CN107483619A - 一种差压变送器的数据采集***及方法 - Google Patents

一种差压变送器的数据采集***及方法 Download PDF

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CN107483619A CN201710783778.8A CN201710783778A CN107483619A CN 107483619 A CN107483619 A CN 107483619A CN 201710783778 A CN201710783778 A CN 201710783778A CN 107483619 A CN107483619 A CN 107483619A
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王铮
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Abstract

本发明公开了一种差压变送器数据采集***，其特征在于，包括：一Web云端，其包括一通信装置；一计算装置，其具有一MYSQL存储单元；至少四个PLC控制器，其中每所述PLC控制器包括至少三个模拟量采集模块，所述PLC控制器通过所述模拟量采集模块监测和识别差压变送器的老化相关数据；以及至少一放置差压变送器的老化架，其包括至少八个电路板和一路由器。

Description

一种差压变送器的数据采集***及方法
技术领域
本发明涉及差压变送器数据采集领域，特别涉及一种差压变送器的数据采集***及方法。
背景技术
差压变送器的老化测试是差压变送器生产过程中的重要环节。差压变送器制造完成后必须使用恒定电流对差压变送器进行老化，观察差压变送器的电流值变化，是否差压变送器性能稳定。现有技术将差压变送器设置于老化架设备中，并通过连接电子表头，以查看差压变送器当前数据，而差压变送器老化架性能数据记录依赖人工，无法实时监视和记录全部差压变送器老化架性能，导致测试结果的准确度不高。而且差压变送器数据波动有可能人眼无法识别，也不可能安排一个人站在老化装置面前24小时查看。
随着控制、计算机、通信、网络技术的发展，信息交流沟通的领域正在迅速覆盖从现场设备到控制、管理的各个层次，建立了连接工段、车间、工厂、企业乃至世界各地的网络。信息技术的发展促进了网络集成自动化***的发展，使工业远程监控成为可能。远程监控***在工业控制领域有着十分重要的意义，在许多工业场合，尤其是对于一些分散的、无人值守的现场，需要对数据进行定时采集从而达到监控的目的。一个差压变送器制造在所有工序上都会产生一些数据，数据采集具有特殊意义，被采集的数据一定要安全、有效，这样的数据才能为差压变送器进行大数据整合分析和挖掘。但是现有技术中缺乏对老化过程中各类试验信息的实时监视与测量，更无法与其他工艺数据融合，无法组成大数据查看分析，也无法满足异地查看的需要。
为了差压变送器恒流老化更全面有效地顺利进行，确保出厂产品的使用安全，在差压变送器老化过程中研制智能监控***是亟待解决的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种差压变送器的数据采集***及方法，所述数据采集***可通信地与一个或多个差压变送器连接以接收老化架上的差压变送器的老化相关数据。
本发明的另一目的在于提供一种差压变送器的数据采集***及方法，所述数据采集***同时具有两条数据存储的路径，第一条路径通过本地计算装置的数据库储存、汇整、及输出所述PLC控制器采集的差压变送器老化相关数据；另一条路径是通过Web云端储存、汇整、及输出接收差压变送器老化相关数据。
本发明所要解决的技术问题是提供操作容易、安全可靠、实用性强的差压变送器的数据采集***，不仅可存储、汇整、及输出老化过程的各种信息与参数，还可以异地查看以达到远程监控的目的，有利于采集批量差压变送器老化过程中的数据，极具有产业上的利用价值。
