數據采集通常有兩種,一種是從數據源收集、識別和選取數據的過程。另一種是數字化、電子掃描系統的記錄過程以及內容和屬性的編碼過程。數據采集系統包括了:可視化的報表定義、審核關系的定義、報表的審批和發布、數據填報、數據預處理、數據評審、綜合查詢統計等功能模塊。通過信息采集網絡化和數字化,擴大數據采集的復蓋范圍,提高審核工作的全面性、及時性和準確性;最終實現相關業務工作管理現代化、程序規范化、決策科學化,服務網絡化。
內容簡介
現狀簡介
我國中小容量機組(200MW及以下)在火電廠中占相當大的比例,這些機組的監控模式為模擬控制系統加以常規儀表為主的數據采集系統。這種監控模式存在著檢修維護工作量大、沒有可靠的歷史記錄等缺點。而且常規模擬儀表也進入老化淘汰期,設備可靠性明顯降低,某些儀表的備品備件也得不到保障,因此中小型機組監控系統的技術改造工作已勢在必行。結合我國國情,借鑒國內類似系統的研制經驗,開發出一套經濟實用的FDC-Ⅱ型分布式發電廠運行實時數據監測系統,既可用于中小機組技術改造,又可應用于變電站、供電局等電力生產、管理部門。該系統已在山東省某150MW火力發電廠投入實際運行。
功能簡介
我國國產機組熱控裝置的質量和主輔機的可控性不盡人意,設計、安裝、調試、運行水平等都存在一些問題,針對這一現狀設計了FDC-Ⅱ型分布式發電廠運行實時數據監測系統。它是只有監視功能而沒有控制功能的計算機監視系統,即數據采集系統——DAS。
該系統可以采集的發電廠運行數據包括電氣參數和非電氣參數兩類。其中電氣參數主要有電流、電壓、功率、頻率等模擬量,斷路器狀態、隔離開關位置、繼電保護動作信號等開關量以及表示電度的脈沖量等。而非電氣參數種類較多,既可以是采集火力發電廠運行中的各種溫度、壓力、流量等熱工信號,也可有水電廠中的水位、流速、流量等水工信號,還可以采集諸如絕緣介質狀態、氣象環境等其它信號。
該系統還包括用VisualC++開發的后臺處理軟件,主要有數據處理、數據庫管理、實時監視、異常處理、統計計算及報表、性能分析及運行指導等功能。
歷史介紹
數據采集系統起始于20世紀50年代,1956年美國首先研究了用在軍事上的測試系統,目標是測試中不依靠相關的測試文件,由非熟練人員進行操作,并且測試任務是由
測試設備高速自動控制完成的。由于該種數據采集測試系統具有高速性和一定的靈活性,可以滿足眾多傳統方法不能完成的數據采集和測試任務,因而得到了初步的
認可。大約在60年代后期,國外就有成套的數據采集設備產品進入市場,此階段的數據采集設備和系統多屬于專用的系統。
20世紀70年代中后期,隨著微型機的發展,誕生了采集器、儀表同計算機溶為一體的數據采集系統。由于這種數據采集系統的性能優良,超過了傳統的自動檢測
儀表和專用數據采集系統,因此獲得了驚人的發展。從70年代起,數據采集系統發展過程中逐漸分為兩類,一類是實驗室數據采集系統,另一類是工業現場數據采
集系統。就使用的總線而言,實驗室數據采集系統多采用并行總線,工業現場數據采集系統多采用串行數據總線。
20世紀80年代隨著計算機的普及應用,數據采集系統得到了極大的發展,開始出現了通用的數據采集與自動測試系統。該階段的數據采集系統主要有兩類,一類
以儀器儀表和采集器、通用接口總線和計算機等構成。例如:國際標準ICE625(GPIB)接口總線系統就是一個典型的代表。這類系統主要用于實驗室,在
工業生產現場也有一定的應用。第二類以數據采集卡、標準總線和計算機構成,例如:STD總線系統是這一類的典型代表。這種接口系統采用積木式結構,把相應
