数据采集与监控系统
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工业物联网中的设备数据采集与实时监控方法工业物联网(Industrial Internet of Things, IIoT)作为信息技术与工业生产相结合的新型产业模式,正在全球范围内快速发展。
在工业物联网的应用中,设备数据采集与实时监控是关键环节之一,它能够帮助企业实现设备状态的实时掌握和分析,提高生产效率和质量。
本文将介绍工业物联网中的设备数据采集与实时监控方法。
一、设备数据采集方法1. 传感器技术传感器是实现设备数据采集的关键技术之一。
传感器可以通过感知设备的物理量(如温度、压力、湿度等)并将其转化为电信号,然后通过通信设备传输到数据采集系统。
目前市场上有多种传感器可供选择,例如温度传感器、压力传感器、加速度传感器等。
根据具体应用场景和需求,选择合适的传感器进行设备数据采集。
2. 通信技术设备数据采集需要将传感器采集到的数据传输到数据采集系统,因此选用适当的通信技术至关重要。
目前常用的通信技术包括有线通信和无线通信。
有线通信一般采用以太网、Modbus等协议,可以实现高速、稳定的数据传输。
无线通信则可以选择WiFi、蓝牙、LoRa等技术,具有灵活、便捷的特点。
在选择通信技术时,需要考虑到设备数量、传输距离、实时性等因素。
3. 数据采集设备数据采集设备用于连接传感器和通信设备,实现数据的采集和传输。
根据实际需求,可以选择基于单片机的数据采集模块、嵌入式计算机、物联网网关等设备。
这些设备可以进行数据处理、存储和传输,并且支持多种通信协议和接口,方便与其他设备和系统进行集成。
二、实时监控方法1. 数据存储与处理设备数据采集后,需要进行存储和处理,以便实现实时监控和分析。
常用的数据存储方式包括数据库、云存储等。
数据库可以使用关系型数据库(如MySQL、Oracle等)或者非关系型数据库(如MongoDB、Redis等),选择合适的数据库取决于数据规模、读写性能和数据分析需求。
使用云存储可以将设备数据上传至云平台,实现数据的分布式存储和备份。
视频监控系统的数据采集与处理方法近年来,随着科技的不断发展,视频监控系统的应用也越来越广泛。
而其中最关键的环节便是数据采集与处理。
本文将从数据采集的方法和数据处理的方式两个方面,探讨一下视频监控系统中的数据采集与处理方法。
数据采集方法在视频监控系统中,数据采集一般通过摄像头来完成。
摄像头是视频监控系统的重要组成部分,其种类繁多,如固定摄像头、云台摄像头、红外摄像头等,根据实际需要,选择合适的摄像头非常重要。
1. 固定摄像头固定摄像头通常被安装在固定的位置上,主要用于对定点区域的全天候监控。
由于其使用较为简单,成本较低,因此被广泛采用。
2. 云台摄像头与固定摄像头相比,云台摄像头的视野范围更广,同时可以通过控制器远程旋转、倾斜、变焦等操作进行视角调整,具有更高的灵活性。
但其价格也相应较高。
3. 红外摄像头红外摄像头可以在低光环境下也能够拍摄清晰的图像,适用于暗夜或弱光环境下的监控。
但其价格相对较高,且不适合白天使用。
除了选择适合的摄像头之外,摄像头的布局也需要谨慎规划。
采集到的数据应当能够提供最全面、最真实的情况,因此需要确定监控区域、采集角度、采集密度等因素。
数据处理方式采集到的视频数据需要经过处理后才能被有效利用。
数据处理可以分为以下几个步骤。
1. 数据预处理数据预处理是指在数据进入计算机系统之前先进行一些必要的操作,以便更好地进行后续处理。
数据预处理的步骤包括:数据采集、数据传输、数据存储和数据归类等。
2. 动态检测动态检测是指对监控区域进行分析,当发现关注的对象时,立即通过联动控制器,进行预警或录像,以确保对监控范围内的非正常事件及时发现并采取对应措施。
3. 图像分析图像分析可以将视频图像进行智能化的处理,例如通过人脸识别、车辆识别、物体识别等,对采集到的信息进行自动分类和标注。
4. 数据挖掘数据挖掘是指从海量数据中发掘出有价值的信息,该信息可能隐藏在大量的原始数据背后,需要通过特定的算法才能发掘出来。
电力系统监控和数据采集系统介绍哎呀,说起电力系统监控和数据采集系统,这可真是个相当有趣且重要的玩意儿!咱们先来说说啥是电力系统监控吧。
想象一下,你家里的电器都在欢快地工作着,电灯亮堂堂,电视播着精彩节目,冰箱安静地运行着。
这背后可都离不开电力系统的稳定供应。
