CN111678547A - 一种仪表电信号采集传输的方法 - Google Patents

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顾鹏程
陶庭
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Abstract

本发明涉及一种仪表电信号采集传输的方法，首先，压力传感器、温度传感器和流量计分别采集压力信号、温度信号和流量信号，通过数据转换器转换为PLC控制器可识别的中间信号，其次，查看PLC模拟量的换算范围，并将采集各信号的格式统一为MODBUS‑RTU信号格式；最后，将PLC测量的模拟量换算成仪表的工程量，通过相应通讯线将MODBUS‑RTU信号格式的数据收集整理；上位机直接和PLC通讯显示实际值，并且显示对应点的各测量值的报警上下限的值，若超出安全范围时，则发出响亮的报警声，同时该上位机将数值信号发送至云服务器。本发明便于生产人员了解整个车间的生产情况，提高管理效率。

Description

一种仪表电信号采集传输的方法
技术领域
本发明涉及自动化仪表检测领域，特别涉及一种仪表电信号采集传输的方法。
背景技术
随着新世纪高分子化学、分子生物学、生命科学、临床医学、药学、材料、环境监测与控制等高新科技与产业的发展，仪表仪器在当今社会的发展中起着极大的作用，在工业、农业、科研、军事中都起着重要的作用，仪器仪表的应用范围已经覆盖了人类活动的所有领域。
无论是生产建设领域，还是环境保护监测领域，为提高效率，降低成本，都大量使用自动化仪表对相关的物理量、物质成分及物性参数进行检测计算。然而传统的计量仪表(包括煤气表、水表、电表、热能表等)的计量数据的采集是靠人工抄表计数器值来实现，现场仪表都现场观察，自动化程度较低。当在油田、化工、炼油、煤气、化肥、天然气等安全性要求高以及有毒、有害、易燃、易爆等环境恶劣的条件下使用的非电量仪表，由于抄表工作的不便和危险，给各有关部门和企业对整个系统的远程监控增加了工作难度。
此外，传统的仪表设备输出为模拟量，远距离传输容易受干扰，当节点数量多时，布线难度也随之增加。智能仪表虽然带有微处理器，并且强化了总线通讯功能，但是没有控制功能。微处理器作为仪表的专用设备，其开放性差，也造成了资源的浪费。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种便于生产人员了解整个车间的生产情况，提高管理效率的仪表电信号采集传输的方法。
实现本发明目的的技术方案是：一种仪表电信号采集传输的方法，包括工业计算机、PLC信号控制单元、仪表、压力传感器、温度传感器和流量计；所述工业计算机与PLC信号控制单元以太网通讯连接；所述仪表、压力传感器、温度传感器和流量计均与PLC信号控制单元电气连接；首先，压力传感器、温度传感器和流量计分别采集压力信号、温度信号和流量信号，通过数据转换器转换为PLC控制器可识别的中间信号，其次，查看PLC模拟量的换算范围，并将采集压力信号、温度信号和流量信号的格式统一为MODBUS-RTU信号格式；最后，将PLC测量的模拟量换算成仪表的工程量，通过相应通讯线将MODBUS-RTU信号格式的数据收集整理；上位机直接和PLC通讯显示实际值，并且显示对应点的压力传感器、温度传感器和流量计测量值的报警上下限的值，若超出安全范围时，则发出响亮的报警声，同时该上位机将数值信号发送至云服务器。
上述技术方案所述PLC信号控制单元用于控制所述温度信号采集电路和所述温度信号处理电路，该PLC信号控制单元包括PLC控制器、数据转换器和存储单元，该PLC控制器与所述温度信号采集电路、温度信号处理电路相连；该数据转换器用于读取所述温度信号处理电路的输出信号并将其转换成数字信号，这些数字信号被存储在所述存储单元中。
上述技术方案还包括目标数据校验，对数据收集整理后的目标数据包进行CRC校验，判断是否出现发送误码，当CRC校验结果为发送误码时，向所述仪表反馈重发数据信号；当CRC校验结果为发送正确时，在相应的信道上向仪表反馈接收成功信号。
上述技术方案所述PLC的开关量通道连接多个仪表端口，PLC识别连接对应仪表的唯一通讯地址，当中心站发出启动指令时进入采集启命令打开，采集启命令打开倒计时5S，判断运行状态，当运行状态关闭时打开内部联锁；当运行状态打开时关闭内部联锁。
上述技术方案还具有用于HART通信功能及控制电流输出，将PLC控制器发送过来的数据进行变换，并与PLC控制器发送过来的变换结果进行比较并输出的第二处理器；第二处理器与PLC控制器通过串行接口进行数据传输，PLC控制器将数据发送给第二处理器，当比较结果不一致时，第二处理器控制仪表发送报警信号，比较结果一致时，则直接显示数值。
采用上述技术方案后，本发明具有以下积极的效果：
（1）本发明的仪表显示的电信号通过上位机传输到看板统一显示，便于生产人员了解整个车间的生产情况，提高管理效率。
（2）本发明实时监测系统的运行情况，设备遇到异常会提示相应的报警信息，通知现场操作人员，还可以通过各种图表和报表查看生产信息。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明的原理框图。
具体实施方式
（实施例1）
本发明涉及一种仪表电信号采集传输的方法，包括工业计算机1、PLC信号控制单元2、仪表3、压力传感器4、温度传感器5和流量计6；所述工业计算机1与PLC信号控制单元2以太网通讯连接；所述仪表3、压力传感器4、温度传感器5和流量计6均与PLC信号控制单元2电气连接；其特征在于，首先，压力传感器4、温度传感器5和流量计6分别采集压力信号、温度信号和流量信号，通过数据转换器9转换为PLC控制器可识别的中间信号，其次，查看PLC模拟量的换算范围，并将采集压力信号、温度信号和流量信号的格式统一为MODBUS-RTU信号格式；最后，将PLC测量的模拟量换算成仪表的工程量，通过相应通讯线将MODBUS-RTU信号格式的数据收集整理；上位机直接和PLC通讯显示实际值，并且显示对应点的压力传感器4、温度传感器5和流量计6测量值的报警上下限的值，若超出安全范围时，则发出响亮的报警声，同时该上位机将数值信号发送至云服务器。
PLC信号控制单元2用于控制温度信号采集电路7和温度信号处理电路8，该PLC信号控制单元2包括PLC控制器10、数据转换器9和存储单元11，该PLC控制器10与所述温度信号采集电路7、温度信号处理电路8相连；该数据转换器9用于读取所述温度信号处理电路8的输出信号并将其转换成数字信号，这些数字信号被存储在所述存储单元11中。
还包括目标数据校验，对数据收集整理后的目标数据包进行CRC校验，判断是否出现发送误码，当CRC校验结果为发送误码时，向所述仪表反馈重发数据信号；当CRC校验结果为发送正确时，在相应的信道上向仪表反馈接收成功信号。
PLC的开关量通道连接多个仪表端口，PLC识别连接对应仪表的唯一通讯地址，当中心站发出启动指令时进入采集启命令打开，采集启命令打开倒计时5S，判断运行状态，当运行状态关闭时打开内部联锁；当运行状态打开时关闭内部联锁。
还具有用于HART通信功能及控制电流输出，将PLC控制器发送过来的数据进行变换，并与PLC控制器发送过来的变换结果进行比较并输出的第二处理器；第二处理器与PLC控制器通过串行接口进行数据传输，PLC控制器将数据发送给第二处理器，当比较结果不一致时，第二处理器控制仪表发送报警信号，比较结果一致时，则直接显示数值。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，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 (5)

