件，對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行管理級(jí)別上的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集�，F(xiàn)場(chǎng)操作人員和管理人員都可以看到各種數(shù)據(jù)，管理人員不需要深入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，就可以獲得實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，優(yōu)化控制現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。本文中以電解槽溫度、壓力參數(shù)的數(shù)據(jù)采集、處理為例，對(duì)如何達(dá)到這一目的進(jìn)行初步的探討。
關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)采集RS232/RS485轉(zhuǎn)換器組態(tài)軟件
（一）數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)
數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)主要用于對(duì)生產(chǎn)過程中大量數(shù)據(jù)（如溫度，壓力，流量，速度，位移等）作巡回檢測(cè)，進(jìn)行收集，記錄統(tǒng)計(jì)，運(yùn)算，分析，判斷等處理最后又顯示器或打印機(jī)列出結(jié)果。如某項(xiàng)數(shù)據(jù)越出設(shè)定界限時(shí)，系統(tǒng)還會(huì)自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警，提醒操作人員及時(shí)處理。
這種系統(tǒng)可以代替常規(guī)儀表，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行集中式的實(shí)時(shí)監(jiān)視。各種數(shù)據(jù)的積累和實(shí)時(shí)分析，可以作為指導(dǎo)生產(chǎn)的人工操作信息，還能用于生產(chǎn)過程的趨勢(shì)分析和預(yù)測(cè)。
數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)并不能直接控制生產(chǎn)過程，嚴(yán)格意義上說，這種系統(tǒng)并不是控制系統(tǒng)，因此它要輔以人工控制或其他控制裝置，來完成對(duì)生產(chǎn)過程的控制作用。
在工業(yè)生產(chǎn)過程中，往往出現(xiàn)大量連續(xù)變化的工藝參數(shù)，這些參數(shù)中有些事獨(dú)立的，有些事相互連續(xù)的，為了保證生產(chǎn)過程的正常進(jìn)行，分析評(píng)價(jià)工程的優(yōu)劣，以便及時(shí)調(diào)整工藝和某些給定參數(shù)，盡量使生產(chǎn)過程優(yōu)化，就必須重視各類數(shù)據(jù)的采集，處理和傳送。
1、數(shù)據(jù)采集，處理和傳送系統(tǒng)的基本功能：
1）對(duì)多個(gè)輸入通道的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)能夠按照順序逐個(gè)檢測(cè)，或按指令對(duì)某一通道進(jìn)行檢測(cè)。
2）能夠?qū)λ杉臄?shù)據(jù)進(jìn)行檢查和處理。
3）當(dāng)采集的數(shù)據(jù)超出上限或下限值時(shí)，系統(tǒng)能夠產(chǎn)生聲光報(bào)警，提示操作人員處理。
4）在系統(tǒng)內(nèi)部能存儲(chǔ)采集數(shù)據(jù)
5）能定時(shí)或按需隨時(shí)以表格形式打印采集數(shù)據(jù)。
6）具有實(shí)時(shí)時(shí)鐘。
7）系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，可隨時(shí)接受鍵盤命令，以達(dá)到隨時(shí)選擇采集，顯示，打印的目的。
2、數(shù)據(jù)采集與實(shí)時(shí)顯示的一般結(jié)構(gòu)（圖1）
1）外部硬件設(shè)備。如PLC、智能模塊、智能儀表、變頻器、數(shù)據(jù)采集板卡等。
2）常規(guī)通訊連接接口（如串口方式、USB接口方式、以太網(wǎng)、總線、GPRS等）進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。用來傳送數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)運(yùn)行所需的數(shù)據(jù)、狀態(tài)和控制信號(hào)。
3）應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話界面實(shí)用程序生成器，可以產(chǎn)生在管理級(jí)別上的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集。現(xiàn)場(chǎng)操作人員和管理人員都可以看到各種數(shù)據(jù)，管理人員不需要深入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，就可以獲得實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，優(yōu)化控制現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
4）計(jì)算機(jī)，又稱上位機(jī)或主機(jī)。存儲(chǔ)、處理所采集的數(shù)據(jù)，以供隨時(shí)顯示、打印。
（二）我廠目前數(shù)據(jù)采集，處理和傳送方式
目前我廠經(jīng)過技術(shù)改造，生產(chǎn)自動(dòng)化有一定的提高。但在生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集，處理方面還存在手工記錄、匯總。電解槽電壓溫度記錄，造粒塔運(yùn)行記錄，硅整流運(yùn)行記錄等都是手工記錄。已不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。因此迫切需要對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集、處理方式做出改進(jìn)。
（三）以電解槽電壓溫度記錄為例說明如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集、處理。
1、數(shù)據(jù)采集的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
我廠現(xiàn)有8臺(tái)電解槽，每臺(tái)電解槽有溫度、電壓顯示。由于在本系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集設(shè)備遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過2臺(tái)，所以必須使用RS-485作為通訊介質(zhì)。RS-485采用平衡發(fā)射和差分接收，具有抑制共模干擾的能力。RS-485用于多點(diǎn)互聯(lián)時(shí)非常方便，可以省掉許多信號(hào)線，采用RS-485允許最多并聯(lián)32臺(tái)設(shè)備。RS-485為半雙工接口，采用雙向單信道連接方式。在RS-485網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)站點(diǎn)有固定的地址。同一時(shí)刻只能有一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，而其他站點(diǎn)則只能處于接收狀態(tài)，以免發(fā)生數(shù)據(jù)碰撞錯(cuò)誤。每個(gè)儀表都采用F&B系列智能數(shù)字顯示控制儀表。該儀表自帶RS-485隔離通訊接口。將8臺(tái)儀表的RS-485接口通過普通雙絞線屏蔽型STP-1200(RS-485)onepair26-18AWG(使用與室內(nèi)、管道及一般工業(yè)環(huán)境。使用時(shí)屏蔽層一端接地)連接。
上位計(jì)算機(jī)通過RS-232接口（RS232接口就是串口，電腦機(jī)箱后面（未完，下一頁）
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