那电力系统监控呢,就像是一双时刻关注着电力系统运行状况的“眼睛”。
比如说有一次,我路过一个小区的配电室,正好碰到电工师傅在检查设备。
我好奇地凑过去看,师傅指着那些仪表和屏幕跟我说:“这就是监控系统的一部分,能让咱随时知道电力运行得好不好。
” 我仔细瞧着,只见屏幕上的数字和线条不停地变化着,师傅认真地记录着一些数据。
再来讲讲数据采集系统。
这就好比是一个超级细心的“小秘书”,把电力系统运行中的各种信息,比如电压、电流、功率等等,都仔仔细细地收集起来。
就像我曾经在一家工厂里看到的那样,巨大的机器轰鸣着运转,旁边有一些小小的传感器安装在各种线路上。
工作人员跟我说,这些传感器就是数据采集系统的一部分,它们能把机器运行时的电力数据精确地采集下来。
电力系统监控和数据采集系统组合在一起,那威力可大了去了。
它能让电力公司的工作人员及时发现问题,比如说哪里电压突然不稳定啦,哪里电流过大可能有危险啦。
就好像有一次,一个偏远地区的输电线路出现了故障,监控系统马上就发出了警报。
工作人员通过采集到的数据,迅速判断出了故障的位置和大致原因,然后赶紧派人去抢修,这才避免了更大范围的停电。
而且啊,这系统还能帮助咱们合理分配电力资源。
比如说在用电高峰的时候,通过监控和采集到的数据,就能知道哪些地方用电需求大,然后及时调整电力供应,保证大家都能用上电。
这系统还在不断进化和完善呢。
技术越来越先进,采集的数据越来越精确,监控也越来越全面。
未来,说不定它能变得更加智能,提前预测可能出现的问题,让咱们的用电更加稳定和可靠。
总之,电力系统监控和数据采集系统虽然听起来有点专业和复杂,但它实实在在地保障着我们的日常生活和生产用电。
如何使用LoRa进行远程数据采集和监控引言:随着物联网技术的快速发展,远程数据采集和监控在各行各业都具备了重要的意义。
而LoRa(Long Range)作为一种新兴的远程通信技术,因其低功耗、长距离通信和大规模连接的优势,成为很多应用场景下的首选。
本文将探讨如何使用LoRa进行远程数据采集和监控,希望能为读者提供一些有用的指导和参考。
一、LoRa技术简介LoRa技术是一种低功耗的远程无线通信技术,基于全球开放的ISM频段,以长距离、低功耗和广域网的特点而闻名。
它通过使用扩频调制和接收信号的可以达到非常低的信噪比,实现了远程数据传输和通信覆盖范围广的目标。
与传统的GPRS、3G和4G通信技术相比,LoRa具有更低的功耗和更高的传输距离,能够满足远程数据采集和监控的需求。
二、远程数据采集与传输1. 传感器和节点设备远程数据采集的第一步是选择合适的传感器和节点设备。
传感器负责将实际环境中的各种参数转换为电信号,如温度、湿度、压力等。
节点设备则负责收集传感器产生的数据,并通过LoRa技术将其传输到远程服务器或者云端平台。
2. LoRa通信模块LoRa通信模块是连接传感器和节点设备的重要组成部分。
它通过接收传感器产生的数据,并通过LoRa协议进行编码和压缩,实现数据的传输和通信。
LoRa通信模块具有低功耗、长距离和高抗干扰性的特点,能够在复杂的环境中稳定运行。
3. 网关和服务器在远程数据采集和监控系统中,网关和服务器起到桥梁的作用。
网关负责将从节点设备中采集到的数据通过互联网传输到服务器,而服务器则负责接收并处理这些数据,并提供相应的服务和功能,如数据存储、实时监控和远程控制等。
三、LoRa远程监控系统1. 数据传输与存储LoRa远程监控系统的核心是数据传输与存储。
通过LoRa技术,采集到的数据可以通过无线方式传输到远程服务器,实现实时监控和数据存储。
在服务器端,可以使用数据库等方式来存储和管理这些数据,以便后续的分析和处理。
叉车作业中的实时数据采集与远程监控技术叉车作业是现代物流业中必不可少的环节之一,它的效率和安全性对整个货物流动过程起着至关重要的作用。
然而,传统的叉车作业存在一些问题,如信息不透明、数据获取困难等,这些问题对于提高作业效率和保障作业安全性产生了负面影响。
为了解决这些问题,实时数据采集与远程监控技术应运而生。
一、实时数据采集技术在叉车作业中的应用实时数据采集技术是指通过传感器将叉车作业过程中的各种数据信息实时采集并传输到相关的监控系统中,实现数据信息的可视化和实时监控。
这些数据包括但不限于叉车的位置、速度、载重量等指标。
1. GPS定位系统通过在叉车上安装GPS定位装置,可以实时获得叉车的位置信息。
这样,作业管理人员就能够随时知道叉车的具体位置,从而更好地掌握作业进展情况,并做出及时合理的安排。
