CN109936608B - 一种粒子数据检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种粒子数据检测系统，包括数据采集单元、控制单元和人机交互单元，数据采集单元包括多种不同类型的接口，控制单元包括数据处理模块、方案配置模块、与不同类型接口相对应的数据采集驱动模块、动态数据输入接口和动态数据输出接口；数据采集单元经不同接口依次经数据采集驱动模块和动态数据输入接口与数据处理模块相连，再经动态数据输出接口与人机交互单元相连；方案配置模块用于选择一个与接口相对应的信号输送通道；数据采集单元经接口将数据发送至数据采集驱动模块，再通过动态数据输入接口进行识别，经数据处理模块进行处理后，再经动态输出接口输出至人机交互单元。本发明的粒子数据检测系统具有接口丰富、灵活性高等优点。
Description
技术领域
本发明主要涉及医药、食品包装技术领域，特指一种粒子数据检测系统。
背景技术
现有的现场粒子数据采集方案通过以太网通信方式（采用Modbus-TCP的通讯协议）对现场数据进行采集，数据采集方案的实现的系统框图如图1所示，主要包括：
现场数据采集模块：主要作用是由现场数据采集终端将现场的粒子检测数据进行采样、记录和保存，现场粒子数据采集设备集成有以太网硬件接口，上位机可以采用Modbus-TCP通讯协议对现场采样的粒子数据进行提取；
现场控制器：通过基于Modbus-TCP通讯协议的驱动对现场粒子数据进行提取，并将提取的现场粒子数据放入动态数据输入接口，由数据处理模型对提取的数据进行解码、计算、编码等分析处理，并将处理后的数据放入动态数据输出接口进行识别和暂存；和
基于Windows的人机显示系统：此部分主要作用是将现场控制器动态数据输出接口暂存的数据进行现场人机互动显示，现场操作人员根据数据信息可以进行生产、报警、记录、停机等操作。
以上的技术方案存在以下不足：现场粒子数据采集方式单一，只适用于基于Modbus-TCP通讯协议的现场采集设备，对于基于Modbus-RTU通讯协议的现场采集设备并不适用。现场粒子数据采集方式对粒子数据采集设备的品牌有依赖性，数据采集驱动是基于特定品牌的Modbus-TCP通讯协议开发的，如果设备产生变更，驱动的适应性降低，需要对软件的驱动进行新的配置或开发。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种接口丰富、灵活性高的粒子数据检测系统。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种粒子数据检测系统，包括数据采集单元、控制单元和人机交互单元，所述数据采集单元包括多种不同类型的接口，所述控制单元包括数据处理模块、方案配置模块、与不同类型接口相对应的数据采集驱动模块、动态数据输入接口和动态数据输出接口；所述数据采集单元经不同接口依次经对应的数据采集驱动模块和动态数据输入接口与数据处理模块相连，再经对应的动态数据输出接口与人机交互单元相连；所述方案配置模块位于所述数据处理模块与动态数据输出模块之间，用于选择其中一个与接口相对应的信号输送通道；所述数据采集单元经选择的接口将现场粒子检测数据发送至对应的数据采集驱动模块，再通过动态数据输入接口对粒子检测数据进行识别与储存，经数据处理模块进行分析处理后，再经对应的动态输出接口输出至人机交互单元。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述人机交互单元包括与接口相对应的数据采集驱动模块和动态数据输出接口，所述控制单元内设有人机交互单元相对应的动态数据输入接口，所述接口依次经人机交互单元内的数据采集驱动模块、动态数据输出接口、控制单元内的动态数据输入接口与数据处理模块相连。
所述人机交互单元包括基于Windows的人机交互系统和基于WinCE的人机交互系统。
所述人机交互单元内设置有显示模块，用于显示经方案配置模块选择的信号输送通道输出的粒子检测数据。
所述接口包括以太网接口和RS422/485接口。
所述数据采集驱动模块、动态数据输入接口和动态数据输出接口的数量均为两个，分别对应于以太网接口和RS422/485接口。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的粒子数据检测系统，数据采集单元内设有不同类型的接口，控制单元内设有与不同类型接口相对应的信号输送通道，并经方案配置模块基于现场硬件情况选择合适的信号输送通道进行粒子检测数据的传输，从而提高了系统的灵活性。
