工业数据采集技术 吴卓坪 习题及答案 项目2

项目2采集生产线电机运行数据（PLC）任务2.1电机运行状态传感器选型【小思考】传感器在信号传输过程中导线容易受静电和磁场干扰，采用何种方式可以减少静电干扰？答：减少静电干扰的方式有：1.静电屏蔽，即利用金属材料制成容器，将需要保护的电路包在其中，可以有效防止电场或磁场的干扰。2.通过在所需位置嵌入噪声控制电路提高抗干扰性能；3.在有噪声的线路周围设置屏蔽结构，改善布线干扰并调整内部模拟内核的阻抗。【任务练习】增量式编码器和绝对式编码器的主要区别？答：增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。增量式编码器没有记忆功能，断电重启后必须回到参考零位才能找到需要的位置。绝对式编码器是每一个位置对应一个确定的数字码，因此的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。绝对式编码器有记忆功能，断电重启后不用回到零位，即可知道目标所在的位置。振动传感器的主要分类？答：振动传感器的主要有电涡流式振动传感器、电感式振动传感器、电容式振动传感器、压电式振动传感器、电阻应变式振动传感器。任务2.2电机振动数据采集【小思考】振动传感器采用何种方式可以将4～20mA电流信号转换为电压信号给PLC？答：有两种方式：（1）串联500Ω电阻将4-20mA电流信号转换为2-10V的电压信号；（2）通过直流信号隔离器，将4-20mA电流信号转换为0-10V的电压信号。【任务练习】模拟量负载信号类型有哪些？答：负载信号类型有0～10V、10V、5V、2.5V、0～20mA，4～20mA。采用博途软件编程实现电机运行振动参数采集。答：任务2.3电机运行状态上传（OPC通信）【小思考】请查阅系统手册，确认CPU1215CDC/DC/DC支持多少个信号模块用于I/O扩展？答：CPU1215CDC/DC/DC支持8个信号模块用于I/O扩展。【任务练习】OPC技术在工业自动化领域应用的优点？答：（1）OPC解决了自动化设备的异构问题。自动化设备有了统一的OPC标准接口之后，程序开发人员只要编写一个OPC设备接口驱动程序，就可以很方便地通过OPC接口与自动化设备进行数据通信。（2）OPC解决了工业控制系统中异构网络之间的数据通信。由于多种原因，生产现场在一段较长的时间内会存在不同种类的自动化控制设备或系统，只要其能够提供各自的OPC服务器，应用程序就可通过OPC接口完成异构网络之间的数据通信。（3）OPC解决了访问专有数据库的中间件问题。在工程实际应用中，许多监控软件都采用自主开发的专有数据库，对这类数据库的访问只能通过调用该软件开发商提供的专用API函数或其他的方式才能访问不同监控软件的后台数据库。有了OPC，软件供应商在提供后台数据库数据应用的同时也开放一个访问该数据库的OPC服务接口，在这种情况下用户只需编写OPC客户端应用程序就可以访问该监控软件的后台数据库。（4）OPC解决了来自现场监控系统和信息管理系统不同数据集成的问题。企业的信息管理系统集成包括自动化设备与监控系统之间、监控系统与管理信息化系统之间及监控系统与互联网之间的数据信息集成等，这些都可以通过OPC作为中间连接件在各系统之间实现快速、可靠的数据信息传输和交换任务。例如，许多客户端应用程序可以通过OPC接口与网络系统上的节点设备相互交换数据，可以应用在智能设备或是监控系统、PLC控制系统中获取数据的设备层，也可以应用在客户端应用程序中。KEPServerEXOPCUA服务器的结构组成包括哪些？答：KEPServerEXOPCUA服务器由三个部分组成，分别为对象、驱动程序和OPCUA客户端。【创新思考】查询KEPServerEX与制造生产管理系统（MES）对接有几种方式。答：KEPServerEX与制造生产管理系统（MES）有以下几种对接方式（1）OPC协议通过OPCUA/DA等协议来通讯:如果上位系统支持OPCUA/DA协议，可以直接使用OPC接口与KEPServerEX对接并获取数据。（2）通过数据库的方式实现KEPServerEX支持通过Datalogger插件/ODBCClient驱动来实现数据库的数据写入，KEPServerEX将获取的数据写入数据库之后，上位系统通过调用数据库数据来实现数据的交互。支持关系型数据库，例如SQL,MYSQL,ORACLE等等。（3）loTGateway插件KEPServerEX的IoTGateway插件支持REST和MQTT协议通讯，KEPServerEX可以做RESTClient、RESTServer和MQTTClient。上位系统可以通过这些协