2. 载重传感器叉车作业中,对于货物的重量进行实时监控是很重要的。
通过在叉车上安装载重传感器,可以实时获得叉车所承载货物的重量信息。
这样,管理人员可以通过监控系统掌握叉车的载重情况,避免超载导致的安全事故发生。
3. 温湿度传感器对于某些特殊物品,如易燃易爆物品或冷藏货物,其环境温湿度的控制非常重要。
通过在叉车上安装温湿度传感器,可以实时监测叉车作业环境的温湿度情况,并通过监控系统进行远程控制,确保货物的安全。
二、远程监控技术在叉车作业中的应用实时数据采集只是收集和传输数据的环节,而远程监控技术则将数据的处理和应用提升到了更高的层次。
通过远程监控技术,叉车作业的监控和管理可以实现全天候的远程操作,方便决策人员及时做出正确的决策。
1. 远程视频监控通过在叉车上设置摄像头,并与监控系统相连,可以实现对叉车作业过程的实时监控。
作业管理人员不需要亲临现场,就可以通过监控系统观察叉车作业的情况,及时发现问题并采取相应的措施。
2. 远程指令下达经过实时数据采集和远程监控后,作业管理人员可以根据叉车作业的实际情况,通过远程监控系统对叉车下达指令。
智能电表系统中的数据采集与监控方法综述智能电表系统作为现代化电能计量设备,由于其具备高精度、长寿命、低功耗等特点,被广泛应用于能源管理、电力调度以及用户用电行为分析等领域。
在智能电表系统中,数据采集与监控是保证系统正常运行和数据准确性的关键环节。
本文将对智能电表系统中的数据采集与监控方法进行综述,以便更好地了解和应用这些方法。
1. 数据采集方法1.1 有线数据采集有线数据采集是传统的数据采集方式,通过串口、以太网等有线通信方式,将电表中的数据传输到集中管理系统。
优点是传输稳定可靠,但缺点是布线复杂、成本高,在大规模部署时需要考虑布线的难度和成本。
1.2 无线数据采集无线数据采集是近年来兴起的一种数据采集方式,通过无线通信技术,将电表中的数据传输到集中管理系统。
无线数据采集具有布线简单、成本低、易于部署的优点,可以在不破坏原有线路的情况下进行数据采集,适用于复杂环境和大规模部署。
常用的无线数据采集技术包括无线传感网络(WSN)、蓝牙、ZigBee等。
2. 数据监控方法2.1 实时监控实时监控是对电表系统中数据进行实时监测和分析的方法。
通过对数据的及时采集和处理,可以实时监测电能使用情况、电压、电流等参数的变化,及时发现并解决问题。
实时监控可以采用集中管理系统对数据进行实时显示和报警处理,也可以通过远程监控平台实现对数据的实时监控。
这种方法可以帮助用户及时了解用电情况,合理规划用电策略,提高用电效率。
2.2 故障监测故障监测是通过对电表系统中的数据进行分析,及时发现故障,并采取相应的措施进行处理的方法。
通过对电表数据的分析,可以判断电网的稳定性和安全性,如功率因数超过设定范围、电压异常波动等。
一旦出现故障,集中管理系统会发出警报,通知相关人员进行处理。
这种方法可以有效地避免电网事故的发生,保障电能供应的稳定性和可靠性。
2.3 能耗分析能耗分析是对电表系统中的数据进行统计和分析,以了解用户的用电情况、发现能源浪费和异常情况,并提出相应的改进措施的方法。
引言概述:实时数据库与SCADA(监控、控制与数据采集系统)是工业自动化领域中常见的两个概念。
尽管它们都涉及到数据存储和处理,但两者之间存在明显的区别和不同的应用场景。
在本文的第一部分中,我们已经介绍了实时数据库和SCADA的基本概念及其区别。
在本文的第二部分,将更加详细地探讨实时数据库与SCADA之间的区别。
正文内容:1.实时数据库与SCADA的基本定义实时数据库是指能够提供高性能的数据存储和实时读写操作的数据库系统。
它通常用于处理需要快速响应的实时数据,例如传感器数据、监控数据等。
SCADA是一种监控、控制与数据采集系统,它通过传感器和执行器收集实时数据,并通过图形界面实时展示设备状态和操作控制。
SCADA系统通常与其他系统(如PLC)集成,用于监控和控制工业过程。
2.实时数据库与SCADA的数据模型实时数据库通常采用表格形式的数据模型,类似于传统关系型数据库。
它支持复杂的查询和事务处理,并且保证数据的可靠性和一致性。
SCADA系统通常使用标签(tag)的数据模型,每个标签代表一个变量或一个设备状态。
这种模型简单易用,适合实时监控和控制应用。
3.实时数据库与SCADA的数据存储方式实时数据库通常使用内存数据库或者混合存储(内存和磁盘)方式存储数据,以满足高速读写和实时性的要求。
