CN104132726A - 信号处理装置与方法、称重系统及搅拌站 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种信号处理装置与方法、称重系统及搅拌站，其中，该信号处理装置包括：多个AD采集单元，用于与多个称重传感器的输出口一一对应连接；处理单元，与多个AD采集单元连接，用于根据每一称重传感器的输出信息与预设的该称重传感器的输出正常范围的对比结果，确定称重传感器的输出信息是否在相应的输出正常范围内，并在确定不在相应的输出正常范围内时，生成称重传感器的故障信息；通信单元，用于传送称重传感器的输出信息及称重传感器的故障信息。本发明能对每个称重传感器故障时的信号进行分析判断，并将故障信息通过总线传输给配料控制终端，能保证称量的准确性；同时因能自动判断传感器的故障，无需要人工排查，效率高。
Description
技术领域
本发明涉及信号处理领域，特别是指一种信号处理装置与方法、称重系统及搅拌站。
背景技术
现有技术中，混凝土搅拌站配料控制一般使用分布式控制系统，该分布式控制系统具体包括一套主机和多个显示采集控制模块。其中显示采集控制模块的主要功能包括两个方面，一是用于采集和处理传感器信息，二是显示传感器信息和控制过程信息，并进行相应的配料控制。然而，显示控制与传感器信息采集一体化的显示采集控制模块存在诸多不足，如：系统布线复杂，信息采集与显示控制不能并行进行等。
为克服上述显示采集控制模块的不足，专利号为200620051933.4的文献公开了一种搅拌站的称重传感器信息采集装置，它包括处理单元、CAN(Controller Area Network,控制器局域网络)总线通信单元、电源单元和多路对称平衡前置输入单元，多个传感器输入信号通过该多路对称平衡前置输入单元处理(包括滤波、放大、转换等)后由处理单元进行处理，进而由CAN总线通信单元传输。该文献内容中，当其中一个或多个传感器故障时，该多路对称平衡前置输入单元的输出信号可能仍在正常范围内，处理单元无法分析并判断故障信号，仍然通过CAN总线通信单元正常向控制终端发送信息，导致称量不准，造成损失；同时处理单元无法自动判断故障的传感器，需要人工排查，效率低。
发明内容
本发明旨在提供一种信号处理装置，以解决现有信号处理装置无法识别传感器故障带来的不足。
一方面，本发明提供一种信号处理装置，用于对多个称重传感器的输出数据进行处理，所述信号处理装置包括：多个AD(Analog To Digital，，模拟/数字)采集单元，用于与所述多个称重传感器的输出口一一对应连接；处理单元，与所述多个AD采集单元连接，用于根据每一所述称重传感器的输出信息与预设的该称重传感器的输出正常范围的对比结果，确定所述称重传感器的输出信息是否在相应的所述输出正常范围内，并在确定不在相应的输出正常范围内时，生成所述称重传感器的故障信息；通信单元，用于传送所述称重传感器的输出信息及所述称重传感器的故障信息。
进一步地，所述通信单元包括至少两种基于不同总线通信协议的通信单元。
进一步地，所述通信单元包括基于CAN通信协议的通信单元、基于CANopen通讯协议的通讯单元、基于RS485通信协议的通信单元及基于Profibus通信协议的通信单元中的至少两种。
进一步地，所述处理单元包括输出选择子单元，用于根据预设的各所述通信单元的优先级，选择用于传送所述称重传感器的输出信息及所述称重传感器的故障信息的通信单元。
进一步地，所述通信单元具有用于将自身状态信息发送至所述处理单元的状态反馈口；所述输出选择子单元用于根据所述状态反馈口发送的状态信息确定优先级别高的所述通信单元是否正常工作，并选择优先级别高且正常工作的通信单元传送所述称重传感器的输出信息及所述称重传感器的故障信息。
进一步地，所述处理单元还包括处理子单元，用于根据各所述称重传感器的输出信息处理得到各所述称重传感器的总输出信息，以及将所述总输出信息发送至所述通信单元。
另一方面，本发明提供一种称重系统，包括多个称重传感器，所述称重系统还包括所述的信号处理装置。
又一方面，本发明提供一种搅拌站，设置有所述的称重系统。
再一方面，本发明提供一种信号处理方法，用于对多个称重传感器的输出数据进行处理，其特征在于，所述信号处理方法包括：多个AD采集单元一一对应接收多个称重传感器的输出信息；处理单元根据每一所述称重传感器的输出信息与预设的该称重传感器的输出正常范围的对比结果，确定所述称重传感器的输出信息是否在相应的输出正常范围内，并在确定不在相应的输出正常范围内时，生成所述称重传感器的故障信息；所述处理单元将所述称重传感器的输出信息及所述称重传感器的故障信息发送至总线。
进一步地，在所述“将所述称重传感器的输出信息及所述称重传感器的故障信息发送至总线”步骤之前还包括：所述处理单元接收各通信单元的状态信息；根据各所述通信单元的状态信息确定优先级别高的所述通信单元是否正常工作，并选择预设的优先级别高且正常工作的通信单元传送所述称重传感器的输出信息及所述称重传感器的故障信息；或/和；所述处理器根据各所述称重传感器的输出信息处理得到各所述称重传感器的总输出信息，以及将所述总输出信息发送至所述总线。
