多功能数据采集监测分析装置的制作方法

本发明属于核电，具体涉及一种多功能数据采集监测分析装置。

背景技术：

1、核电生产现场用到大量的测试测量仪表工具来监测设备在不同工况下的各项指标，人们需要依据这些指标数据来判断生产设备处于什么样的状态，并运用这些指标设定阈值范围以实现自动化控制。

2、随着电子技术的进步，各种物理量测量仪表相继向电子化发展，电子测量仪表利用传感器采集接收生产工艺流程中的各项物理量，将其转换成模拟量或数字量形式的电信号传送给集成电路的模数转换单元和数字量处理单元，数据在集成电路中经处理后，控制单元再将其以数字或图形的形式实时地显示在仪表屏幕上。在线式仪表同时会以模拟量形式(主流有4～20ma、0～20ma、0～5v、0～10v等形式)输出；便携式仪表由于使用方式和场景的限制，一般不考虑设计数据输出功能。

3、各种集中控制系统接收在线式仪表输出的电信号，同时在工厂中央控制室的工业计算机上以桌面应用程序将这些电信号对应的物理量数值以更加丰富的形式显示出来，再在这些数值的基础上设定上下限进行自动化控制。这种模式在实现工厂自动化中行之有效，各大电气自动化公司的平台产品层出不穷。但随着客户需求多样性的增长和生产模式的不断进步，其弊端也逐渐显现，主要体现在以下几点：一、搭建平台投入资金巨大；二、运维成本高；三、采集端和显示控制端分处不同空间，无法应对便携巡检和在线监测的双重需求，不够便捷高效；四、功能侧重于控制，不能满足对数据分析能力要求较高的一些功能的实现。

4、现行的工厂自动化控制系统和设备故障监测系统是相互独立的两套软硬件系统。在设备故障诊断领域，需要获取不同工况下的各项指标数据作为分析依据。为了进行故障诊断，传统的方法是工程师携带传感器、采集卡、便携笔记本电脑在监测对象现场采集和存储数据，然后将大量数据带回用专业的数据分析软件(如matlab)进行分析，最后得出诊断结果。整个过程分步进行，严重制约着作业效率和数据时效性。随着行业发展，也慢慢出现了设立于监测现场的成套监测分析设备，但这些设备存在两个问题：一、无法自由移动，不能应用于巡检；二、只有设备故障的分析诊断的结果，没有基于故障信息输出一些控制信号。总而言之，目前没有一套既能满足在线监测需求又能用来便携巡检，能实现实时采集、实时分析、实时得出故障结论后输出控制信号，容采集、监测、分析、控制于一体的系统工具。

技术实现思路

1、为克服相关技术中存在的问题，提供了一种多功能数据采集监测分析装置。

2、根据本公开实施例的一方面，提供一种、一种多功能数据采集监测分析装置，所述装置包括：机箱、工控计算机、数据采集单元、信号隔离处理单元、pci卡、触控显示器、输入插接端子、外接i/o端子、外部扩展接口集合；

3、所述机箱为中空的箱体，机箱内部用于容纳并承载装置的各单元和器件，所述机箱外部嵌入安装触控显示器，触控显示器通过视频和触控线缆组合连接在工控计算机上；

4、所述外接i/o端子安装在机箱后面板上，用于对外收发i/o信号工，控计算机内部主板上设有pci卡槽，pci卡插接在pci卡槽上；工控计算机通过pci卡接收插接在外接i/o端子上的外部输入控制信号，工控计算机还通过pci卡对外输出控制信号；

5、所述数据采集单元能够根据需要集成不同类型的数据采集板卡，用于采集不同类型的信号数据，数据采集单元通过采集线缆集合与信号隔离处理单元连接，数据采集单元接收经信号隔离处理单元处理后的各类型外部输入信号；数据采集单元通过标准网线与工控计算机连接，将采集处理完成后的各通道数据以总线形式输入到工控计算机，所述采集线缆集合是一组随信号类型和通道数量变化的数据传输线缆组合，所述标准网线是一根内部数据以总线通讯形式传输的连接线缆；

