一种通用数据采集控制系统
技术领域
本实用新型涉及自动控制中对数据采集、发送、数据处理的系统，特别涉及到一种具有多种采集方式并可采集各领域通用数据采集发送系统。
背景技术
数据采集，又称数据获取，是利用一种装置，从系统外部采集数据并输入到系统内部的一个接口。数据采集技术广泛应用在各个领域。
被采集数据是已被转换为电讯号的各种物理量，如温度、水位、风速、压力等，可以是模拟量，也可以是数字量。近年来随着通讯的发展，通过通讯采集各个点/区域的数据已成为趋势，其与模拟量采集的最大优势是数据的准确性及抗干扰能力。采集一般是采样方式，即隔一定时间(称采样周期)对同一点数据重复采集。采集的数据大多是瞬时值，也可是某段时间内的一个特征值。准确的数据测量是数据采集的基础。
目前市面上现有的采集器为专用数据采集器，即所采集数据为指定物理量，当采集多种物理量或是变送器量程无法确定的情况下，只能采取现场编写程序或定制数据采集器。尤其存在改动已有采集器所采集物理量性质时，需重新编写程序和调试。这样既费时费力，又提高了使用成本。
实用新型内容
本实用新型提出了一种通用数据采集控制系统，具体方案如下：
一种通用数据采集控制系统，包括电源、模/数转换模块、模拟接口、通讯接口和数据存储器，其特征在于，还包括可编程控制器和现场控制模块，其中：
所述模拟接口用于接收变送器发来的数据；
所述通讯接口用于传输集中采集的数据；
所述可编程控制器能够根据用户在现场控制模块中设置的参数控制变送器数据的处理方式，从而适应不同的变送器数据；
所述现场控制模块用于进行人机交互，用户可在其中设置需匹配变送器的相关参数并显示各种系统可用参数。
进一步的，所述可编程控制器中包含有控制系统运行的软件，软件的架构包括：
数据计算模块，用于对变送器数据、集中采集数据和开关量数据进行识别和处理；
协议转换模块，用于与通讯接口进行交互，对通讯协议进行转换，获取集中采集的数据；
驱动转换模块，用于采集开关量，并根据开关量的状态控制变送器上的传感器信号通断。
进一步的，用户可在所述现场控制模块中设置的变送器参数为变送器输出下限和变送器输出上限。
进一步的，所述可编程控制器中设置有名称对照表，用于对所采集的数据进行注释标注。
进一步的，所述可编程控制器可根据变送器数据值对所述通用数据采集控制系统进行断线、溢出数据诊断。
进一步的，所述通用数据采集控制系统进行断线、溢出数据诊断的方式为：
如变送器数据值小于等于最小值，则判断为断线；
如变送器数据值大于等于最大值，则判断为溢出；
如变送器数据值处于最大值和最小值之间，则判断为正常。
进一步的，所述系统在每个采样周期中采集的数据在所述数据存储器中以分组方式进行存储，每组数据包括：变送器数据，诊断结果，名称对照表。
进一步的，所述每组数据还可包括预留数据。
进一步的，所述每组数据中，变送器数据以1个Real型数据的格式存储，诊断结果尺寸为1Byte，名称对照表以7个Word型数据的格式存储，预留数据以1个Byte型数据的格式存储。
进一步的，所述模拟接口可以包含多个。
进一步的，所述通讯接口为有线接口和/或无线接口。
使用上述通用数据采集系统，能够在数据采集过程中灵活设定变送器量程，同时自动对所采集的数据进行注释和标注，克服了现有技术的缺点。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例的硬件组成框图；
图2为本实用新型一个实施例的系统结构图；
图3为本实用新型一个实施例在采集数据时的数据流向图；
图4为本实用新型一个实施例的数据存储格式；
图5为本实用新型一个实施例的电源接线图。
具体实施方式
结合图1和图2所示内容，实线框中的模块为本实用新型中所述系统的组成部分，虚线框中的模块为本系统运行所需的其他配套模块，不包含在本系统中。
电源P为系统运行提供必要的动力，可以为220V市电输入，也可以使用蓄电池等移动电源作为输入。市电和移动电源均需在电源P中进行必要的整流、调压操作后，被变换为系统各模块所需的电压、电流后进行使用。
可编程控制器C中，包含有处理数据的软件。可编程控制器C能够按照软件代码指令，对接收到的数据进行转化，并按照特定的格式进行存储。在本实施例中，可编程器件中包含的软件模块主要包括：数据计算模块CMP、驱动转换模块DR、协议转换模块T、开关量采集模块DI和协议采集模块D。