1.一种仪表电信号采集传输的方法，包括工业计算机、PLC信号控制单元、仪表、压力传感器、温度传感器和流量计；所述工业计算机与PLC信号控制单元以太网通讯连接；所述仪表、压力传感器、温度传感器和流量计均与PLC信号控制单元电气连接；其特征在于，首先，压力传感器、温度传感器和流量计分别采集压力信号、温度信号和流量信号，通过数据转换器转换为PLC控制器可识别的中间信号，其次，查看PLC模拟量的换算范围，并将采集压力信号、温度信号和流量信号的格式统一为MODBUS-RTU信号格式；最后，将PLC测量的模拟量换算成仪表的工程量，通过相应通讯线将MODBUS-RTU信号格式的数据收集整理；上位机直接和PLC通讯显示实际值，并且显示对应点的压力传感器、温度传感器和流量计测量值的报警上下限的值，若超出安全范围时，则发出响亮的报警声，同时该上位机将数值信号发送至云服务器。
2.根据权利要求1所述的仪表电信号采集传输的方法，其特征在于：所述PLC信号控制单元用于控制温度信号采集电路和温度信号处理电路，该PLC信号控制单元包括PLC控制器、数据转换器和存储单元，该PLC控制器与所述温度信号采集电路、温度信号处理电路相连；该数据转换器用于读取所述温度信号处理电路的输出信号并将其转换成数字信号，这些数字信号被存储在所述存储单元中。
3.根据权利要求2所述的仪表电信号采集传输的方法，其特征在于：还包括目标数据校验，对数据收集整理后的目标数据包进行CRC校验，判断是否出现发送误码，当CRC校验结果为发送误码时，向所述仪表反馈重发数据信号；当CRC校验结果为发送正确时，在相应的信道上向仪表反馈接收成功信号。
4.根据权利要求2或3所述的仪表电信号采集传输的方法，其特征在于：所述PLC的开关量通道连接多个仪表端口，PLC识别连接对应仪表的唯一通讯地址，当中心站发出启动指令时进入采集启命令打开，采集启命令打开倒计时5S，判断运行状态，当运行状态关闭时打开内部联锁；当运行状态打开时关闭内部联锁。
5.根据权利要求2或3所述的仪表电信号采集传输的方法，其特征在于：还具有用于HART通信功能及控制电流输出，将PLC控制器发送过来的数据进行变换，并与PLC控制器发送过来的变换结果进行比较并输出的第二处理器；第二处理器与PLC控制器通过串行接口进行数据传输，PLC控制器将数据发送给第二处理器，当比较结果不一致时，第二处理器控制仪表发送报警信号，比较结果一致时，则直接显示数值。
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