智能化测控系统

1、12.1 智能化自动化测量系统概述智能化自动化测量系统概述n智能化测量系统智能化测量系统n是指借助于测量仪器与设备获得测是指借助于测量仪器与设备获得测量结果的整个过程的测量体系。量结果的整个过程的测量体系。包括：包括：智能化测控系统新技术补充： 主从式系统；主从式系统； 多主式系统；多主式系统； 分布式系统；分布式系统； 系统设备；系统设备； 自记式采集器。自记式采集器。12.1 自动化测量系统概述自动化测量系统概述n 自动化测量系统的构建自动化测量系统的构建n构建一个构建一个自动化自动化测量系统，除考虑上述因素外，还测量系统，除考虑上述因素外，还应考虑。应考虑。连续采样、模连续采样、模/ /

2、数转换、软件分析、计算机数转换、软件分析、计算机处理、自动监控、人机界面、通信网络处理、自动监控、人机界面、通信网络等要素。等要素。智能化测控系统新技术12.2 集中式及分布式自动化测量系统集中式及分布式自动化测量系统n 工业化过程自动化测量系统分类工业化过程自动化测量系统分类n集中式自动化测量系统自动化测量系统 （ “集中式集中式”是指整个整个系统是指整个整个系统中一个主机，只使用一份数据，只使用一份数据 ）n分布式自动化测量系统分布式自动化测量系统 （ “分布式分布式”就是就是多个分机，每一个客，每一个客户端都有数据的副本户端都有数据的副本 ）312.2.1 集中式自动化测量系统集中式自动

3、化测量系统n 自动化测量核心是一台微型计算机，在机内扩展一定数量的I/O接口板与现场测量仪表进行匹配连接.4集中式自动化测量特点n 在在监控中心监控中心可实时地观察到系统的全部测量数据。可实时地观察到系统的全部测量数据。n 以微型计算机为核心的，具有强大的数值计算、逻辑以微型计算机为核心的，具有强大的数值计算、逻辑判断、信息存储等功能。判断、信息存储等功能。n 只适用于只适用于规模较小规模较小的工业过程，测量点数应在的工业过程，测量点数应在100点点以以内，传输距离内，传输距离一般应在百米以内一般应在百米以内。n 当系统的规模较大时，主机的负担较重，实时性变差。当系统的规模较大时，主机的负担较

4、重，实时性变差。n 测量点数较多，测量的地理范围较大时，应采用分布式自动化测量系统。512.2.2 主从分布式自动化测量系统n 系统构成：主要由系统构成：主要由主计算机、通信信道及现场、通信信道及现场分机。n 主机：可由一台带有：可由一台带有RS232C或或RS485总线接口总线接口的微型计算机担任。的微型计算机担任。n RS485接口接口612.2.2 主从分布式自动化测量系统n RS485接口接口n半双工工作方式半双工工作方式，在总线上任意时刻只能有一台分机占有总线n可进行分时双向数据通讯，可以高速远距离传递信号n智能仪表都配有RS485总线接口n一般情况下，RS485总线可连接3232台

5、台分机，最大传输距离可达到1200m1200m，数据传送速率可达100 kbit/s7 RS-485主从分布式自动化测量系统主从分布式自动化测量系统832 无线信道的主从分布式测量系统无线信道的主从分布式测量系统9 主从分布式自动测量系统的特点主从分布式自动测量系统的特点 灵活性灵活性: 负载、危险、功能、地域分散和不确定负载、危险、功能、地域分散和不确定等特点 远程性远程性: 测量的作用半径大半径大 实时性：实时性：大部分的数据处理工作由分机完成，提高了数据测量的是实时性 可靠性：可靠性：某一台分机出现影故障并不响整行。个系统的运例：例：10第第12章自动化测量系统章自动化测量系统无线信道主

6、从分布式应用实例无线信道主从分布式应用实例（参见书中介绍）参见书中介绍）12.3 数据采集器（自记仪）数据采集器（自记仪）n 模拟自动记录仪模拟自动记录仪n将模拟数据转化为移动的机械手臂，将模拟数据转化为移动的机械手臂，在卷纸上画出随时间变化的测量参在卷纸上画出随时间变化的测量参数的曲线数的曲线n早期的有毛发湿度自记仪早期的有毛发湿度自记仪n 数据采集器数据采集器n将测量信号转化为数字在内部保存将测量信号转化为数字在内部保存n设备中的数据须转移到设备中的数据须转移到PCPC中分析，中分析，保存和生成报表保存和生成报表n采用电池供电采用电池供电12数据采集器的主要功能数据采集器的主要功能12.3

7、.1 数据采集器概述数据采集器概述n 定义：定义：电池供电的、电池供电的、便携式便携式的、具有海量存储器的、的、具有海量存储器的、具有与具有与PC机接口的数据采集分时记录智能仪表机接口的数据采集分时记录智能仪表n 类型：类型：一体式数据采集器，即数据采集器自带传感一体式数据采集器，即数据采集器自带传感器；组合式数据采集器，即传感器和数据采集器是分器；组合式数据采集器，即传感器和数据采集器是分离的离的n 组合式数据采集器可以分为单通道和多通道的。多通组合式数据采集器可以分为单通道和多通道的。多通道的可以一次同时从多个输入端采集数据道的可以一次同时从多个输入端采集数据13记录存储串行接口电池供电超