为了达到本发明的目的，提供一种差压变送器的数据采集***，其特征在于，包括：
一Web云端，其包括一通信装置；
一计算装置，其具有一MYSQL存储单元；
至少四个PLC控制器，其中每所述PLC控制器包括至少三个模拟量采集模块，所述PLC控制器通过所述模拟量采集模块监测和识别差压变送器的老化相关数据；以及
至少一放置差压变送器的老化架，其包括至少八个电路板和一路由器；
其中所述Web云端通过所述通信装置接收、储存、汇整、及输出所述PLC控制器采集的老化相关数据；所述PLC控制器通过所述路由器连接于所述计算装置，所述计算装置用于控制所述PLC控制器的启停，并通过所述MYSQL存储单元接收、储存、汇整、及输出所述PLC控制器采集的老化相关数据；所述PLC控制器通过所述电路板可通信地连接于差压变送器。
优选地，所述老化相关数据包括差压变送器的电流值。
根据本发明的一个优选实施例，其中所述通信装置包括一接收器和一转换器，其中所述接收器可通信地连接于所述Web云端，所述接收器进一步可通信地连接所述转换器；所述转换器可通信地连接于所述PLC控制器。
优选地，所述通信装置与所述PLC控制器通过工业串口线连接，用于相互访问资源；所述通信装置通过HTTP接口接入所述Web云端。
根据本发明的一个优选实施例，其中所述计算装置进一步包括一通信单元，通过所述通信单元允许所述计算装置沟通所述PLC控制器，将所述PLC控制器采集的数据发送至所述MYSQL存储单元。
优选地，其中所述计算装置开发时选择WPF应用程序，是因为WPF有一套方便、快捷、灵活的界面设计和开发方案，且WPF的控件有很灵活的布局规则，进一步地，所述WPF应用程序基于MVVM的软件架构，实现显示界面和功能模块的松散耦合，从而使得在各种不同场景、时机，灵活的切换显示模式和内容成为可能。
根据本发明的一个优选实施例，其中所述计算装置建立定时器Timer任务队列，用于容纳Timer任务,定时指派PLC控制器采集并发送差压变送器老化相关数据。
根据本发明的一个优选实施例，其中所述计算装置进一步包括一输入单元，由使用者透过所述输入单元输入的信息供所述通信单元识别并取得相对应的数据后，以匹配适于使用者需求的PLC控制器、老化架及差压变送器。
优选地，透过所述输入单元可设置各路差压变送器的序列号。
优选地，透过所述输入单元可设置采集频率、采集时长以及到时提醒。
优选地，所述计算装置可同时控制十个老化架。
根据本发明的一个优选实施例，其中所述模拟量采集模块采集精度为12位。
优选地，所述PLC控制器具有三个所述模拟量采集模块，其中有2个所述模拟量采集模都是采集8路信息，另1个所述模拟量采集模块是采集4路信息，所述PLC控制器一共可采集20路信息。
根据本发明的一个优选实施例，其中所述PLC控制器包括一显示屏，所述显示屏可以提供直观的例如实时老化数据、差压变送器故障提示、老化架设备故障警示以及对采集到的数据处理上传的设定等显示内容。
根据本发明的一个优选实施例，其中所述老化架进一步连接一安全装置，所述安全装置包括一断路器、一交流接触器、一熔断器和一风扇，得以对所述老化架安全运行进行保护。
根据本发明的一个优选实施例，其中所述老化架进一步包括相互电连接的老化台和具有可调节功能的直流电源供应器，其中老化台设有多个老化工位，每个老化工位包括差压变送器的安装孔和接线端子排，可以进行差压变送器的老化指标的测试，使用方便、检测结果准确。
优选地，其中差压变送器与所述PLC控制器相互串联。
优选地，差压变送器的安装孔可以包括两个小圆孔；接线端子排包括至少两个接线端子Ru、Rd，其中一个为红色端子，另一个为黑色端子。
优选地，其中相邻地两个差压变送器相互并联。
根据本发明的一个优选实施例，其中所述老化架分为四层老化台结构，每层老化台对应一个PLC控制器，每层老化台可以设有二十个老化工位。
