CN112834062B - 一种基于感温元件的信号采集方法及系统 - Google Patents

一种基于感温元件的信号采集方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于感温元件的信号采集方法及系统，该方法包括：工程师站根据测点清单中的温度量程判断信号采集板卡所需配置的分段量程，将分段量程写入组态配置文件中；工程师站将组态配置文件传输至控制站；控制站接收组态配置文件，将组态配置文件发送至信号采集板卡；信号采集板卡根据组态配置文件中的分段量程设置板卡采集量程。该方法实现提高采集精度。

Description

一种基于感温元件的信号采集方法及系统
技术领域
本发明涉及感温元件技术领域，特别是涉及一种基于感温元件的信号采集方法及系统。
背景技术
核电站中的温度信号主要通过热电阻和热电偶进行采集，由于采集温度的区域不同，采集温度的量程也分为多种，且存在使用不同类型的热电阻和热电偶进行采集。目前国内外厂家主要通过以下方式进行热电阻/热电偶采集：(1)扩大板卡的采集范围，从而覆盖所有类型的热电阻/热电偶量程；(2)设置不同温度区间的采集范围，每个板卡只能设置一个采集范围，但需要维护人员在维护工具上对每个板卡进行配置；(3)开发多块单量程的板卡，提升整体采集精度。
现有实现方案中，需要是不同种类的板卡实现不同量程的信号采集，导致模块使用数量增加，对工程实施造成了影响；为了满足采集范围全的要求，部分厂家增大了板卡采集范围，此种方案导致了采集精度的下降；为了提升采集精度，部分厂家针对热电阻或热电偶采集装置设置了不同的采集量程用于配置，配置对象只能覆盖模块，无法对单独的通道进行配置，导致模块使用数量增加，对工程实施造成了影响；并且维护人员需要根据测点清单的工艺量程对每个模块进行配置，增加了人因失误，可能会导致采集信号量程与配置量程不符。因此如何提高采集精度是亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于感温元件的信号采集方法及系统，以实现提高采集精度。
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于感温元件的信号采集方法，包括：
工程师站根据测点清单中的温度量程判断信号采集板卡所需配置的分段量程，将分段量程写入组态配置文件中；
工程师站将组态配置文件传输至控制站；
控制站接收组态配置文件，将组态配置文件发送至信号采集板卡；
信号采集板卡根据组态配置文件中的分段量程设置板卡采集量程。
优选的，所述工程师站根据测点清单中的温度量程判断信号采集板卡所需配置的分段量程，将分段量程写入组态配置文件中，包括：
工程师站根据测点清单中的温度量程以及感温元件的类型计算温度量程对应的电阻值或者毫伏值；其中，感温元件包括热电阻或者热电偶；
工程师站根据电阻值或者毫伏值匹配板卡的各个通道的分段量程，并将分段量程的参数写入组态配置文件中。
优选的，所述工程师站通过下装方式将组态配置文件传输至控制站。
优选的，所述信号采集板卡根据组态配置文件中的分段量程设置板卡采集量程之后，还包括：
信号采集板卡根据组态配置文件中的分段量程进行信号的采集。
本发明还提供一种基于感温元件的信号采集系统，用于实现上述方法，包括：
工程师站，用于根据测点清单中的温度量程判断信号采集板卡所需配置的分段量程，将分段量程写入组态配置文件中；将组态配置文件传输至控制站；
控制站，用于接收组态配置文件，将组态配置文件发送至信号采集板卡；
信号采集板卡，用于根据组态配置文件中的分段量程设置板卡采集量程。
优选的，所述工程师站包括：
计算模块，用于根据测点清单中的温度量程以及感温元件的类型计算温度量程对应的电阻值或者毫伏值；其中，感温元件包括热电阻或者热电偶；
匹配模块，用于根据电阻值或者毫伏值匹配板卡的各个通道的分段量程，并将分段量程的参数写入组态配置文件中。
传输模块，用于将组态配置文件传输至控制站。
优选的，所述传输模块具体用于通过下装方式将组态配置文件传输至控制站。
优选的，所述信号采集板卡还用于根据组态配置文件中的分段量程进行信号的采集。
本发明所提供的一种基于感温元件的信号采集方法及系统，工程师站根据测点清单中的温度量程判断信号采集板卡所需配置的分段量程，将分段量程写入组态配置文件中；工程师站将组态配置文件传输至控制站；控制站接收组态配置文件，将组态配置文件发送至信号采集板卡；信号采集板卡根据组态配置文件中的分段量程设置板卡采集量程。可见，采集板卡支持多段量程配置，提升热电阻或热电偶采集板卡的采集分辨率，从而提升整体热电阻或热电偶精度，即采用了多段量程的设计，通过提升板卡的分辨率，进而提升整个采集链路的精度，如此提升热电阻或热电偶的采集精度，实现提高采集精度。