SCADA系统通常将数据存储在历史数据库中,用于后续数据查询和分析。
历史数据库可以使用文件系统、关系型数据库或者时间序列数据库进行存储。
4.实时数据库与SCADA的数据采集和处理能力实时数据库具有较高的数据采集和处理能力,可以处理大量的实时数据并提供高性能的数据查询和分析。
SCADA系统在数据采集和处理方面更加强调实时性和响应性能力,通常实时读取和更新数据,并对数据进行简单的计算和转换。
5.实时数据库与SCADA的应用场景实时数据库广泛应用于工业自动化、物流、安防监控等领域,用于处理实时监控数据、传感器数据、交易数据等。
DNC系统中的数据采集与信息监视数据的采集、处理和报告的主要目的是对DNC系统进行在线监控。
采集的数据包括加工工件数、刀具使用、机床利用和另外一些衡量DNC系统工作状态的参数。
DNC计算机处理这些数据,并准时向管理部门供应必要的信息。
近几年来,随着DNC与企业制造系统的集成,已经从单纯的DNC系统数据采集,扩大到更加广泛的领域,直接与车间、企业管理层的生产预备、管理和掌握相结合。
数据采集与处理主要涉及两个方面:一是设备参数状态数据的采集。
通常由智能设备供应商解决,他们供应了下位机(即智能数据采集系统,如RTU、plc及各种智能掌握设备等)和可编程的通讯协议和协议处理芯片;二是设备生产状态数据的传递。
目前上位机通常通过标准串口或IO卡运行专用的上层数据采集模块,从下位机中实时采集参数状态并进行相应的处理。
实时监督将检测到的实时数据、手工输入的数据等信息进行分析、归纳、整理、计算,并输入实时数据库和历史数据库加以存储。
依据实际监视过程的需要及监视进程的状况,进行分析、故障诊断、险情猜测,并以图、文、声等形式准时报道,以进行操作指导、实时报警。
与管理信息系统的结合在现代企业中,生产过程管理和企业日常事务管理的结合是不行分割的,信息的分层次流淌适合于不同的管理需要,而且地域和行政部门的分布,在企业集团化管理的趋势下变得越来越明显。
因此,整个系统除了生产设备的分布式管理外,上位机的分布式要求变得越来越重要。
尤其是现代制造系统的自动化程度髙,加工工况、加工条件、加工类型等因素简单多变,为保证生产平安高效,产品质量优良,必需对现场设备、工艺、产品质量及环境等参数进行实时采集,形成牢靠、完善的信息监视技术以保证生产过程的正常运行。
柔性、健壮的信息监视技术对信息化制造系统来说至关重要。
因此,DNC信息监视技术在信息化制造系统中有特别重要的地位,也是实施制造业信息化的关键技术之一。
电力监控系统简介(SCADA)(二)引言:电力监控系统简介,即远程监控和数据采集系统(SCADA)是一种广泛应用于电力行业的监控系统。
通过实时采集、处理和分析电力系统的相关数据,SCADA可以有效地监控和控制电力系统的运行。
本文将进一步介绍SCADA系统的主要功能和应用,以及其在电力行业中的重要性。
正文:一、SCADA系统的主要功能1. 实时数据采集:SCADA系统可以实时采集各个电力设备的运行数据,包括电流、电压、功率等关键指标,以及设备的状态信息。
这些数据可以通过传感器和仪表进行采集,并传输到SCADA系统中进行进一步处理和分析。
2. 监控和报警:SCADA系统可以监控电力系统的运行状态,并可以在出现异常情况或设备故障时发出报警信号。
通过实时监控和报警功能,SCADA系统可以帮助运营人员及时发现并解决问题,防止设备故障导致的严重后果。
3. 数据分析和统计:SCADA系统可以对采集到的数据进行分析和统计,并生成相应的报表和图表。
这些报表和图表可以帮助运营人员了解电力系统的运行情况和趋势,为决策提供依据。
4. 远程控制和操作:SCADA系统可以通过远程的方式对电力设备进行控制和操作,比如远程开关、调节电力设备的参数等。
这种远程操作的方式可以提高操作人员的效率和安全性,并能够快速响应系统运行的变化。
5. 可拓展性和兼容性:SCADA系统具有良好的可拓展性和兼容性,可以与其他监控系统和控制系统进行集成,实现各种功能的互联互通。
这种可拓展性和兼容性可以帮助电力系统进行统一管理和控制,提高系统的整体效率和可靠性。
二、SCADA系统的应用1. 电力供应管理:SCADA系统可以帮助监控运营人员实时掌握电力供应的情况,包括供电负荷、电力消耗、电力来源等。
通过对供电情况的实时监测和分析,运营人员可以及时调整电力供应策略,确保电力供应的稳定和可靠。