根据本发明的一个优选实施例，其中每层老化台具有两个所述电路板，其中一所述电路板上焊接两个焊板插座和至少十个接头插头；另一所述电路板上焊接一所述焊板插座和至少十个接头插头，其中两个所述电路板分别通过一所述焊板插座可通信地连接，所述电路板与差压变送器通过所述接头插头可通信地连接。
根据本发明的一个优选实施例，所述电路板进一步插接一连接器，通过所述连接器分别可通信地连接于所述PLC控制器和所述可调直流电源。
与现有技术相比，本发明提供的所述数据采集***的优点在于：
相较于现有技术，本发明提供的差压变送器的数据采集***通过Web云端对差压变送器老化进程进行远程监控，监测所述差压变送器的相关老化数据，远程掌控差压变送器的运行状态，提升其生产效率，提高设备管理效能。还可以通过Web云端远程维护，远程修改各项参数。当差压变送器老化架出现故障，数据采集***可以通过计算装置反馈解决方案，节省人力成本且更加智能化。
根据本发明的另外一方面，本发明提供一种利用差压变送器的数据采集***的方法，其特征在于，其方法包括如下步骤：
计算装置控制PLC控制器启动模拟量采集模块并发送信息；
计算装置接收并记录PLC控制器发送的信息；以及
Web云端接收并记录PLC控制器发送的信息。
根据本发明的一个实施例，上述方法还包括步骤：计算装置根据接收及记录的信息产生反馈信息。
根据本发明的一个实施例，上述方法产生的反馈信息包括文字信息、多媒体信息、设备指令、人员指令、软件参数、数据参数中的一种或几种。
根据本发明的一个实施例，上述方法还包括步骤：所述计算装置建立定时器Timer任务队列，用于容纳Timer任务,定时指派PLC控制器采集并发送差压变送器老化信息数据。
优选地，所述Timer任务具有到时提醒功能。
根据本发明的一个实施例，所述Web云端进一步包括一通信装置，所述PLC控制器通过所述通信装置与所述Web云端进行数据交互。
优选地，所述通信装置包括一接收器和一转换器，其中所述接收器可通信地连接于所述Web云端，所述接收器进一步可通信地连接所述转换器；所述转换器可通信地连接于所述PLC控制器。
根据本发明的另一方面，本发明提供一种利用差压变送器的数据采集***的方法，其方法包括如下步骤：
(a)首先读取存储在计算装置的初始参数设置；
(b)计算装置控制PLC控制器启动模拟量采集模块并发送信息；
(c)计算装置启动Timer任务；
(d)计算装置根据收到的每次Timer事件，轮询各PLC控制器并发送采集指令，以及轮询IP地址；
(e)计算装置接收并记录PLC控制器发送的信息；
(f)PLC控制器根据收到的采集指令产生反馈信息；以及
(g)计算装置存储并送出反馈信息。
优选地，在在所述步骤(a)中，所述参数包括IP地址、子网掩码、网关地址、PLC控制器的配制文件、老化架、差压变送器的序列号，并可在线修改IP地址、PLC控制器的配制文件、老化架及差压变送器的序列号，使之与使用的差压变送器老化架相匹配。
优选地，在所述步骤(b)中，PLC控制器发送信息的方式包括直接显示在PLC控制器显示屏上，其送出反馈信息的对象包括计算装置及Web云端。
优选地，在所述步骤(g)中，计算装置发送信息的方式包括直接显示在计算装置显示屏上及通过通信单元发送，其送出反馈信息的对象包括Web云端。
优选地，所述Web云端通过和差压变送器生产工序上的其他工艺数据融合，组成大数据以方便分析。
附图说明
图1是根据本发明一个优先实施例的数据采集***的框图示意图。
图2是根据本发明一个优选实施例的数据采集***的计算装置与PLC控制器的框图示意图。
图3是根据本发明一个第一优先实施例的云端监控管理方法的流程示意图。
图4是根据本发明一个第三优先实施例的云端监控管理方法的流程示意图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