附图说明
图1为现有技术中的系统方框结构图。
图2为本发明的系统方框结构图。
图中标号表示：1、数据采集单元；2、控制单元；3、人机交互单元。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
如图2所示，本实施例的粒子数据检测系统，包括数据采集单元1、控制单元2和人机交互单元3，数据采集单元1包括多种不同类型的接口，控制单元2包括数据处理模块、方案配置模块、与不同类型接口相对应的数据采集驱动模块、动态数据输入接口和动态数据输出接口；数据采集单元1经不同接口依次经对应的数据采集驱动模块和动态数据输入接口与数据处理模块相连，再经对应的动态数据输出接口与人机交互单元3相连；方案配置模块位于数据处理模块与动态数据输出模块之间，用于选择其中一个与接口相对应的信号输送通道；数据采集单元1经选择的接口将现场粒子检测数据发送至对应的数据采集驱动模块，再通过动态数据输入接口对粒子检测数据进行识别与储存，经数据处理模块进行分析处理后，再经对应的动态输出接口输出至人机交互单元3。本发明的粒子数据检测系统，数据采集单元1内设有不同类型的接口，控制单元2内设有与不同类型接口相对应的信号输送通道，并经方案配置模块基于现场硬件情况选择合适的信号输送通道进行粒子检测数据的传输，从而提高了系统的灵活性。
本实施例中，人机交互单元3包括与接口相对应的数据采集驱动模块和动态数据输出接口，控制单元2内设有人机交互单元3相对应的动态数据输入接口，接口依次经人机交互单元3内的数据采集驱动模块、动态数据输出接口、控制单元2内的动态数据输入接口与数据处理模块相连。
本实施例中，人机交互单元3包括基于Windows的人机交互系统和基于WinCE的人机交互系统。人机交互单元3内设置有显示模块，用于显示经方案配置模块选择的信号输送通道输出的粒子检测数据。
本实施例中，接口包括以太网接口和RS422/485接口；数据采集驱动模块、动态数据输入接口和动态数据输出接口的数量均为两个，分别对应于以太网接口和RS422/485接口。
下面以接口为以太网接口和RS422/485接口两种为例，结合附图2对本明各个部分的结构以及功能做进一步说明：
数据采集单元1中的现场数据采集终端集成以太网通讯接口，这种数据采集方式可直接与设备的局域网络（工业以太网）进行连接，通过现场控制单元2或者人机交互单元3集成的驱动进行数据采集；现场数据采集终端集成RS422/485通讯接口，这种数据采集方式需要配备与现场控制单元2匹配的通讯模块或者人机交互单元3集成RS422/485通讯接口。两种数据采集方式可灵活选择，增加了系统的兼容性。
控制单元2（现场控制器）：现场控制器硬件部分基于现场逻辑控制PLC，适用于西门子1200系列PLC、1500系列PLC、ET200系列远程站、300系列PLC；
如图2所示，具体部分如下：
数据采集驱动模块1#：此驱动根据Modbus-TCP通讯协议编写，适用于具有以太网通信接口的现场数据采集终端；
动态数据输入接口1#：用于识别和存储数据采集驱动模块1#提取的现场粒子检测数据；
数据采集驱动模块2#：此驱动根据Modbus-RTU通讯协议编写，适用于具有RS422/485通信接口得现场数据采集终端；
动态数据输入接口2#：用于识别和存储数据采集驱动模块2#提取的现场粒子检测数据；
动态数据输入接口3#：用于识别和存储人机交互单元3中动态数据输出接口3#中存储的现场粒子检测数据；
动态数据输入接口4#：用于识别和存储人机显示系统中动态数据输出接口4#中存储的现场粒子检测数据；
数据处理模块：对现场粒子检测数据进行输出处理和分析的核心模型；
方案配置模块：此模块是整个方案配置的核心指令，系统设计人员可根据实际的硬件设计方案对指令进行配置，选择与硬件系统匹配的数据采集驱动模块、动态数据输入接口和动态数据输出接口，从而使整个系统正常运行；
动态数据输出接口1#：现场控制器根据方案配置模块的选择输出对应信号通道的显示数据；
动态数据输出接口2#：现场控制器根方案配置指令原则的输出到基于WinCE的人机显示系统的显示数据；
现场控制器集成了不同的驱动和接口，为系统设计人员进行硬件设计的时候提供了灵活的选择方案。
人机交互单元3（人机显示系统），人机显示系统有两种选择方式：
一种为基于Windows的人机显示系统：适用于行业流行的SCADA组态软件，包括
数据采集驱动模块3#，此驱动根据Modbus-TCP通讯协议编写，适用于具有以太网通信接口的现场数据采集终端；