2. 设备维护管理:SCADA系统可以监控电力设备的运行状态和各项指标,帮助运维人员及时发现设备故障或异常情况,并进行相应的维修和保养。
低压电力控制配电板的数据采集与监测系统随着社会的不断发展和科技的进步,电力系统在人们的生活和生产中扮演着至关重要的角色。
配电板作为电力系统的重要组成部分,其正常运行对于保障供电的稳定性和安全性具有非常重要的意义。
为了实现对低压电力控制配电板的数据采集与监测,提高配电系统的运行效率和安全性,设计和应用高效可靠的数据采集与监测系统显得尤为重要。
一、数据采集低压电力控制配电板的数据采集是指对配电板系统中各个关键参数和状态进行实时监测和采集,并将采集到的数据传输至数据中心或监控中心进行分析和处理的过程。
数据采集的目的是为了获得对配电板工作状态的全面了解,为后续的分析和控制提供可靠的数据支持。
在低压电力控制配电板的数据采集过程中,应包括以下几个方面的内容:1.关键参数采集对于低压电力控制配电板而言,关键参数的采集是十分重要的,包括电流、电压、功率因数、温度等。
通过对这些关键参数的采集,可以实时了解到配电板系统工作时的基本情况,为后续的系统分析和控制提供准确的数据依据。
2.状态监测除了关键参数的采集外,对低压电力控制配电板的状态进行监测也是必要的。
状态监测包括对开关、熔断器、接触器等部件的状态进行实时监测,以及对故障告警信号的采集和处理。
通过对配电板状态的监测,可以及时发现并处理潜在的故障,保障配电系统的正常运行。
3.通讯模块为了实现数据采集的远程监控和管理,数据采集系统应配备相应的通讯模块。
通讯模块负责将采集到的数据传输至数据中心或监控中心,并接收控制命令进行远程控制。
常见的通讯方式包括以太网、Modbus等,选择合适的通讯方式能够保证数据的准确传输和远程控制的可靠实现。
二、监测系统低压电力控制配电板的监测系统是在数据采集的基础上,对采集到的数据进行分析和处理,实现对配电板系统运行状态的全面监测和管理。
监测系统主要包括以下几个方面的功能:1.数据存储与分析监测系统应具备数据存储和分析的能力,对采集到的数据进行实时存储,并进行分析和处理。
监控系统的基本原理和工作原理监控系统是一种用于监视和控制特定环境或设备的系统,广泛应用于各个领域,如安防监控、工业生产监控、环境监测等。
监控系统的基本原理和工作原理是什么呢?下面我们来详细介绍一下。
一、监控系统的基本原理1. 传感器采集信息:监控系统通过安装在被监控对象上的传感器,采集环境参数或设备状态的信息,如温度、湿度、压力、电流等。
2. 信号传输:传感器采集到的信息通过信号传输到监控系统的中央处理器,一般采用有线或无线传输方式,如以太网、Wi-Fi、蓝牙等。
3. 数据处理:中央处理器接收到传感器传来的信息后,对数据进行处理和分析,将数据转化为可视化的信息,如图表、报警信息等。
4. 显示与控制:处理后的数据通过显示屏或监控软件展示给用户,用户可以实时监视被监控对象的状态,并进行远程控制和调节。
二、监控系统的工作原理1. 监控系统的工作原理主要包括数据采集、数据传输、数据处理和数据显示四个环节。
2. 数据采集:监控系统通过传感器采集被监控对象的信息,传感器将信息转化为电信号,并传输给中央处理器。
3. 数据传输:中央处理器接收到传感器传来的信息后,通过网络或无线信号将数据传输到监控中心或用户终端。
4. 数据处理:监控系统的中央处理器对接收到的数据进行处理和分析,根据预设的算法和规则进行判断和处理。
5. 数据显示:处理后的数据通过显示屏或监控软件展示给用户,用户可以实时监视被监控对象的状态,并进行相应的控制和操作。
三、监控系统的应用领域1. 安防监控:监控系统在安防领域广泛应用,如监控摄像头、门禁系统、入侵报警系统等,用于保护人员和财产安全。
2. 工业生产监控:监控系统在工业生产中起着重要作用,如监控生产线、设备状态、生产数据等,提高生产效率和质量。
3. 环境监测:监控系统用于环境监测和控制,如空气质量监测、水质监测、土壤监测等,保护环境和人类健康。
4. 交通监控:监控系统在交通领域应用广泛,如交通信号灯、车辆监控、智能交通系统等,提高交通运输效率和安全性。
监控工作原理
监控工作原理是指通过特定的技术手段对目标对象进行持续的观察、获取和记录信息的过程。
它主要包括以下几个步骤:
1. 数据采集:监控系统首先需要采集监控对象的数据,这通常通过传感器、摄像头、网络监测设备等设备来实现。
