专利名称：分布式实时数据采集与监控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数据采集与监控系统，具体涉及一种分布式实时数据采集与监控系统。
背景技术：
在工业工矿企业中，为实现对企业内各类电气设备的自动化和信息化管理，传统的实现手段是采用基于“组态软件+服务器+PLC”搭建平台，从而实现对各类电气设备的状态数据的采集与监控。具体的，搭建平台的过程为将电气设备所在的整体区域划分为若干个子区域，即将分散的数据点局部集中化，然后在每个子区域均配备一套组态软件和服务器。但是，目前，广泛存在有数据点分散广的企业，例如造船企业，当采用上述方式搭建平台时，具有以下缺陷(一)由于每一个子区域内的数据点较少，所以，在每个子区域均配备一套组态软件和服务器会造成空间、人力和物力的浪费；(二)由于在每个子区域均配备一套组态软件，所以，需要使用的组态软件的数量较多，但是，不同厂家的组态软件因存储的数据格式的区别而无法互换通用，所以，一方面，需要二次开发才能实现两个不同厂家的组态软件之间的互联通信，增加了企业成本；另一方面，在扩展和后期维护上会受到诸多限制。
实用新型内容针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种分布式实时数据采集与监控系统，具有成本低、部署简单、维护方便和扩展性强的优点。本实用新型采用的技术方案如下本实用新型提供一种分布式实时数据采集与监控系统，包括分布式数据采集前置机、存储器、供电电源、数据中心服务器和至少一个数据采集单元；所述分布式数据采集前置机分别与所述存储器、所述供电电源、所述数据中心服务器和所述数据采集单元连接。优选的，所述分布式数据采集前置机通过有线网络和/或无线网络与所述数据中心服务器连接。优选的，所述分布式数据采集前置机通过RS485总线和/或CAN总线和/或RS232线缆和/或RJ45线缆与所述数据采集单元连接。优选的，所述分布式数据采集前置机设置有USB接口，所述USB接口连接有RS-485总线扩展板；所述RS485总线的一端连接到所述RS-485总线扩展板，所述RS485总线的另一端连接到所述数据采集单元。优选的，还包括数据归档服务器和/或OPC客户端；所述分布式数据采集前置机通过通信网络与所述数据归档服务器连接；所述分布式数据采集前置机通过OPC标准通信接口与所述OPC客户端连接。优选的，所述数据采集单元包括模拟量数据采集单元和开关量数据采集单元。[0012]优选的，所述模拟量数据采集单元包括传感器、信号调整电路和模数转换电路；所述传感器、所述信号调整电路和所述模数转换电路顺次连接。优选的，所述传感器包括温度传感器和/或压力传感器和/或液位传感器和/或流量传感器。优选的，还包括驱动电路，所述驱动电路的输入端与所述分布式数据采集前置机连接，所述驱动电路的输出端与电气设备的执行机构或开关机构连接。优选的，所述驱动电路为继电器。本实用新型的有益效果如下本实用新型提供的分布式实时数据采集与监控系统，具有以下优点(I)数据采集单元根据需要可以灵活部署，具有成本低、部署简单和维护方便的优占.(2)通过RS-485总线扩展板可以方便的向系统接入数据采集单元，具有扩展性强的优点；(3)数据采集单元既包括模拟量数据采集单元又包括开关量数据采集单元，可以实时准确的采集电气设备的多种状态参数，有利于远程的数据中心服务器对现场各类电气设备进行监控，提高现场电气设备运行的安全性；(4)分布式数据采集前置机前置，距现场的电气设备的距离较近，既提高了数据采集的实时性，同时，也降低了网络负荷，降低了网络通信的风险。(5)分布式数据采集前置机实时获取电气设备的各类运行状态数据，通过分析运行状态数据可以得出被监控电气设备的运行状态，而且，远程的数据中心服务器可以调用分布式数据采集前置机内存储的被监控电气设备的运行状态，从而方便远程监控现场的电气设备，保障了电气设备的安全运行。
图I为本实用新型提供的分布式实时数据采集与监控系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细说明如图I所示，本实用新型提供的分布式实时数据采集与监控系统，包括分布式数据采集前置机、存储器、供电电源、数据中心服务器和至少一个数据采集单元；所述分布式数据采集前置机分别与所述存储器、所述供电电源、所述数据中心服务器和所述数据采集单元连接。其中，分布式数据采集前置机通过有线网络和/或无线网络与所述数据中心服务器连接。分布式数据采集前置机通过RS485总线和/或CAN总线和/或RS232线缆和/或RJ45线缆与数据采集单元连接。还包括数据归档服务器和/或OPC客户端；所述分布式数据采集前置机通过通信网络与所述数据归档服务器连接；分布式数据采集前置机内置实时数据库和历史数据库，其中，实时数据库实时存储数据采集单元上传的各类状态数据，保证数据采集的实时性和准确性；将上述状态数据经过加工和计算后存放于历史数据库中。历史数据库具有开放式接口，并根据定制需要，将历史数据库存储的数据周期上传到数据归档服务器中。具体的，可以采用批量数据传输方式向数据归档服务器上传数据，从而保证数据传输的可靠性，降低网络占用率。所述分布式数据采集前置机通过OPC标准通信接口与所述OPC客户端连接。通过OPC标准通信接口，提供对外访问的OPC客户端接口，允许第三方的OPC客户端访问分布式数据采集前置机的实时数据；提供实时采集数据服务，通过可配置的采集周期将实时数据存取在数据缓存区中，供上层应用使用，或第三方OPC客户端的访问。另外，分布式数据采集前置机设置有USB接口，所述USB接口连接有RS-485总线扩展板；所述RS485总线的一端连接到所述RS-485总线扩展板，所述RS485总线的另一端连接到所述数据采集单元。