本发明信号处理装置及方法通过采用多个独立AD采集单元；每个称重传感器通过一个独立的AD采集单元将信号传输给处理单元，处理单元可对每个称重传感器故障时的信号进行分析判断，并将故障信息通过总线传输，能避免现有技术中处理单元无法分析并判断故障信号，导致称量不准，造成损失的不足；同时能避免现有技术中处理单元无法自动判断故障的传感器，需要人工排查，效率低的不足。
上述称重系统及搅拌站具有该信号处理装置，且具有相应的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的信号处理装置的结构框图；为方便理解，图1中还示出了多个称重传感器；
图2为本发明实施例提供的信号处理方法的流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
参见图1，其示出了本发明提供的信号处理装置的优选实施例。该信号处理装置用于对多个称重传感器的输出数据进行处理，所述信号处理装置包括：多个AD采集单元，用于与所述多个称重传感器的输出口一一对应连接，每一AD采集单元可以包括滤波、放大及转换电路等；处理单元，与所述多个AD采集单元连接，用于根据每一所述称重传感器的输出信息与预设的该称重传感器的输出正常范围的对比结果，确定所述称重传感器的输出信息是否在相应的输出正常范围内，并在确定不在相应的输出正常范围内时，生成所述称重传感器的故障信息；通信单元，用于传送所述称重传感器的输出信息及所述称重传感器的故障信息。
上述方案中，信号处理装置包括多个独立AD采集单元、处理单元和通信单元；处理单元负责整个信号处理装置的控制和数据处理功能，处理单元通过AD采集单元接收称重传感器的信号，针对所接入的每个称重传感器具有故障诊断功能，并通过通信单元和外界通信，能避免现有技术中处理单元无法分析并判断故障信号，导致称量不准，造成损失的不足；同时能避免现有技术中处理单元无法自动判断故障的传感器，需要人工排查，效率低的不足。
优选地，所述通信单元包括至少两种基于不同总线通信协议的通信单元。具体地，如图1所示，所述通信单元包括基于CAN通信协议的通信单元、基于CANopen通讯协议的通讯单元、基于RS485通信协议的通信单元及基于Profibus通信协议的通信单元。相比于现有技术只有一种总线通信方式，导致应用单一，且当总线故障时，配料系统不得不停止工作，无备选通信方式，冗余性差的诸多不足而言，本实施例信号处理装置具备多种总线通信协议的通信单元(接口)，应用场合丰富，当正在工作的总线故障时可切换到另一种总线通信，提高了系统可靠性。
优选地，所述处理单元包括输出选择子单元(图中未示出)，用于根据预设的各所述通信单元的优先级，选择用于传送所述称重传感器的输出信息及所述称重传感器的故障信息的通信单元。通过对各通信单元预先设置优先级，可以根据实际需要选定优先级别高的通信单元进行通信。
进一步优选地，所述通信单元具有用于将自身状态信息发送至所述处理单元的状态反馈口(图中未示出)；所述输出选择子单元用于根据所述状态反馈口发送的状态信息确定优先级别高的所述通信单元是否正常工作，并选择优先级别高且正常工作的通信单元传送所述称重传感器的输出信息及所述称重传感器的故障信息。通过根据状态反馈口反馈的各通信单元的状态信息，可以及时地确定通信单元是否正常工作，进行便于自动进行通信单元的选择，实现了信息传输的自动化。
优选地，所述处理单元还包括处理子单元(图中未示出)，用于根据各所述称重传感器的输出信息处理得到各所述称重传感器的总输出信息，以及将所述总输出信息发送至所述通信单元。通过处理子单元处理得到各所述称重传感器的总输出信息，便于根据该总输出信息进行后续分析。
本实施例通过采用多个独立AD采集单元；每个称重传感器通过一个独立的AD采集单元将信号传输给处理单元，处理单元可对每个称重传感器故障时的信号进行分析判断，并将故障信息通过总线传输给配料控制终端，能保证称量的准确性；同时能自动判断故障的传感器，无需人工排查，效率高；此外，处理单元和基于至少两种不同总线通信协议的通信单元连接，当正在工作的总线故障时可切换到另一种总线通信，提高了系统可靠性。
本发明还提供一种称重系统，包括多个称重传感器及上述信号处理装置。此外，本发明还提供一种搅拌站，设置有所述的称重系统。上述称重系统及搅拌站具有该信号处理装置，且具有相应的技术效果。
如图2所示，本发明还提供一种信号处理方法，该方法主要是对应于图1中信号处理装置的流程，对图1的解释说明可以适用于本实施例，该方法用于对多个称重传感器的输出数据进行处理，包括：
步骤S21：AD采样，即各AD采集单元一一对应采集多个称重传感器的输出信息；
步骤S22：数字滤波处理，即各AD采集单元分别对各称重传感器的输出信息进行数字滤波处理；