例如,一个温度监控系统可以通过温度传感器获取目标物体的温度数据。
2. 数据传输:采集到的数据需要传输到监控系统的中央控制台或者数据存储中心。
传输方式可以是有线的,如通过电缆、网络等,也可以是无线的,如通过无线射频、蓝牙、Wi-Fi等技
术传输。
3. 数据处理:监控系统会对传输过来的数据进行处理和分析。
这包括数据的解码、格式转换、数据清洗以及数据的聚合和汇总等操作。
通过数据处理,监控系统可以对采集到的数据进行进一步的分析和应用。
4. 数据存储:处理后的数据会被存储在监控系统的数据库或者存储设备中,以备后续查询和分析使用。
数据存储可以是实时的,也可以是批处理的,取决于监控系统的需求和配置。
5. 数据展示:监控系统通常还提供了用于展示数据的界面或者应用程序。
这样,用户可以通过图形化界面或者其他方式来查看监控对象的数据和状态。
用户可以根据需要进行数据的查询、分析和报表生成等操作。
总的来说,监控工作原理是通过采集、传输、处理、存储和展示监控对象的数据,以实现对目标对象的实时监测和状态掌握。
通过监控系统,可以及时发现问题、预警风险、进行决策和优化,并提高目标对象的安全性、可靠性和效率。
SCADA数据采集SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)是一种广泛应用于工业控制系统中的数据采集和监控系统。
它通过连接和控制各种传感器、仪表和执行器,实现对工业过程中的数据进行实时监控和控制。
SCADA系统由四个主要部分组成:监控主机、远程工作站、通讯网络和现场设备。
监控主机是整个SCADA系统的核心,负责数据采集、处理、存储和显示。
远程工作站用来进行控制和监视,可以通过网络和监控主机进行实时通信。
通讯网络负责将数据从现场设备传输到监控主机,现场设备包括传感器和执行器,用来采集和控制现场的信息。
SCADA系统的核心是数据采集。
数据采集通过传感器来获取现场设备的信息,传感器可以是温度传感器、压力传感器、流量计等。
这些传感器将物理量转换成电信号,并传输给SCADA系统以进行处理。
SCADA系统会对这些信号进行解码、校验和处理,并将结果显示在监控主机上。
在数据采集的过程中,SCADA系统需要保证数据的准确性和实时性。
准确性是指采集的数据必须与现场设备的实际情况相符合。
为了保证准确性,需要对传感器进行校准和维护,并定期检查其性能。
实时性是指采集的数据必须能够及时反映现场设备的状态。
为了保证实时性,需要选择适合的通讯网络和高速的数据传输方式。
数据采集不仅仅是为了实时显示和监控,还可以用于分析和优化工业过程。
通过对采集的数据进行分析,可以得到工业过程的运行状态和趋势,并基于这些信息进行决策和优化。
例如,可以通过监测温度和湿度来控制空调系统,以提高能源利用率;可以通过监测流量和压力来优化供水系统,以减少能源和资源的浪费。
数据采集还可以用于报警和故障诊断。
当现场设备发生异常或故障时,SCADA系统可以通过报警功能及时通知操作人员,并提供相关的故障诊断信息。
这样可以避免由于故障导致的生产中断和财产损失。
在实际应用中,SCADA系统的数据采集可以应用于各个行业,例如能源、化工、制造等。
文档从网络中收集,已重新整理排版.word版本可编辑.欢迎下载支持. 1word版本可编辑.欢迎下载支持. 第一章 数据采集与监控系统 第一节 数据采集系统的基本结构 近年来,世界各国的火力发电设备发展方向是采用高参数大容量的单元式机组。机组容量越大,热力系统越复杂,需要监视的参数和操作的对象也就越多。特别是在机组的启停和事故处理过程中,机组处于不稳定的状态下工作,各种参数不断迅速变化,在同一瞬间需要同时进行几个参数的监视和操作,甚至有时要求运行人员在几分钟内完成几十个操作动作,稍有贻误就容易造成重大事故。以一台300MW机组为例,它需要监视的项目在900~1100点左右,如此多的数据如果用常规仪表去监视和测量,无论是在设计还是在运行上都有相当大的困难,一方面将使控制盘的尺寸大幅度增加,另一方面会给运行人员的监盘造成极大困难,劳动强度大,更易造成误操作,直接威协机组的安全运行。为了改变这一状况,在国内外大型火力发电机组上都广泛采用计算机对生产过程进行监视和测量,该计算机系统一般称为数据采集系统 (Data Acquisition System 简称DAS),或者将其称为计算机安全监视系统、计算机信息处理系统、数据采集监视和处理系统等。 计算机数据采集系统,可采用小型机、单台微型机、或多台微型机构成。