的接口卡裝在專用的機箱內,然后由一臺計算機控制。第二類系統在工業現場應用較多。這兩種系統中,如果采集測試任務改變,只需將新的儀用電纜接入系統,或
將新卡再添加到專用的機箱即可完成硬件平臺重建,顯然,這種系統比專用系統靈活得多。20世紀80年代后期,數據采集系統發生了極大的變化,工業計算機、
單片機和大規模集成電路的組合,用軟件管理,使系統的成本降低,體積減小,功能成倍增加,數據處理能力大大加強。
20世紀90年代至今,在國際上技術先進的國家,數據采集技術已經在軍事、航空電子設備及宇航技術、工業等領域被廣泛應用。由于集成電路制造技術的不斷提
高,出現了高性能、高可靠性的單片數據采集系統(DAS)。目前有的DAS產品精度已達16位,采集速度每秒達到幾十萬次以上。數據采集技術已經成為一種
專門的技術,在工業領域得到了廣泛的應用。該階段數據采集系統采用更先進的模塊式結構,根據不同的應用要求,通過簡單的增加和更改模塊,并結合系統編程,
就可擴展或修改系統,迅速地組成一個新的系統。
基本內容
數據采集通常有兩種解釋:一種是指盤點機、掌上電腦等終端電腦設備;另外一種是指網絡數據采集用的軟件。
數據采集系統(設備)
是指從傳感器和其它待測設備等模擬和數字被測單元中自動采集信息的過程。數據采集系統是結合基于計算機的測量軟硬件產品來實現靈活的、用戶自定義的測量系統。比如條碼機、掃描儀等都是數據采集工具(系統)。
數據采集系統(網絡)
用來批量采集網頁,論壇等的內容,直接保存到數據庫或發布到網絡的一種信息化工具。可以根據用戶設定的規則自動采集原網頁,獲取格式網頁中需要的內容,也可以對數據進行處理。比如樂思(Knowlesys)數據采集系統等。
單片機數據采集系統就是將外部世界的信息,連續變化的物理量形式,例如溫度、壓力、位移、速度等,將這些信息送入計算機進行處理。將這些連續的物理量離散化,并進行量化編碼,從而變成數字量,方便使用。
系統背景
對于大部分制造業企業,測量儀器的自動數據采集一直是個令人煩惱的事情,即使儀器已經具有RS232/485等接口,但仍然在使用一邊測量,一邊手工記錄到紙張,最后再輸入到PC中處理的方式,不但工作繁重,同時也無法保證數據的準確性,常常管理人員得到的數據已經是滯后了一兩天的數據;而對于現場的不良產品信息及相關的產量數據,如何實現高效率、簡潔、實時的數據采集更是一大難題。
主要特點
該系統具有如下特點:
a.數據采集通用性較強。不僅可采集電氣量,亦可采集非電氣量。電氣參數采集用交流離散采樣,非電氣參數采集采用繼電器巡測,信號處理由高精度隔離運算放大器AD202JY調理,線性度好,精度高。
b.整個系統采用分布式結構,軟、硬件均采用了模塊化設計。數據采集部分采用自行開發的帶光隔離的RS-485網,通信效率高,安全性好,結構簡單。后臺系統可根據實際被監控系統規模大小及要求,構成485網、Novell網及WindowsNT網等分布式網絡。由于軟、硬件均為分布式、模塊化結構,因而便于系統升級、維護,且根據需要組成不同的系統。
c.數據處理在WindowsNT平臺上采用VisualC++編程,處理能力強、速度快、界面友好,可實現網絡數據共享。
d.整個系統自行開發,符合我國國情。對發電廠原有系統的改動很小,系統造價較低,比較適合中小型發電廠技術改造需要。
主要功能
·實時采集來自生產線的產量數據或是不良品的數量、或是生產線的故障類型(如停線、缺料、品質),并傳輸到數據庫系統中;
·接收來自數據庫的信息:如生產計劃信息、物料信息等;