现有的监控***都是通过WinForm程序做的，但是WinForm程序不易制作图形且实时刷新数据困难，只能做简单的平面界面，无法渲染立体效果，用户体验度比较差，当需求发送变化时，不得不重新编辑界面及其后台代码，导致维护困难，给程序开发人员加大了开发的难度。本发明人用围绕visual studio 2015的C#编程工具，新建项目的类型选择WPF应用程序，可以轻松显示复杂的数据和图形，美观渲染效果，功能模块和界面分离，可以在不改变内核功能的前提下，根据客户需求定制不同的显示效果和数据程序方式，有效缩短软件开发周期和交付时间。
依本发明，其提供一种差压变送器的数据采集***，值得一提的是，尽管在本发明的说明书附图之图1至图4中描述了本发明的所述云端监控管理***的一种可能的实施方式，但其仅为举例性的描述，并不作为对本发明的内容和范围的限制。
如图1至图2所示，根据本发明一个优先实施例的数据采集***包括：一Web云端10，其包括一通信装置50；一计算装置20，其具有一MYSQL存储单元21；四个PLC控制器30，其中每所述PLC控制器30包括三个模拟量采集模块31，所述PLC控制器30通过所述模拟量采集模块31监测和识别差压变送器的老化相关数据；以及一放置差压变送器的老化架40，其包括八个电路板42和一个路由器41；其中所述Web云端10通过所述通信装置50接收、储存、汇整、及输出所述PLC控制器30采集的老化相关数据；所述PLC控制器30通过所述路由器连接于所述计算装置，所述计算装置20用于控制所述PLC控制器30的启停，并通过所述MYSQL存储单元21接收、储存、汇整、及输出所述PLC控制器30采集的老化相关数据；所述PLC控制器30通过所述电路板42可通信地连接于差压变送器。
如图1所示，所述通信装置50包括一接收器51和一转换器52，其中所述接收器51可通信地连接于所述Web云端10，所述接收器51进一步连接所述转换器52，其中所述转换器52可通信地连接于所述PLC控制器30，所述通信装置50与所述PLC控制器30通过工业串口线连接，用于相互访问资源；所述通信装置50通过HTTP接口接入所述Web云端10。
如图2所示，其中所述计算装置20进一步包括一通信单元22，通过所述通信单元22允许所述计算装置20沟通所述PLC控制器30，将所述PLC控制器30采集的数据发送至所述MYSQL存储单元21。进一步地，所述计算装置20建立定时器24Timer任务队列，用于容纳Timer任务,定时指派PLC控制器20采集差压变送器老化信息数据。所述计算装置20进一步包括一输入单元23，由使用者透过所述输入单元23输入的信息供所述通信单元22识别并取得相对应的数据后，匹配适于使用者需求的PLC控制器30、老化架40及差压变送器。具体地，透过所述输入单元23可设置例如各路差压变送器的序列号、采集频率、采集时长以及老化到时提醒等设置。
值得一提的是，所述计算装置20可同时控制十个老化架40。
进一步地，其中所述模拟量采集模块31采集精度为12位。
具体地，其中有2个所述模拟量采集模31都是8路采集信息，其中1个所述模拟量采集模块31是4路采集信息，因此，所述PLC控制器一共可采集20路信息。
值得一提的是，所述计算装置20可以实施为具有WPF应用程序的电脑或手机，使差压变送器老化监视界面展现出前所未有的丰富内容和友好的动态界面。基于MVVM的软件架构，实现显示界面和功能模块的松散耦合，从而使得在各种不同场景、时机，灵活的切换显示模式和内容成为可能。
进一步地，其中所述PLC控制器包括一显示屏32，所述显示屏32可以提供直观的实时老化数据、差压变送器故障提示、老化架设备故障警示以及对采集到的数据处理上传的设定等显示内容。
值得一提的是，其中所述老化架40进一步连接一安全装置(图中未示出)、所述安全装置包括一断路器、一交流接触器、一熔断器和一风扇，得以对所述老化架安全运行进行保护。
具体地，其中所述老化架进一步包括相互电连接的老化台(图中未示出)和具有可调节功能的直流电源供应器(图中未示出)。其中所述老化架40分为四层老化台结构，每层老化台对应一个PLC控制器30，每层老化台可以设有二十个老化工位(图中未示出)，每个老化工位包括差压变送器的安装孔(图中未示出)和接线端子排(图中未示出)，可以进行差压变送器的老化指标的测试，使用方便、检测结果准确。其中差压变送器与所述PLC控制器相互串联，差压变送器的安装孔可以包括两个小圆孔；接线端子排包括至少两个接线端子Ru、Rd，其中一个为红色端子，另一个为黑色端子。