一、 小型计算机数据采集系统
以小型计算机构成的典型数据采集系统如图6-1所示。 小型计算机数据采集系统采用双总线式结构,即内存总线与I/O总线分开。系统中所有的过程变量经过程通道连接在I/O总线上,其中包括各种模拟量输入、开关量输入、脉冲量输入、模拟量输出、开关量输出等。在I/O总线上还挂有专用接口,用以连接其它计算机装置或系统。在I/O总线上挂有硬盘驱动器,用以存贮操作系统、各种文件及数据。磁盘由专门的文件管理系统进行管理。主要人机联系设备有:运行人员操作台、工程师操作台和程序员操作台,亦挂在I/O总线上。 由小型计算机构成的数据采集系统具有以下特点: (1)由于小型机一般设有专门的I/O总线和I/O处理机,所以它与外部或外围设备交换的信息可以由I/O处理机进行处理,这样就可以加快I/O处理的速度和提高外设与主机之间工作的并行程度。 (2) 小型计算机具有较高的运算速度和处理能力,可以进行大量的、复杂的运算和数文档从网络中收集,已重新整理排版.word版本可编辑.欢迎下载支持. 2word版本可编辑.欢迎下载支持. 据处理,因此,规模比较大和运算比较复杂的数据采集系统可以采用小型机构成系统。 (3) 小型计算机具有比较强的外部设备驱动能力,因此可以满足各种不同层次的数据处理要求。 (4) 小型计算机一般配有比较完善的指令系统,而且能够支持多种高级语言,具有更加完善的操作系统和应用软件。
图6-1 小型计算机DAS系统框图 二、 微型计算机数据采集系统 以微型计算机构成的数据采集系统如图6-2所示。 微型计算机DAS系统一般采用单总线结构,目前比较流行的总线有STD总线、S100总线、MULTIBUS总线、APPLEⅡ总线、IBM-PC总线等。 所有的过程I/O都经过相应的模件送入系统,这一点同小型计算机系统差别不大。但由于没有I/O处理机,所以一切I/O操作都要由CPU去管理。 在这种类型的系统中,常用的人机联系设备有CRT、键盘和打印机。另外,系统一般不设程序员操作台,程序员同工程师合用一台终端设备。在更小的系统中,所有的工作均在运行员用CRT和键盘上进行。 微型计算机数据采集系统的特点是: (1)系统的结构简单、容易实现,能够满足中、小规模数据采集系统的要求;
内存
CPU中央处理器
I/O处理器
模拟量输入/输出开关量输入/输出脉冲量输入
被控过程
MonitorCRT和键盘
打印机
MonitorCRT和功能键盘
打印机
运行人员操作台
工程师/程序员操作台外存I/O总线内存总线文档从网络中收集,已重新整理排版.word版本可编辑.欢迎下载支持.
3word版本可编辑.欢迎下载支持. (2)微型计算机对环境的要求不像小型机那样苛刻,能够在比较恶劣的环境下工作; (3)微型计算机的价格低廉,可降低数据采集系统的投资,即使是比较小的系统,也可以采用它; (4)采用微型计算机的数据采集系统可以作为分布式数据采集系统的一个基本组成部分进一步扩充。 (5)微机的应用有比较坚实的基础,各种I/O模板及应用软件都比较齐全,便于使用,便于维修。
图6-2 微型计算机DAS系统框图 三、 分布式数据采集系统 分布式数据采集系统的结构如图6-3所示。 分布式数据采集系统是计算机网络技术不断发展的产物,它由若干个“站”和通讯网络组成。“站”一般可分为三类:数据采集站、运行员操作站和工程师操作站。 事实上,一个分布式数据采集系统配上基本控制站以后,就可形成分散控制系统,所以有关分布式数据采集系统中的其他问题,如通信问题、人机接口问题、系统组态问题都与分散控制系统基本相同。分布式数据采集系统的主要特点是: (1)系统的适应能力强 无论是大规模的系统,还是中小规模的系统,分布式系统都能够适应,因为它可以通过选用适当数量的数据采集站以及适当数量的运行员操作站来达到此目的。小型计算机和微型计算机DAS系统就不是这样,一个小型计算机DAS系统用于小规模的生产过程显得大材小用,而一个微型计算机DAS系统用于大规模的生产过程则显得力不从心。 (2)系统的可靠性高 由于采用了多个以微处理机为核心的智能装置,所以它不像小型计算机系统那样,一旦CPU发生故障,就会造成整个DAS系统瘫痪。某个数据采集站发
ROM外设接口
模拟量输入/输出开关量输入/输出脉冲量输入
被控过程
MonitorCRT和键盘
打印机
总线
RAMCPU文档从网络中收集,已重新整理排版.word版本可编辑.欢迎下载支持.
