CN114035751A - 一种异常状态数据采集方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种异常状态数据采集方法，其在采集对象产生异常运作时，触发采集机制，从发生异常的瞬间开始记录数据，基于0.1秒的采集频段，前后采集各5秒形成一组数据记录。本发明提供的数据采集方案能够在保留现有大量数据传输并读取优点的情况下，大大提高数据采集的精度以及数据真实有效性。

Description

一种异常状态数据采集方法
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，具体涉及工业控制数据的采集处理技术。
背景技术
在工业控制上经常需要使用控制器模块，这些控制器模块采集机组运行的实时数据，历史数据等。为便于以后的数据查看等需求，数据会在在采集后上传至云端。主要技术通过单片机读取采集，在进行存储，存储后再与云端进行交互通讯。
大部控制器数据采集实时数据、报警数据、历史数据等，而实际传输的数据频率仅在1秒。当机组发生故障时，1秒钟的数据量变化反而尤为重要，所以1秒的数据采集频段所采集出来的数据并没有太大的数据参考价值，其数据针对性不强，数据分析价值不高。
如此可见，如何精确的采集数据为本领域亟需解决的技术问题。
发明内容
针对现有基于1秒的数据采集频段进行异常数据采集时所存在的问题，本发明提供一种异常状态数据采集方法，其能够精确采集反应设备异常的数据。
为了达到上述目的，本发明提供的异常状态数据采集方法，在采集对象产生异常运作时，触发采集机制，从发生异常的瞬间开始记录数据，基于预设的采集频段，采集目标对象产生异常时前后预设时间段内的运行数据以形成一组数据记录。
在本发明的一些实例中，所述采集方法中将目标对象运行产生的各项物理量数据通过传感器转换成对应的模拟量电信号，在将该电信号转换成对应的数字量信号，并基于预设的采集频段存储在相应的SRAM缓冲区中。
在本发明的一些实例中，所述采集方法中持续监测目标对象运行的测量数据，当监测到的测量数据过设定值并持续预定时间后产生报警。
在本发明的一些实例中，所述采集方法基于0.1s采集频段进行数据采集。
在本发明的一些实例中，所述采集方法中采集目标对象发生异常时，前后采集各5秒内的运行数据形成一组数据记录。
本发明提供的数据采集方案能够在保留现有大量数据传输并读取优点的情况下，大大提高数据采集的精度以及数据真实有效性。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实例，进一步阐述本发明。
本发明针对现有设备运行异常时，基于常规数据采集方案所采集的能够反应设备运行异常的数据，其分析参考价值不高的问题，构建数据采集机制，同时提高数据采集精度，由此实现能够采集针对性强，真实性更高的数据。
具体的，本方案针对目标设备基于控制器和相应的微控制器来构建相应的采集机制，基于该采集机制实现将设备运行各项数据从传感器(如转速、压力等各类传感器)到设备控制器电路，再由设备控制器电路处理后传至相应的设备微控制器，经过设备微控制器处理后，在传至外部存储器。
在具体实现采集数据时，目标设备运行过程中产生的物理量(比如转速，温度等)通过传感器转换成电压/电阻等信号；并由传感器将转换后的数据信号接入到控制器，由控制器内部的电路组件转换成微控制单元能够识别的电压，通过电压换算成实际物理量(即数字量信号)，并以0.1s的速度存储在微控制单元的SRAM(静态随机存储器，断电丢数据)缓冲区中。
由此，当触发报警时，开始记录报警的时间点，并在5S后将SRAM缓冲区中的内容写入到外部存储器中，由此能够保证断电不丢数据。
另外，需要说明，本方案中针对交流电部分的电压值，则直接接入控制器电路，衰减信号后经过运算放大电路进入微控制器。
针对交流电部分的电流经过互感器衰减信号后进入控制器，经过运算放大电路后进入微控制器计算电流。
基于前述的采集机制，本方案在采集数据时，基于0.1秒的采集频段进行数据采集。
在此基础上，本方案在实施时，在目标设备中配置本方案构建的采集机制，这样当采集对象设备产生异常运作时，触发采集机制，从发生异常的瞬间开始记录数据，基于0.1秒的采集频段，前后采集各5秒形成一组数据记录。
本方案在具体实施时，由目标设备中的控制器持续监控测量数据，当数据超过设定的报警值并持续一段时间后产生报警，从产生报警的那一刻的前后数据具有参考价值。