通过RS-485总线扩展板，提高了分布式数据采集前置机的扩展 性，方便数据采集单元接入分布式实时数据采集与监控系统。本实用新型中，数据采集单元包括模拟量数据采集单元和开关量数据采集单元。模拟量数据采集单元包括传感器、信号调整电路和模数转换电路；所述传感器、所述信号调整电路和所述模数转换电路顺次连接。传感器包括温度传感器和/或压力传感器和/或液位传感器和/或流量传感器。其工作过程为传感器采集被监测的电气设备的状态参数，将该状态经过信号调整后传输给模数转换电路，转换为数字信号后传输给分布式数据采集前置机，从而实现电气设备运行状态的实时监控。当电气设备运行异常时，分布式数据采集前置机启动报警设备进行本地报警或远程报警。还包括驱动电路，所述驱动电路的输入端与所述分布式数据采集前置机连接，所述驱动电路的输出端与电气设备的执行机构或开关机构连接。驱动电路可以为继电器。实际应用中，分布式数据采集前置机分布式数据采集前置机通过驱动电路向电气设备发送控制信号，从而实现控制电气设备运行状态的目的。本实用新型中，分布式数据采集前置机基于Windows的· NET Framework 4. O平台，分布式数据采集前置机基于可扩展的思路，对系统的各模块进行了可扩展式的设计，以便适用更多的应用场合。具体的，分布式数据采集前置机采用可扩展的工厂设计模式，对IO驱动进行了设计，可根据实际需要扩展驱动程序，具有Modbus RTU、Modbus TCP、DT/L645-1997、DT/L645-2007四种标准工业通信协议。此外，嵌入了工业现场所需要的数学模型以及控制策略，为各种管控需求提供生产数据服务，并为生产计划的实施制定控制策略，从而提升生产管控的精度。综上所述，本实用新型提供的分布式实时数据采集与监控系统，具有以下优点(I)数据采集单元根据需要可以灵活部署，具有成本低、部署简单和维护方便的优占.(2)通过RS-485总线扩展板可以方便的向系统接入数据采集单元，具有扩展性强的优点；(3)数据采集单元既包括模拟量数据采集单元又包括开关量数据采集单元，可以实时准确的采集电气设备的多种状态参数，有利于远程的数据中心服务器对现场各类电气设备进行监控，提高现场电气设备运行的安全性；(4)分布式数据采集前置机前置，距现场的电气设备的距离较近，既提高了数据采集的实时性，同时，也降低了网络负荷，降低了网络通信的风险。(5)分布式数据采集前置机实时获取电气设备的各类运行状态数据，通过分析运行状态数据可以得出被监控电气设备的运行状态，而且，远程的数据中心服务器可以调用分布式数据采集前置机内存储的被监控电气设备的运行状态，从而方便远程监控现场的电气设备，保障了电气设备的安全运行。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技 术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种分布式实时数据采集与监控系统，其特征在于，包括分布式数据采集前置机、存储器、供电电源、数据中心服务器和至少一个数据采集单元；所述分布式数据采集前置机分别与所述存储器、所述供电电源、所述数据中心服务器和所述数据采集单元连接。
2.根据权利要求I所述的分布式实时数据采集与监控系统，其特征在于，所述分布式数据采集前置机通过有线网络和/或无线网络与所述数据中心服务器连接。
3.根据权利要求I所述的分布式实时数据采集与监控系统，其特征在于，所述分布式数据采集前置机通过RS485总线和/或CAN总线和/或RS232线缆和/或RJ45线缆与所述数据采集单元连接。
4.根据权利要求3所述的分布式实时数据采集与监控系统，其特征在于，所述分布式数据采集前置机设置有USB接口，所述USB接口连接有RS-485总线扩展板；所述RS485总线的一端连接到所述RS-485总线扩展板，所述RS485总线的另一端连接到所述数据采集单
5.根据权利要求I所述的分布式实时数据采集与监控系统，其特征在于，还包括数据归档服务器和/或OPC客户端；所述分布式数据采集前置机通过通信网络与所述数据归档服务器连接；所述分布式数据采集前置机通过OPC标准通信接口与所述OPC客户端连接。
6.根据权利要求I所述的分布式实时数据采集与监控系统，其特征在于，所述数据采集单元包括模拟量数据采集单元和开关量数据采集单元。
7.根据权利要求6所述的分布式实时数据采集与监控系统，其特征在于，所述模拟量数据采集单元包括传感器、信号调整电路和模数转换电路；所述传感器、所述信号调整电路和所述模数转换电路顺次连接。
8.根据权利要求6所述的分布式实时数据采集与监控系统，其特征在于，所述传感器包括温度传感器和/或压力传感器和/或液位传感器和/或流量传感器。
9.根据权利要求I所述的分布式实时数据采集与监控系统，其特征在于，还包括驱动电路，所述驱动电路的输入端与所述分布式数据采集前置机连接，所述驱动电路的输出端与电气设备的执行机构或开关机构连接。
10.根据权利要求9所述的分布式实时数据采集与监控系统，其特征在于，所述驱动电路为继电器。
专利摘要本实用新型提供一种分布式实时数据采集与监控系统，包括分布式数据采集前置机、存储器、供电电源、数据中心服务器和至少一个数据采集单元；所述分布式数据采集前置机分别与所述存储器、所述供电电源、所述数据中心服务器和所述数据采集单元连接。具有成本低、部署简单、维护方便和扩展性强的优点。
文档编号G05B19/418GK202758232SQ20122045128
公开日2013年2月27日 申请日期2012年9月5日 优先权日2012年9月5日
发明者陈炜, 吕洁 申请人:北京中船信息科技有限公司