6、所述外部扩展接口集合安装在机箱后面板上，所述外部扩展接口集合包括usb接口、进行串口通讯的db9母头、rj45标准网线接口；外部扩展接口集合通过外部扩展线缆集合连接在工控计算机各对外接口上，以实现各种对外通讯和系统的功能扩展。

7、在一种可能的实现方式中，信号隔离处理单元包括电压型信号隔离模块、电流型信号隔离模块、频率型信号隔离模块，根据用户现场实际信号类型以及信号电压大小选配电压型信号隔离模块、电流型信号隔离模块、频率型信号隔离模块中的任意一项或多项模块组合使用；

8、信号隔离处理单元通过信号输入线缆集合和输入插接端子连接，来接收插接到输入插接端子上的各类型输入信号，所述输入插接端子安装在机箱后面板上，所述信号输入线缆集合的线缆数量能够根据输入信号通道数量改变而改变。

9、在一种可能的实现方式中，所述pci卡通过i/o线缆集合与外接i/o端子连接，所述i/o线缆集合的线缆数量能够根据外接i/o端子端口数改变而改变。

10、在一种可能的实现方式中，所述触控显示器表面集成有电容式触控面板，并配有电容触控笔，以及工业鼠标。

11、在一种可能的实现方式中，开关电源通过第一电源线缆、第二电源线缆、第三电源线缆、第四电源线缆、第五电源线缆分别为多功能数据采集监测分析装置各单元和器件供电；

12、电源插座安装在所述机箱后面板上，隔离变压器通过第六电源线缆和电源插座连接，外部提供的交流电能通过第六电源线缆到达隔离变压器的一次侧输入端子，经过隔离变压器处理之后通过第七电源线缆到达开关电源的供电侧输入端子，将交流电转换为预设电压阈值的直流电供负载使用。

13、在一种可能的实现方式中，所述机箱1两侧分别设有把手33。

14、在一种可能的实现方式中，所述机箱1底部设有多个安装脚37，使整体装置能被安装在机架和机箱中，作为其它系统的一部分使用。

15、在一种可能的实现方式中，所述机箱顶部设置上盖，上盖与机箱开口采用多个合页连接，并能通过合页自由开合，从而方便操作者能进行和实现一些内部操作；所述上盖侧边缘设有锁扣多个锁扣，通过开启和关闭锁扣来打开和锁死上盖。

16、在一种可能的实现方式中，所述上盖上表面开有与触控显示器安装尺寸相匹配的安装槽，触控显示器嵌入式安装于所述安装槽中，上盖的上表面靠近安装槽的部分留足够空间用以选配安装工业鼠标。

17、在一种可能的实现方式中，所述机箱两侧中间位置镂空，散热风机8安装在箱体内侧靠近镂空的位置，运行时能置换内部器件工作产生的热量，防止箱体内部环境温度过高导致器件损坏和系统故障。

18、本公开的有益效果在于：本公开通过选用和设计制造小型轻量化的单元和器件，并将这些单元和器件紧凑合理地集成于便携机箱中，形成了一种多功能数据采集分析成套系统工具。这种系统工具容采集、监测、分析、控制功能于一体，可实现实时采集、实时分析、得出故障结论后输出控制信号；该系统工具既能满足数据在线监测需求，又能满足巡检需求。因此，本公开在一定程度上解决了目前工业生产中自动化控制平台和设备故障监测平台必须是相互独立的两套软硬件系统的问题；解决或避免了引入传统自动化控制平台所带来的“搭建平台投入资金巨大；运维成本高；采集端和显示控制端分处不同空间，无法应对便携巡检和在线监测的双重需求，不够便捷高效；功能侧重于控制，不能满足对数据分析能力要求较高的一些功能的实现”等问题；解决了传统设备故障诊断工具成套性差、无法兼顾在线监测和巡检双重使用需求、无法基于故障信息对外进行控制等一系列现实问题。