进一步地，其中相邻地两个差压变送器相互并联。
具体地，其中每层老化台具有两个所述电路板42，其中一所述电路板42上焊接两个焊板插座(图中未示出)和十个接头插头(图中未示出)；另一所述电路板上焊接一所述焊板插座和十个接头插头，其中两个所述电路板42分别通过一个所述焊板插座可通信地连接，所述电路板42与差压变送器通过所述接头插头可通信地连接。所述电路板进一步插接一连接器(图中未示出)，通过所述连接器分别可通信地连接于所述PLC控制器30和所述可调直流电源。
如图3所示，本发明提供一种云端监控管理方法，其特征在于，其方法包括如下步骤：
计算装置控制PLC控制器启动模拟量采集模块并发送信息；
计算装置接收并记录PLC控制器发送的信息；以及
Web云端接收并记录PLC控制器发送的信息。
具体地，上述方法还包括步骤：计算装置根据接收及记录的信息产生反馈信息。反馈信息包括文字信息、多媒体信息、设备指令、人员指令、软件参数、数据参数中的一种或几种。
具体地，上述方法还包括步骤：所述计算装置建立定时器Timer任务队列，用于容纳Timer任务,定时指派PLC控制器采集并发送差压变送器老化信息数据，所述Timer任务具有到时提醒功能。
具体地，所述PLC控制器通过一通信装置与所述Web云端进行数据交互。所述通信装置包括一接收器和一转换器，其中所述接收器可通信地连接于所述Web云端，所述接收器进一步可通信地连接所述转换器；所述转换器可通信地连接于所述PLC控制器。
如图4所示，本发明提供一种云端监控管理方法，其方法包括如下步骤：
(a)首先读取预存在计算装置的初始参数设置；
(b)计算装置控制PLC控制器启动模拟量采集模块并发送信息；
(c)计算装置启动Timer任务；
(d)计算装置根据收到的每次Timer事件，轮询各PLC控制器并发送采集指令，以及轮询IP地址；
(e)计算装置接收并记录PLC控制器发送的信息；
(f)PLC控制器根据收到的采集指令产生反馈信息；以及
(g)计算装置存储并送出反馈信息。
优选地，在在所述步骤(a)中，所述参数包括IP地址、子网掩码、网关地址、PLC控制器的配制文件、老化架、差压变送器的序列号，并可在线修改IP地址、PLC控制器的配制文件、老化架及差压变送器的序列号，使之与使用的差压变送器老化架相匹配。
优选地，在所述步骤(b)中，PLC控制器发送信息的方式包括直接显示在PLC控制器显示屏上，其送出反馈信息的对象包括位于计算装置及Web云端。
优选地，在所述步骤(e)中，所述计算装置通过MYSQL存储单元接收、储存、汇整、及输出所述PLC控制器采集的数据。获取采集的历史数据，根据历史数据计算每条采集数据的平均长度L，获取采集周期T，数据采集点N，根据所述平均长度L及采集周期T计算15天的采集数据的总占用存储空间Z为：
Z＝(L*N*3600秒/小时*24小时/天*15天)/T，
其中，这里取L＝2字节，T＝30秒，Z＝2T，则N为5000万以上的数据；则根据计算得到的Z的大小，设置普通PC电脑硬盘容量为2T，便够5000万个差压变送器保留其老化数据。其中，老化数据实际使用多为1小时存储一次，也就是说够10亿个差压变送器的数据使用。普通电脑尚且如此，大型服务器就更不再话下了。
优选地，在所述步骤(g)中，计算装置发送信息的方式包括直接显示在计算装置显示屏上及通过通信单元发送，其送出反馈信息的对象包括Web云端。
优选地，所述Web云端通过和差压变送器生产工序上的其他工艺数据融合，组成大数据以方便分析。