·傳輸檢查工位的不良品名稱及數量信息;
·連接檢測儀器,實現檢測儀器數字化,數據采集儀自動從測量儀器中獲取測量數據,進行記錄,分析計算,形成相應的各類圖形,對測量結果進行自動判斷,如在機械加工零部件的跳動測量,拉力計拉力曲線的繪制等;
主要設備
·配備RS232、RS485串口,可連接多個檢測儀器實現自動數據采集;
·配備USB接口,方便數據的輸出;
·配備RJ45接口,可通過網線接入網絡;
·配備VGA視頻輸出及音頻輸出接口;
·內置WIFI模塊,可通過無線方式接入,方便現場組網;
·最大支持32G數據存儲空間;
·配備4.3英寸觸摸屏,方便操作;
·用戶可在網絡中的任一PC通過接口獲取數據,方便進行二次開發;
·配備4.3英寸觸摸屏,方便操作;
·可移動測量,即時傳輸數據,也可測試完成后,通過網絡上傳數據;
·電源連續工作時間6小時,待機時間長達10天;
生產現場數據采集在品質過程中的非常重要的一個環節,好的數據采集方案可把品質管理人員從處理數據的繁重工作中解放出來,有更多的時間去解決實際的品質問題,同時即時的數據采集也使系統真正地實現實時監控,盡早發現問題,避免更大的損失。
分類介紹
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(1)基于通用微型計算機(如PC機)的數據采集系統,這種系統主要功能是將采集來的信號通過外部的采樣和A/D轉換后的數字信號通過接口電路送入微機進行處理,然后再顯示處理結果或經過D/A轉換輸出。它主要有以下幾個特點:
①系統較強的軟、硬件支持。通用微型計算機系統所有的軟、硬件資源都可以用來支持系統進往工作。
②具有自主開發能力。
③系統的軟硬件的應用配置比較小,系統的成本較高,但二次開發時,軟硬件擴展能力較好。
④固在工業環境中運行的可靠性差,對安放的環境要求較高。程序在RAM中運行,易受外界干擾破壞。
(2)基于單片機的數據采集系統它是由單片機及其一些外圍芯片構成的數據采集 系統,具有如下特點:
①系統不具有自主開發能力。因此,系統的軟硬件開發必須借助開發工具。
②系統的軟硬件設計與配置規模都是以滿足數據采集系統功能要求為原則,因此
系統的軟硬件應用,配置比接近于1,具有最佳的性價比;系統的軟件一般都
有應用程序。
③系統的可靠性好,使用方便。應用程序在ROM中運行不會因外界的干擾而破
壞,而且上電后系統立即進入用戶狀態。
(3)基于DSP數字信號微處理器的數據采集系統
DSP數據采集系統設計器有能力響應和處理采樣模擬信號得到的數據流,如乘法和累加求和運算等。如常用的數字信號處理芯片有兩種類型,一種是專用DSP芯片,另一種是通用DSP芯片。基于DSP數字信號微處理器的數據采集系統的特點如下:精度高、靈活性好、可靠性高、容易集成、分時復用等,但同時其價格不菲。
(4)基于混合型計算機采集系統
這是-種近年來隨著8位單片機出現而在計算機應用領域中迅速發展的一種系統結構形式。它是由通用計算機(PC機)與單片機通過標準總線(例如RS-485標準)相連而成。單片機及其外圍電路構成的部分是專為數據采集等功能的要求而配置的,主機則承擔數據采集系統的人機對話、大容量的計算、記錄、打印、圖形顯示等任務。混合型計算機數據采集系統有以下特點:
①通常具有自開發能力。
②系統配置靈活,易構成各種大中型測控系統。
③主機可遠離現場而構成各種局域網絡系統。
④充分利用主機資源,但不會占有主機的全部CPU時間。
參考資料 >
【數據采集】概述數據采集系統DAS的發展歷程.盈飛無限.2016-01-15