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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的一种基于感温元件的信号采集方法的流程图；
图2为本发明所提供的一种基于感温元件的信号采集系统结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种基于感温元件的信号采集方法及系统，以实现提高采集精度。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明所提供的一种基于感温元件的信号采集方法的流程图，该方法包括以下步骤：
S11：工程师站根据测点清单中的温度量程判断信号采集板卡所需配置的分段量程，将分段量程写入组态配置文件中；
S12：工程师站将组态配置文件传输至控制站；
S13：控制站接收组态配置文件，将组态配置文件发送至信号采集板卡；
S14：信号采集板卡根据组态配置文件中的分段量程设置板卡采集量程。
可见，该方法中，采集板卡支持多段量程配置，提升热电阻或热电偶采集板卡的采集分辨率，从而提升整体热电阻或热电偶精度，即采用了多段量程的设计，通过提升板卡的分辨率，进而提升整个采集链路的精度，如此提升热电阻或热电偶的采集精度，实现提高采集精度。
通过本方法解决热电阻或热电偶的采集范围、提升采集精度及降低手动配置导致的人因失误的技术问题。为了满足多种热电阻或热电偶信号的采集，将板卡的采集范围提升，能够采集各种类型的热电阻或热电偶信号。但采集范围越大，板卡的分辨率越低。为了提升热电阻或热电偶的采集精度，本方法采用了多段量程的设计，通过提升板卡的分辨率，进而提升整个采集链路的精度。
例如，以16位A/D为例，将满量程分为65535个刻度。每1个刻度为满量程的1/65535，约万分之0.15。如果满量程为-90mV～90mV，1个刻度对应电压为2.7466uV，即分辨率为2.7466uV。以K型热电偶为例，在温度下限附近每1℃变化1uV，分辨率最多引入2.7℃误差，在温度上限附近每1℃变化34uV，最多引入0.08℃，综合来看，最多引入2.7℃误差。如果满量程为-10mV～10mV，1个刻度对应电压为0.3052uV，即分辨率为0.3052uV，以K型热电偶为例，最多引入0.3℃误差。
由此可见，分段小量程，可以减小分辨率引入的误差，从而提升整体精度。
基于上述方法，进一步的，步骤S11包括以下步骤：
S21：工程师站根据测点清单中的温度量程以及感温元件的类型计算温度量程对应的电阻值或者毫伏值；
其中，感温元件包括热电阻或者热电偶；
S22：工程师站根据电阻值或者毫伏值匹配板卡的各个通道的分段量程，并将分段量程的参数写入组态配置文件中。
本方法可根据应用设置不同的分段量程，如电阻信号采集范围可设为40～140Ω、80～210Ω、90～290Ω、0～312.5Ω四个量程，热电偶信号可设置为-10～10mV、-10～20mV、-30～30mV、-90～90mV四个量程。
步骤S12中，所述工程师站通过下装方式将组态配置文件传输至控制站。
进一步的，步骤S14之后，信号采集板卡根据组态配置文件中的分段量程进行信号的采集。
由于板卡设计了多段量程，工程实施的时候工程人员需要根据测点清单中的工艺量程设置板卡对应的量程，增加了工程人员的工作量且存在组态错误的风险。针对多段量程的配置复杂性，本方法提供两种量程配置方式：
1、手动配置方式：工程人员根据温度量程手动选择装置对应分段量程；
2、自动配置方式：根据测点清单中配置的温度量程自动计算出该通道的板卡量程范围。具体过程如下：
(1)维护工具根据测点清单的温度量程及热电阻/热电偶信号类型自动换算温度量程对用的电阻/毫伏值；
(2)维护工具根据电阻/毫伏值自动匹配板卡的各个通道的分段量程，并将分段量程的参数写入到组态配置文件中；
(3)维护工具将组态配置文件下装至控制站，板卡根据分段量程进行信号的采集。
板卡的多段量程设计，适用于多种热电阻或热电偶信号采集。工程师站支持根据按照测点清单中热电阻或热电偶测点的工艺量程自动计算测点对应的电阻值或毫伏值，工程师站根据测点对应的电阻值或毫伏值判断测点对应通道的适用量程。
具体的，工程师站按照测点清单中热电阻或热电偶测点的工艺量程自动判断板卡应配置的采集量程，将选择的量程放入配置信息中，通过下装方式将配置信息传递至控制站；控制站中的控制器接收到配置信息，将配置信息传递至板卡，控制器的I/O算法也根据相关的量程进行设置；热电阻或热电偶采集板卡根据配置信息设置板卡采集量程。