所述PLC控制器在运行时，用户可以利用任何可以上网的终端通过网页来查看PLC控制器中信号的状态，以及此刻PLC控制器的运行情况。如果运行中出现故障时，用户首先可以根据从网页监控中查看PLC控制器的输入变量是否正常，初步确定问题所在，设计人员也可远程协助排查问题。如果用户需要修改程序，设计人员不用去现场远程即可修改。这样，对于管理人员来说，其可以通过与Web云端直接获得各个差压变送器采集的数据的情况。而对于用户来说，也可通过与云端设备相连的各类终端获得其权限内的可查看的相关数据，使用方便，且整个***的信号传输可靠，数据不会丢失。该***通过数据采集服务器进行数据完整性采集，使得该***相比现有的通过公共机直接进行数据采集的方式来说，成本较低，不会出现数据传输拥塞、数据丢失的情况。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.一种差压变送器的数据采集***，其特征在于，包括：
一Web云端，其包括一通信装置；
一计算装置，其具有一MYSQL存储单元；
至少四个PLC控制器，其中每所述PLC控制器包括至少三个模拟量采集模块，所述PLC控制器通过所述模拟量采集模块监测和识别差压变送器的老化相关数据；以及
至少一放置差压变送器的老化架，其包括至少八个电路板和一路由器；
其中所述Web云端通过所述通信装置接收、储存、汇整、及输出所述PLC控制器采集的老化相关数据；所述PLC控制器通过所述路由器连接于所述计算装置，所述计算装置用于控制所述PLC控制器的启停，并通过所述MYSQL存储单元接收、储存、汇整、及输出所述PLC控制器采集的老化相关数据；所述PLC控制器通过所述电路板可通信地连接于差压变送器。
2.根据权利要求1所述的差压变送器的数据采集***，其中所述通信装置包括一接收器和一转换器，其中所述接收器可通信地连接于所述Web云端，所述接收器进一步可通信地连接所述转换器；所述转换器可通信地连接于所述PLC控制器。
3.根据权利要求1所述的差压变送器的数据采集***，其中所述计算装置包括一通信单元，通过所述通信单元允许所述计算装置沟通所述PLC控制器，将所述PLC控制器采集的数据发送至所述MYSQL存储单元。
4.根据权利要求1所述的差压变送器的数据采集***，其中所述计算装置建立定时器Timer任务队列，用于容纳Timer任务,定时指派PLC控制器采集并发送差压变送器老化信息数据。
5.根据权利要求1所述的差压变送器的数据采集***，其中所述计算装置包括一输入单元，由使用者透过所述输入单元输入的信息供所述通信单元识别并取得相对应的数据后，以匹配适于使用者需求的PLC控制器、老化架及差压变送器。
6.根据权利要求1所述的差压变送器的数据采集***，其中所述PLC控制器包括3个采集精度为12位的模拟量采集模块，其中有2个所述模拟量采集模都是采集8路信息，另1个所述模拟量采集模块是采集4路信息，所述PLC控制器一共可采集20路信息。
7.根据权利要求1所述的差压变送器的数据采集***，其中所述老化架进一步分别连接一安全装置，所述安全装置包括一断路器、一交流接触器、一熔断器和一风扇。
8.根据权利要求1所述的差压变送器的数据采集***，其中所述老化架进一步包括相互电连接的老化台和可调直流电源，所述可调直流电源设有可调电位器，其中老化台设有多个老化工位，每个老化工位包括差压变送器的安装孔和接线端子排。
9.根据权利要求1所述的差压变送器的数据采集***，其中所述老化架分为四层老化台结构，每层老化台对应一个PLC控制器，每层老化台设有二十个老化工位；每层老化台具有两个所述电路板，其中一所述电路板上焊接两个焊板插座和至少十个接头插头；另一所述电路板上焊接一所述焊板插座和至少十个接头插头，其中两个所述电路板分别通过一所述焊板插座可通信地连接，所述电路板与差压变送器通过所述接头插头可通信地连接。
10.根据权利要求9所述的差压变送器的数据采集***，其中所述电路板进一步插接一连接器，通过所述连接器分别可通信地连接于所述PLC控制器和所述可调直流电源。
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