8、低功耗单片机 （内含）信号调理传感器12.3.2 采用数字传感器的数据采集器采用数字传感器的数据采集器n DS18B20是一种可组网的数字温度传感器，具有单总是一种可组网的数字温度传感器，具有单总线的结构线的结构n 每个每个DS18B20都有一个都有一个64位的地址码位的地址码 14. . . . . . . . .数 字 温 度 传 感 器 1（） 数 字 温 度 传 感 器 2（） 单 片 机 数 字 温 度 传 感 器 8（） 串 行 通 信 接 口）非 易 失 串 行 存 储 器）串 行 窃 电 电 路 3 . 6纽 扣 电 池 或9电 池 （ 6）电 源 切 换 电 路复 位 电 路

9、 8点温度数据采集器点温度数据采集器15智能仪表与采集系统实物简介智能仪表与采集系统实物简介一、一线通温度传感器一、一线通温度传感器现场数据现场数据采集器采集器计算机传输线计算机传输线16二、智能数据采集模块二、智能数据采集模块实物简介实物简介现场数据采集器现场数据采集器温度曲线自动绘图温度曲线自动绘图 17智能仪表与采集系统智能仪表与采集系统实物简介实物简介三、型巡检仪温度传感器三、型巡检仪温度传感器18四、四、 型温度巡检仪数据采集模块型温度巡检仪数据采集模块实物简介实物简介沈阳加美自动化仪表有限公司沈阳加美自动化仪表有限公司 智能温度巡检仪（多路巡检仪表）智能温度巡检仪（多路巡检仪表）现

10、场数据采集器现场数据采集器便携式多路温度巡检仪 上海精密博盈实业有限公司上海精密博盈实业有限公司 12.4.1基于基于PC机的数据采集系统机的数据采集系统19 220电源供电机模数转换信号调理接线端子板现场数据共享显示记录存储离线分析在线分析转换激励线性化隔离滤波衰减放大多路切换接线端子 1接线端子 2接线端子 .传感器 传感器 2传感器 112.4.2基于单片机的数据采集系统基于单片机的数据采集系统20 220电源供电 传感器 1传感器 2传感器 .接线端子 接线端子 2接线端子 1多路切换放大衰减滤波隔离线性化激励 单片机（内含） 显示记录存储现场接线端子板信号调理12.4.3 基于数据采

11、集器的数据采集系统基于数据采集器的数据采集系统n 数据采集器的主要功能：数据采集、记录数据采集器的主要功能：数据采集、记录和显示和显示n 数据采集器具有串行接口，与数据采集器具有串行接口，与PC机进行数机进行数据交换据交换n 多个数据采集器安装在现场，进行同步数多个数据采集器安装在现场，进行同步数据采集和记录据采集和记录n 可以对整体分时数据进行可以对整体分时数据进行离线分析离线分析n 由若干个安装在现场的数据采集器和办公由若干个安装在现场的数据采集器和办公室中的室中的PC机可构成离线式数据采集系统。机可构成离线式数据采集系统。2112.4.4 分布式采集系统的通讯技术分布式采集系统的通讯技术

12、n 无线网（无线电台、无线网（无线电台、GPRS网）网）n技术成熟，使用方便，技术成熟，使用方便， GPRSGPRS网由电信维护，价格较网由电信维护，价格较贵贵22n 有线电视网有线电视网n一般为单向传输，改造费用较大（发展一般为单向传输，改造费用较大（发展潜力大）潜力大）n 架设专线架设专线n需架设专线双绞线或光缆，可利用综合需架设专线双绞线或光缆，可利用综合布线系统布线系统n 电力线网（电力线网（220V供电网）供电网） 无需通讯线路的连接与拆线，通信速度快无需通讯线路的连接与拆线，通信速度快n通讯费用低，几乎不需增加通讯费用通讯费用低，几乎不需增加通讯费用n无需再架设线路，造价低、安装维

13、护方无需再架设线路，造价低、安装维护方便便n负载复杂、信号衰减大、干扰大、可靠负载复杂、信号衰减大、干扰大、可靠性差性差23n 普通电话线普通电话线n通讯线路普及通讯线路普及n技术成熟、较易实现技术成熟、较易实现n改造工作量小、容易实现改造工作量小、容易实现n通讯速度较低通讯速度较低24n 利用现有线路利用现有线路n有线数字电视网有线数字电视网+ +有线宽带网有线宽带网+ +视频通讯网视频通讯网2526离线分布式采集系统离线分布式采集系统274 分项计量系统分项计量系统-主从分布式系统简介主从分布式系统简介分项能耗数据应用原始能耗数据采集/远传/存储分项能耗拆分计算3 单位采暖耗热量及耗冷量测量数据的转换单位采暖耗热量及耗冷量测量数据的转换 因目前没有统一转换方法，可留给学生做科研课题。因目前没有统一转换方法，可留给学生做科研课题。方案二方案二B，集中式温度热量在线式测量系统，集中式温度热量在线式测量系统参 考 文 献n 1.张永瑞，刘振起等编著张永瑞，刘振起等编著.电子测量技术基础电子测量技术基础 M. 西安电子西安电子科技大学出版社，科技大学出版社，2000.n 2.田胜元，肖田胜元，