可见，本方法中，热电阻或热电偶采集板卡支持多段量程配置，可提升热电阻或热电偶采集板卡的采集分辨率，从而提升系统整体热电阻或热电偶精度。支持按照通道进行量程配置，提升板卡通道使用率，节省机柜空间。工程师站支持按照测点清单中热电阻或热电偶测点的工艺量程自动判断板卡应配置的采集量程，减少工程实施人力及降低人因失误。
请参考图2，图2为本发明所提供的一种基于感温元件的信号采集系统结构示意图，该系统用于实现上述方法，该系统包括：
工程师站101，用于根据测点清单中的温度量程判断信号采集板卡所需配置的分段量程，将分段量程写入组态配置文件中；将组态配置文件传输至控制站；
控制站102，用于接收组态配置文件，将组态配置文件发送至信号采集板卡；
信号采集板卡103，用于根据组态配置文件中的分段量程设置板卡采集量程。
可见，该系统中，采集板卡支持多段量程配置，提升热电阻或热电偶采集板卡的采集分辨率，从而提升整体热电阻或热电偶精度，即采用了多段量程的设计，通过提升板卡的分辨率，进而提升整个采集链路的精度，如此提升热电阻或热电偶的采集精度，实现提高采集精度。
进一步的，所述工程师站包括：
计算模块，用于根据测点清单中的温度量程以及感温元件的类型计算温度量程对应的电阻值或者毫伏值；其中，感温元件包括热电阻或者热电偶；
匹配模块，用于根据电阻值或者毫伏值匹配板卡的各个通道的分段量程，并将分段量程的参数写入组态配置文件中。
传输模块，用于将组态配置文件传输至控制站。
进一步的，所述传输模块具体用于通过下装方式将组态配置文件传输至控制站。
进一步的，所述信号采集板卡还用于根据组态配置文件中的分段量程进行信号的采集。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上对本发明所提供的一种基于感温元件的信号采集方法及系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于感温元件的信号采集方法，其特征在于，包括：
工程师站根据测点清单中的温度量程判断信号采集板卡所需配置的分段量程，将分段量程写入组态配置文件中；
工程师站将组态配置文件传输至控制站；
控制站接收组态配置文件，将组态配置文件发送至信号采集板卡；
信号采集板卡根据组态配置文件中的分段量程设置板卡采集量程；
其中，所述工程师站根据测点清单中的温度量程判断信号采集板卡所需配置的分段量程，将分段量程写入组态配置文件中，包括：
工程师站根据测点清单中的温度量程以及感温元件的类型计算温度量程对应的电阻值或者毫伏值；其中，感温元件包括热电阻或者热电偶；
工程师站根据电阻值或者毫伏值匹配板卡的各个通道的分段量程，并将分段量程的参数写入组态配置文件中。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工程师站通过下装方式将组态配置文件传输至控制站。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信号采集板卡根据组态配置文件中的分段量程设置板卡采集量程之后，还包括：
信号采集板卡根据组态配置文件中的分段量程进行信号的采集。
4.一种基于感温元件的信号采集系统，其特征在于，用于实现如权利要求1至3中任意一项所述的方法，包括：
工程师站，用于根据测点清单中的温度量程判断信号采集板卡所需配置的分段量程，将分段量程写入组态配置文件中；将组态配置文件传输至控制站；
控制站，用于接收组态配置文件，将组态配置文件发送至信号采集板卡；
信号采集板卡，用于根据组态配置文件中的分段量程设置板卡采集量程；
所述工程师站包括：
计算模块，用于根据测点清单中的温度量程以及感温元件的类型计算温度量程对应的电阻值或者毫伏值；其中，感温元件包括热电阻或者热电偶；
匹配模块，用于根据电阻值或者毫伏值匹配板卡的各个通道的分段量程，并将分段量程的参数写入组态配置文件中。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述工程师站还包括：
传输模块，用于将组态配置文件传输至控制站。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述传输模块具体用于通过下装方式将组态配置文件传输至控制站。
7.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述信号采集板卡还用于根据组态配置文件中的分段量程进行信号的采集。
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