这里的报警值可根据实际需求，通过控制器进行设定；同时，对于持续的时间也可根据实际需求，通过控制器进行设定。
在具体采集数据时，通过微控制器中精确定时器产生中断，实现在优先级比较高的情况下触发0.1s的间隔，实现0.1s的采集频段，可保证采集间隔精度。
同时，为了能够保证所采集到的数据能够对后续故障分析形成良好的支撑，保证分析结果的准确性，本方案中优选从发生异常的瞬间开始记录数据，基于0.1秒的采集频段，前后采集各5秒形成一组数据记录。基于这里10秒的数据作为一组数据记录，以用于后续的分析处理。
例如，针对一些故障分析，需要发生报警之前的数据作为支撑的情况，基于本方案的数据采集机制，采集故障报警前后各5秒的数据，将能够很好地满足该情况下。
本方案中针对采集到的数据是由微控制器将存储在SRAM缓冲区中的内容写入到外部存储器中来实现存储的。
即，当触发报警时，开始记录报警的时间点，并在5秒后将SRAM缓冲区中在这5秒内存储的内容，以及报警时间点前5秒内存储的内容写入到外部存储器中。
在进行数据保存时，即由微控制器中SRAM写入外部存储器中时，微控制器将10秒数据缓冲区里的数据根据预先制定的协议排列组合到写入缓冲区内，再基于时间参数，通过内部通信接口写入到外部存储器。由此来保证数据采集的精准性。
作为举例，本方案在设备微控制器中的SRAM中设置有一片存储区域专门用于缓冲实时数据，针对前后5秒的数据，优选长度是100*实时数据种类。
由此设置，可实现随时查看十秒之前的数据组(0.1s精度)，当报警触发时，只需要记录当时缓冲区的起点，再持续记录50组数据，就可将缓冲区数据拼接得到触发前后5秒共10秒的数据。
这里需要说明的，前述方案中描述采集故障报警时前后各5秒的数据，本方案通过采集故障报警时前后各5秒的数据，这样既能够保证采集数据的全面性，保证后续数据分析的准确性；同时也能够极大的降低对设备算力的效果，保证设备运行的稳定。但本方案在实际实施时，并不限于前后各5秒，根据实际需求也可以设定其他的时间。
针对本方案给出的异常状态数据采集方法，以下具体举例说明一下其实施过程。
本实例在目标发电机组的控制系统中设置前述方案，并形成相应的数据采集机制。在目标发电机组的运行过程中，由目标设备中的控制器持续监控测量数据。
针对机组正在运行，突然产生超速报警停机的情况，当触发报警时，开始记录报警的时间点，并在5秒后将SRAM缓冲区中在这5秒内存储的内容，以及报警时间点前5秒内存储的内容写入到外部存储器中。
接着，调取外部存储器中存储的10秒数据进行分析，通过对这10秒的数据分析确定，在转速超过设置值之前，机组的功率突然从非常高的水平降为0，和转速升高时间正好匹配，说明发动机的速度控制响应太慢，在突卸负载时油门没有及时收回导致，可以诊断故障属于调速系统响应整定问题。
由此可见，本方案能够在保留现有大量数据传输并读取优点的情况下，大大提高数据采集的精度以及数据真实有效性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.异常状态数据采集方法，其特征在于，在采集对象产生异常运作时，触发采集机制，从发生异常的瞬间开始记录数据，基于预设的采集频段，采集目标对象产生异常时前后预设时间段内的运行数据以形成一组数据记录。
2.根据权利要求1所述的异常状态数据采集方法，其特征在于，所述采集方法中将目标对象运行产生的各项物理量数据通过传感器转换成对应的模拟量电信号，在将该电信号转换成对应的数字量信号，并基于预设的采集频段存储在相应的SRAM缓冲区中。
3.根据权利要求1所述的异常状态数据采集方法，其特征在于，所述采集方法中持续监测目标对象运行的测量数据，当监测到的测量数据过设定值并持续预定时间后产生报警。
4.根据权利要求1所述的异常状态数据采集方法，其特征在于，所述采集方法基于0.1s采集频段进行数据采集。
5.根据权利要求1所述的异常状态数据采集方法，其特征在于，所述采集方法中采集目标对象发生异常时，前后采集各5秒内的运行数据形成一组数据记录。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN106850303A (zh) * 2017-02-15 2017-06-13 合肥美的电冰箱有限公司 冰箱事件的记录方法及记录系统和冰箱
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