CN104932408A - 一种基于rtu与实时数据库的工业实时数据采集系统 - Google Patents

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肖文豪
纪扬
仲峻云
李文兵
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/05—Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts

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Abstract

一种基于RTU与实时数据库的工业实时数据采集系统，涉及实时数据采集领域。包括：上位机、关系数据库、实时数据库、RTU设备、PLC设备、仪表和阀门。上位机与实时数据库和关系数据库分别连接，关系数据库与实时数据库相连接，实时数据库通过工业以太网与各RTU设备连接，RTU设备通过以太网接口、RS232接口或RS485接口与PLC、仪表和阀门连接，PLC、仪表和阀门设备，用于采集工业现场的温度、湿度、液位、压力、流量、开关状态、角度、开度等数据。优点在于，采用RTU设备的多采集端口对PLC、仪表和阀门的实时数据信号进行统一采集和转换，隔离了物理设备与工业以太网，优化了底层设备的网络结构，具有良好的可扩展性。RTU设备有高效的采集速率，采集频率达百毫秒级。

Description

一种基于RTU与实时数据库的工业实时数据采集系统
技术领域
本发明涉及实时数据采集领域，尤其涉及一种基于RTU(Remote Terminal Unit，远程终端单元)与实时数据库的工业实时数据采集系统。
背景技术
随着现代工业的发展，生产过程中产生的生产数据愈发增多，工业企业对于生产过程数据的采集、存储与监控的要求越来越高。由于生产过程产生的数据有效期短，而且数据量大，需要秒级甚至毫秒级的数据采集处理，所以实时数据采集系统的应用便成为必然趋势。目前的实时数据采集系统大多单纯的使用实时数据库进行采集，但是实时数据库很难直接采集仪表和阀门的数据，同时采集PLC、仪表和阀门不能做到网络结构的统一性和扩展性，已经难以满足企业需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于RTU与实时数据库的工业实时数据采集系统，解决了背景技术部分提到的实时数据库同时采集PLC、仪表和阀门的网络结构统一性和扩展性的问题。为达到此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明包括：上位机、关系数据库、实时数据库、RTU设备、PLC设备、仪表和阀门。
所述的上位机与实时数据库和关系数据库分别连接，用于查询、监控及解析采集到的PLC、仪表和阀门的实时数据和历史数据。
所述的关系数据库与实时数据库相连接，用于将部分或者所有的实时数据存储为历史数据。
所述的实时数据库通过工业以太网与各RTU设备连接，用于将各RTU采集站中的实时数据集中采集。
所述的RTU设备通过以太网接口、RS232接口或RS485接口与PLC、仪表和阀门连接，用于控制PLC、仪表和阀门的数据采集，或者根据情况做变量变化，如进行瞬时量的累积和单位转换等。
所述的PLC、仪表和阀门设备，用于采集工业现场的温度、湿度、液位、压力、流量、开关状态、角度、开度等数据。
特别地，所述的RTU设备应包括CPU模块、电源模块、RS232和RS485串行端口、以太网接口,各模块按照CPU模块、电源模块、串口模块和以太网模块的顺序插入带有CPU槽、电源模块槽以及通讯模块槽的底板，底板用于将各模块固定在机架上。
特别地，所述的RTU设备可以接入专用的校时与定位模块。
本发明提供的基于RTU与实时数据库的工业实时数据采集系统结构，基于各采集站不同设备产生的大量实时数据考虑，采用RTU设备的多采集端口对PLC、仪表和阀门的实时数据信号进行统一采集和转换，隔离了物理设备与工业以太网，优化了底层设备的网络结构，具有良好的可扩展性。RTU设备有着高效的采集速率，采集频率可达百毫秒级，在对实时数据采集频率要求高的系统中有着优秀表现。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基于RTU与实时数据库的工业实时数据采集系统的原理结构图。其中，上位机101、关系数据库102、实时数据库103、RTU设备104、PLC设备105、仪表106、阀门107。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
请参照附图所示，附图为本发明实施例提供的基于RTU与实时数据库的工业实时数据采集系统原理结构图。
本实施例中基于RTU与实时数据库的工业数据采集系统包括：上位机101、关系数据库(Oracle)102、实时数据库(Agilor)103、RTU设备(Tbox)104、PLC设备105、仪表设备106以及阀门设备107。
所述上位机101与关系数据库102和实时数据库103连接，用于查询及显示经RTU设备104采集的相关历史数据和实时数据。
于本实施例，上位机101运行软件基于组态软件开发，具有良好的人机交互和系统可扩展性。
所述关系数据库102与实时数据库103连接，用于存储历史数据。
所述实时数据库103与RTU设备104连接，用于采集通过RTU设备采集的实时数据。
所述RTU设备104与PLC设备105、仪表设备106以及阀门设备107连接，用于采集其设备的瞬时状态，瞬时值，并进行数据转换或者瞬时量累积，还用于作为网关隔离物理设备与整个网络。
所述RTU设备104包括CPU模块以及与其连接的电源模块、RS232接口、RS485接口、以太网接口。
所述PLC设备105、仪表设备106以及阀门设备107，在RTU设备的控制下，对温度、湿度、液位、压力、流量、开关状态、角度、开度等大量工业数据进行采集。
本发明的工作原理如下：在RTU设备104的控制下，各采集站将PLC设备105、仪表设备106、阀门设备107中的数据进行采集、单位转换和累积，实时数据库103将各RTU采集站中的实时数据进行存储，通过API或者规则编辑器的方式将数据存入关系数据库102。通过上位机101进行组态界面的监视与控制，并随时获取实时数据或者历史数据。
本发明提供的基于RTU与实时数据库的工业实时数据采集系统结构，基于各采集站不同设备产生的大量实时数据考虑，采用RTU设备的多采集端口对PLC、仪表和阀门的实时数据信号进行统一采集和转换，隔离了物理设备与工业以太网，优化了底层设备的网络结构，具有良好的可扩展性。RTU设备有着高效的采集速率，采集频率可达百毫秒级，在对实时数据采集频率要求高的系统中有着优秀表现。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于RTU与实时数据库的工业实时数据采集系统，其特征在于，包括上位机、关系数据库、实时数据库、RTU设备、PLC设备、仪表和阀门；
所述的上位机与实时数据库和关系数据库分别连接，用于查询、监控及解析采集到的PLC、仪表和阀门的实时数据和历史数据；
所述的关系数据库与实时数据库相连接，用于将部分或者所有的实时数据存储为历史数据；
所述的实时数据库通过工业以太网与各RTU设备连接，用于将各RTU采集站中的实时数据集中采集；
所述的RTU设备通过以太网接口、RS232接口或RS485接口与PLC、仪表和阀门连接，用于控制PLC、仪表和阀门的数据采集，或者根据情况做变量变化，进行瞬时量的累积和单位转换；
所述的PLC、仪表和阀门设备，用于采集工业现场的温度、湿度、液位、压力、流量、开关状态、角度、开度数据。
2.根据权利要求1所述的基于RTU与实时数据库的工业实时数据采集系统，其特征在于，所述的RTU设备包括CPU模块、电源模块、RS232和RS485串行端口、以太网接口，各模块按照CPU模块、电源模块、串口模块和以太网模块的顺序插入带有CPU槽、电源模块槽以及通讯模块槽的底板，底板用于将各模块固定在机架上。
3.根据权利要求1所述的基于RTU与实时数据库的工业实时数据采集系统，其特征在于，所述的RTU设备接入专用的校时与定位模块。
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