数据采集驱动模块4#，此驱动根据Modbus-RTU通讯协议编写，适用于具有RS422/485通信接口得现场数据采集终端；
动态数据输出接口3#：用于识别、存储和输出数据采集驱动模块3#提取的现场粒子检测数据；
动态数据输出接口4#：用于识别、存储和输出数据采集驱动模块4#提取的现场粒子检测数据；
显示接口：用于显示现场控制器根据方案配置指令选择由动态数据输出接口1#输出的离子检测显示数据。
另一种为基于WinCE的人机操作系统：适用于西门子的工业触摸屏系列，显示接口用于显示现场控制器根据方案配置指令选择由动态数据输出接口2#输出的离子检测显示数据。
本发明的粒子数据检测系统，分别集成于现场控制器和人机显示系统的两套数据采集驱动互相验证，对现场的故障提供了备用的解决方案。系统设计具有高度的灵活性，可根据不同的硬件需求进行设计；如现场数据采集部分可以适应不同的硬件接口，人机显示系统可以运用基于不同平台的SCADA软件；系统配置简单便捷，软件操作人员只需根据硬件设计配置与硬件匹配的方案配置指令，配置简单，实用性强；不同的通信模式下的相互验证，可减少调试难度。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。
Claims (5)
1.一种粒子数据检测系统，其特征在于，包括数据采集单元(1)、控制单元(2)和人机交互单元(3)，所述数据采集单元(1)包括多种不同类型的接口，所述控制单元(2)包括数据处理模块、方案配置模块、与不同类型接口相对应的数据采集驱动模块、动态数据输入接口和动态数据输出接口；所述数据采集单元(1)经不同接口依次经对应的数据采集驱动模块和动态数据输入接口与数据处理模块相连，再经对应的动态数据输出接口与人机交互单元(3)相连；所述方案配置模块位于所述数据处理模块与动态数据输出模块之间，用于选择其中一个与接口相对应的信号输送通道；所述数据采集单元(1)经选择的接口将现场粒子检测数据发送至对应的数据采集驱动模块，再通过动态数据输入接口对粒子检测数据进行识别与储存，经数据处理模块进行分析处理后，再经对应的动态输出接口输出至人机交互单元(3)；具体包括：
数据采集驱动模块1#：根据Modbus-TCP通讯协议编写，适用于具有以太网通信接口的现场数据采集终端；
动态数据输入接口1#：用于识别和存储数据采集驱动模块1#提取的现场粒子检测数据；
数据采集驱动模块2#：根据Modbus-RTU通讯协议编写，适用于具有RS422/485通信接口得现场数据采集终端；
动态数据输入接口2#：用于识别和存储数据采集驱动模块2#提取的现场粒子检测数据；
动态数据输入接口3#：用于识别和存储人机交互单元(3)中动态数据输出接口3#中存储的现场粒子检测数据；
动态数据输入接口4#：用于识别和存储人机显示系统中动态数据输出接口4#中存储的现场粒子检测数据；
人机交互单元(3)包括：
数据采集驱动模块3#，根据Modbus-TCP通讯协议编写，适用于具有以太网通信接口的现场数据采集终端；
数据采集驱动模块4#，根据Modbus-RTU通讯协议编写，适用于具有RS422/485通信接口得现场数据采集终端；
动态数据输出接口3#：用于识别、存储和输出数据采集驱动模块3#提取的现场粒子检测数据；
动态数据输出接口4#：用于识别、存储和输出数据采集驱动模块4#提取的现场粒子检测数据；
显示接口：用于显示现场控制器根据方案配置指令选择由动态数据输出接口1#输出的离子检测显示数据。
2.根据权利要求1所述的粒子数据检测系统，其特征在于，所述人机交互单元(3)包括与接口相对应的数据采集驱动模块和动态数据输出接口，所述控制单元(2)内设有人机交互单元(3)相对应的动态数据输入接口，所述接口依次经人机交互单元(3)内的数据采集驱动模块、动态数据输出接口、控制单元(2)内的动态数据输入接口与数据处理模块相连。
3.根据权利要求1所述的粒子数据检测系统，其特征在于，所述人机交互单元(3)包括基于Windows的人机交互系统和基于WinCE的人机交互系统。
4.根据权利要求1或2或3所述的粒子数据检测系统，其特征在于，所述接口包括以太网接口和RS422/485接口。
5.根据权利要求4所述的粒子数据检测系统，其特征在于，所述数据采集驱动模块、动态数据输入接口和动态数据输出接口的数量均为两个，分别对应于以太网接口和RS422/485接口。
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