步骤S23：传感器数据处理及故障诊断，即处理单元接收经各AD采集单元滤波处理后的多个称重传感器的输出信息，并根据每一所述称重传感器的输出信息与预设的该称重传感器的输出正常范围的对比结果，确定所述称重传感器的输出信息是否在相应的输出正常范围内，且在确定不在相应的输出正常范围内时，生成所述称重传感器的故障信息；将所述称重传感器的输出信息及所述称重传感器的故障信息发送至总线；
优选地，在包括多个基于不同总线通信协议的通信接口时，处理器还可以接收各通信单元的状态信息，并根据各所述通信单元的状态信息确定优先级别高的所述通信单元是否正常工作，且选择预设的优先级别高且正常工作的通信单元传送所述称重传感器的输出信息及所述称重传感器的故障信息至总线；
优选地，总线上除了传输每个称重传感器的信号数据及每个称重传感器的故障信息数据以外，还可以传输所有称重传感器的总信号数据；为此，处理单元还可以根据各所述称重传感器的输出信息处理得到各所述称重传感器的总输出信息，以及将所述总输出信息发送至所述总线；
步骤S23：通讯，即总线传输上述称重传感器的输出信息、所述称重传感器的故障信息及所述总输出信息至外界设备(如配料控制终端)。
本实施例通过多个独立AD采集单元一一对应采集多个称重传感器的输出信息；单独对每个称重传感器故障时的信号进行分析判断，并将故障信息通过总线传输给配料控制终端，能保证称量的准确性；同时能自动判断故障的传感器，无需要人工排查，效率高；此外，处理单元根据各通信单元的状态信息选择优选级别高且正常工作的通信单元进行数据传输，当正在工作的总线故障时可切换到另一种总线通信，提高了系统可靠性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种信号处理装置，用于对多个称重传感器的输出数据进行处理，其特征在于，所述信号处理装置包括：
多个AD采集单元，用于与所述多个称重传感器的输出口一一对应连接；
处理单元，与所述多个AD采集单元连接，用于根据每一所述称重传感器的输出信息与预设的该称重传感器的输出正常范围的对比结果，确定所述称重传感器的输出信息是否在相应的所述输出正常范围内，并在确定不在相应的输出正常范围内时，生成所述称重传感器的故障信息；
通信单元，用于传送所述称重传感器的输出信息及所述称重传感器的故障信息。
2.根据权利要求1所述的信号处理装置，其特征在于，所述通信单元包括至少两种基于不同总线通信协议的通信单元。
3.根据权利要求2所述的信号处理装置，其特征在于，所述通信单元包括基于CAN通信协议的通信单元、基于CANopen通讯协议的通讯单元、基于RS485通信协议的通信单元及基于Profibus通信协议的通信单元中的至少两种。
4.根据权利要求2或3所述的信号处理装置，其特征在于，所述处理单元包括输出选择子单元，用于根据预设的各所述通信单元的优先级，选择用于传送所述称重传感器的输出信息及所述称重传感器的故障信息的通信单元。
5.根据权利要求4所述的信号处理装置，其特征在于，所述通信单元具有用于将自身状态信息发送至所述处理单元的状态反馈口；
所述输出选择子单元用于根据所述状态反馈口发送的状态信息确定优先级别高的所述通信单元是否正常工作，并选择优先级别高且正常工作的通信单元传送所述称重传感器的输出信息及所述称重传感器的故障信息。
6.根据权利要求5所述的信号处理装置，其特征在于，所述处理单元还包括处理子单元，用于根据各所述称重传感器的输出信息处理得到各所述称重传感器的总输出信息，以及将所述总输出信息发送至所述通信单元。
7.一种称重系统，包括多个称重传感器，其特征在于，所述称重系统还包括如权利要求1-6中任一项所述的信号处理装置。
8.一种搅拌站，其特征在于，设置有如权利要求7所述的称重系统。
9.一种信号处理方法，用于对多个称重传感器的输出数据进行处理，其特征在于，所述信号处理方法包括：
多个AD采集单元一一对应接收多个称重传感器的输出信息；
处理单元根据每一所述称重传感器的输出信息与预设的该称重传感器的输出正常范围的对比结果，确定所述称重传感器的输出信息是否在相应的输出正常范围内，并在确定不在相应的输出正常范围内时，生成所述称重传感器的故障信息；
所述处理单元将所述称重传感器的输出信息及所述称重传感器的故障信息发送至总线。
10.根据权利要求9所述的信号处理方法，其特征在于，
在所述“将所述称重传感器的输出信息及所述称重传感器的故障信息发送至总线”步骤之前还包括：所述处理单元接收各通信单元的状态信息；根据各所述通信单元的状态信息确定优先级别高的所述通信单元是否正常工作，并选择预设的优先级别高且正常工作的通信单元传送所述称重传感器的输出信息及所述称重传感器的故障信息；或/和；
所述处理器根据各所述称重传感器的输出信息处理得到各所述称重传感器的总输出信息，以及将所述总输出信息发送至所述总线。
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