本实施例中，当数据采集开始后，用户通过系统中的触摸屏即现场控制模块HMI设置模拟量上限Hi和模拟量下限Li，设置好的模拟量上限Hi和模拟量下限Li被送至可编程控制器C中，并由数据计算模块CMP转化为工程量数据。
可编程控制器C通过模拟接口接收来自传感器即变送器的信号TN和开关量信号，同时与变送器中的设备数据信号TC进行交互。在本实施例中，所述传感器信号TN在经模数转换(A/D) 处理后变为数字化的模拟量输入IN，送入数据计算模块CMP中，并由数据计算模块CMP转化为工程量数据；设备数据TC通过MODBUS协议采集模块D进行数据采集，并将采集到的数据送入数据计算模块CMP中。
同时，所述数据计算模块CMP还可根据模拟量输入IN的数值，结合先前获得的模拟量上限Hi和模拟量下限Li，对自身状态进行断线、溢出的诊断。进行诊断的方法为：
如变送器数据值小于等于最小值，则判断为断线；
如变送器数据值大于等于最大值，则判断为溢出；
如变送器数据值处于最大值和最小值之间，则判断为正常。
此外，所述可编程控制器C还可通过通讯接口COM接收集中采集的数据。通过通讯接口 COM传输的集中采集数据包括具备集中采集条件的伺服数据，如温度计数据、水表数据、电表数据、热表数据、变频器数据等。在本实施例中，系统设置的通讯接口COM包括无线通讯接口和有线通讯接口，无线通讯接口使用GPRS协议传输数据，有线通讯接口使用RS485协议传输数据。当所述集中采集数据通过通讯接口COM传输时，系统软件部分中的协议转换模块会按照用户在触摸屏即现场控制模块HMI中设置的协议参数设置通讯接口COM，设置好的通讯接口数据会将来自通讯接口COM的其他数据TD直接传输至数据存储模块DATA中。
每个采样周期中，模拟量输入IN(其中包含开关量)、模拟量上限Hi和模拟量下限Li、设备数据TC在数据计算CMP模块中被转化为工程量数据后，连同其他数据TD一并被送入数据存储单元DATA中按组存储。在本实施例的数据存储单元DATA中，每个采样周期的数据中包括数据、诊断、对照表和预留四部分，如图4所示。
依照图4所示内容，本实施例的数据部分为1个Real型数据，即尺寸为1个Byte，内容为模拟输入IN的工程量数据；诊断部分为尺寸为1个Byte，存储了所述断线、溢出的诊断结果；对照表尺寸为7个Word，存储了对数据部分内容的注释标注数据，包括了开关量、模拟量上限Hi和模拟量下限Li、设备数据TC以及其他数据TD；预留部分尺寸为1个Byte，暂时未使用。
本领域技术人员应当理解，在本实施例的每个采样周期中，系统会将每个变送器所采集到的工程量数据连同各种伺服信息(如设备数据TC、模拟量上限Hi和模拟量下限Li以及其他数据TD等)分别存储为一个数据组，并将所有采集到的数据保存在如移动硬盘、存储卡等存储介质上。可在数据采集完成后，将存储介质取出拷贝至其他电脑中，也可在采集过程中通过有线或无线接口实时输出。
如图5所示，在本实施例中，所述系统的接线与普通采集箱一致，所有变送器输入(0～10V 或0～20mA)信号线按照通用接法直接与接入端子连接即可。对于2线制变送器而言，电源“+”端接入端子“L+”，变送器输出“-”端接信号输入“AI”端。对于4线制变送器而言，电源端“+”“-”端分别接入端子“L+”“M”，信号输出“+”“-”端分别接入端子“AI”“M”即可。所有通讯暂时仅支持MODBUS通讯协议，按照“A+”“B-”接入即可。
信号线接入完毕后，可进行通电调试。用户在触摸屏上输入相应模拟量的量程与名称，通讯端“A+”“B-”为设备数据采集端，在系统中分别设置好相应站号、数据位置和长度以及传输速率即可。在在本实施例中，默认速率为“9600,8，E,1”。设备通讯接口“485+”“485-”为传输接口，如需无线传输，可在此接口接入DTU等无线传输设备即可。
以上对本实用新型所提供的通用数据采集控制系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型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实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型技术方案的限制。