4word版本可编辑.欢迎下载支持. 生故障,只影响一部分参数的监测,而不会对系统其它部分造成任何影响。 (3)系统的实用响应性好 系统中各个微处理机之间是真正“并行”工作的,所以系统的实时影响特性比较好,这一点对于数据采集这类应用来说还并不显得特别重要,但对于控制系统来说,则是一个很突出的优点。 (4)对系统硬件的要求比较低 由于分布式数据采集系统采用了多机并行处理方式,所以每一个微处理机仅完成数量十分有限的数据采集和处理任务,因此,它对硬件的要求比较低,可以用廉价的硬件组成高性能的系统。这是其它方案所不可比拟的。
图6-3 分布式DAS系统框图 第二节 数据采集系统的基本功能 计算机数据采集系统应具备的基本功能一般有:数据采集、输入信号预处理、报警、开关量变态处理、事故顺序记录、CRT显示、打印制表与拷贝、操作请求与操作指导、事故追忆、二次参数计算、性能计算和经济分析、人机联系等。以下以润金电厂350MW超临界机组的数据采集系统为例,说明数据采集系统的基本功能。
一、 350MW超临界机组DAS概述 该机组数据采集系统(DAS)作为DCS的一部分,应连续采集和处理所有与机组有关的重要测点信号及设备状态信号,以便及时向操作人员提供有关的运行信息,实现机组安全经济运行。一旦机组发生任何异常工况,应及时报警,提高机组的可利用率。 DAS的基本功能包括: (1)显示:包括模拟图显示、操作显示、成组显示、棒状图显示、报警显示等。
运行员操作站数据采集站
被控过程Monitor
CRT和专用键盘
打印机
工程师操作站
Monitor
CRT和键盘
打印机
数据采集站
数据采集站文档从网络中收集,已重新整理排版.word版本可编辑.欢迎下载支持.
5word版本可编辑.欢迎下载支持. (2)制表记录:包括定期记录、事故追忆记录、事件顺序(SOE)记录等。 (3)历史数据存储和检索 (4)性能计算
二、 350MW超临界机组DAS的功能 (一) 数据采集功能 (1)按规定的扫描周期,连续地采集全部模拟量。扫描周期视模拟量参数重要性及变化速度而定。 (2)在1秒种内,对全部的开关量进行一遍采集更新。 (3) 对于重要的开关量变态,需要进行事件顺序记录,系统能够在采集过程中区分先后秩序,精度为1~5毫秒。 (4)具有采集脉冲量的功能,通过系统内部计数器,接受发电量,用电量等的脉冲信号,应用软件按一定周期读入计数值。 (二) 输入信号预处理功能 (1)对所有模拟量输入信息,通过极值、变化率、相关比较等办法作正确性判断和误差检查,包括对变送器信号故障的检查和处理,对不正确的或误差超限的信号进行自动显示报警。 (2)对波动较大的模拟信号进行数字滤波,以消除噪声(如汽包水位、主汽和给水流量、炉膛负压等)。 (3)对热电偶、差压流量等非线性模拟量输入信号进行线性化处理。 (4)具有热电偶冷端温度补偿和开路检查功能。 (5)实现信号的工程单位变换,包括标度变换、标准校正、漂移测试、增益优化、偏移校正等。 (6)对开关量输出信号进行有效性检查。 (7)对脉冲量信号进行累积,并具有自清零和溢出指示。 (三) CRT显示功能 每个CRT均可将全部过程变量的实时数据和运行设备的状态,以适合于运行人员监视的方式显示出来,屏幕上显示的内容统称为画面。 1、画面显示的基本要求 (1)采用最新的窗口显示技术,提供的显示应具有诸如多窗口显示、滚动画面显示、