智能化測(cè)控系統(tǒng)

1、12.1 智能化自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)概述智能化自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)概述n智能化測(cè)量系統(tǒng)智能化測(cè)量系統(tǒng)n是指借助于測(cè)量?jī)x器與設(shè)備獲得測(cè)是指借助于測(cè)量?jī)x器與設(shè)備獲得測(cè)量結(jié)果的整個(gè)過(guò)程的測(cè)量體系。量結(jié)果的整個(gè)過(guò)程的測(cè)量體系。包括：包括：智能化測(cè)控系統(tǒng)新技術(shù)補(bǔ)充： 主從式系統(tǒng)；主從式系統(tǒng)； 多主式系統(tǒng)；多主式系統(tǒng)； 分布式系統(tǒng)；分布式系統(tǒng)； 系統(tǒng)設(shè)備；系統(tǒng)設(shè)備； 自記式采集器。自記式采集器。12.1 自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)概述自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)概述n 自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建n構(gòu)建一個(gè)構(gòu)建一個(gè)自動(dòng)化自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)，除考慮上述因素外，還測(cè)量系統(tǒng)，除考慮上述因素外，還應(yīng)考慮。應(yīng)考慮。連續(xù)采樣、模連續(xù)采樣、模/ /

2、數(shù)轉(zhuǎn)換、軟件分析、計(jì)算機(jī)數(shù)轉(zhuǎn)換、軟件分析、計(jì)算機(jī)處理、自動(dòng)監(jiān)控、人機(jī)界面、通信網(wǎng)絡(luò)處理、自動(dòng)監(jiān)控、人機(jī)界面、通信網(wǎng)絡(luò)等要素。等要素。智能化測(cè)控系統(tǒng)新技術(shù)12.2 集中式及分布式自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)集中式及分布式自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)n 工業(yè)化過(guò)程自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)分類工業(yè)化過(guò)程自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)分類n集中式自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng) （ “集中式集中式”是指整個(gè)整個(gè)系統(tǒng)是指整個(gè)整個(gè)系統(tǒng)中一個(gè)主機(jī)，只使用一份數(shù)據(jù)，只使用一份數(shù)據(jù) ）n分布式自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)分布式自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng) （ “分布式分布式”就是就是多個(gè)分機(jī)，每一個(gè)客，每一個(gè)客戶端都有數(shù)據(jù)的副本戶端都有數(shù)據(jù)的副本 ）312.2.1 集中式自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)集中式自動(dòng)

3、化測(cè)量系統(tǒng)n 自動(dòng)化測(cè)量核心是一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)，在機(jī)內(nèi)擴(kuò)展一定數(shù)量的I/O接口板與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)x表進(jìn)行匹配連接.4集中式自動(dòng)化測(cè)量特點(diǎn)n 在在監(jiān)控中心監(jiān)控中心可實(shí)時(shí)地觀察到系統(tǒng)的全部測(cè)量數(shù)據(jù)?？蓪?shí)時(shí)地觀察到系統(tǒng)的全部測(cè)量數(shù)據(jù)。n 以微型計(jì)算機(jī)為核心的，具有強(qiáng)大的數(shù)值計(jì)算、邏輯以微型計(jì)算機(jī)為核心的，具有強(qiáng)大的數(shù)值計(jì)算、邏輯判斷、信息存儲(chǔ)等功能。判斷、信息存儲(chǔ)等功能。n 只適用于只適用于規(guī)模較小規(guī)模較小的工業(yè)過(guò)程，測(cè)量點(diǎn)數(shù)應(yīng)在的工業(yè)過(guò)程，測(cè)量點(diǎn)數(shù)應(yīng)在100點(diǎn)點(diǎn)以以內(nèi)，傳輸距離內(nèi)，傳輸距離一般應(yīng)在百米以內(nèi)一般應(yīng)在百米以內(nèi)。n 當(dāng)系統(tǒng)的規(guī)模較大時(shí)，主機(jī)的負(fù)擔(dān)較重，實(shí)時(shí)性變差。當(dāng)系統(tǒng)的規(guī)模較大時(shí)，主機(jī)的負(fù)擔(dān)較

4、重，實(shí)時(shí)性變差。n 測(cè)量點(diǎn)數(shù)較多，測(cè)量的地理范圍較大時(shí)，應(yīng)采用分布式自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)。512.2.2 主從分布式自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)n 系統(tǒng)構(gòu)成：主要由系統(tǒng)構(gòu)成：主要由主計(jì)算機(jī)、通信信道及現(xiàn)場(chǎng)、通信信道及現(xiàn)場(chǎng)分機(jī)。n 主機(jī)：可由一臺(tái)帶有：可由一臺(tái)帶有RS232C或或RS485總線接口總線接口的微型計(jì)算機(jī)擔(dān)任。的微型計(jì)算機(jī)擔(dān)任。n RS485接口接口612.2.2 主從分布式自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)n RS485接口接口n半雙工工作方式半雙工工作方式，在總線上任意時(shí)刻只能有一臺(tái)分機(jī)占有總線n可進(jìn)行分時(shí)雙向數(shù)據(jù)通訊，可以高速遠(yuǎn)距離傳遞信號(hào)n智能儀表都配有RS485總線接口n一般情況下，RS485總線可連接3232臺(tái)

5、臺(tái)分機(jī)，最大傳輸距離可達(dá)到1200m1200m，數(shù)據(jù)傳送速率可達(dá)100 kbit/s7 RS-485主從分布式自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)主從分布式自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)832 無(wú)線信道的主從分布式測(cè)量系統(tǒng)無(wú)線信道的主從分布式測(cè)量系統(tǒng)9 主從分布式自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的特點(diǎn)主從分布式自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的特點(diǎn) 靈活性靈活性: 負(fù)載、危險(xiǎn)、功能、地域分散和不確定負(fù)載、危險(xiǎn)、功能、地域分散和不確定等特點(diǎn) 遠(yuǎn)程性遠(yuǎn)程性: 測(cè)量的作用半徑大半徑大 實(shí)時(shí)性：實(shí)時(shí)性：大部分的數(shù)據(jù)處理工作由分機(jī)完成，提高了數(shù)據(jù)測(cè)量的是實(shí)時(shí)性 可靠性：可靠性：某一臺(tái)分機(jī)出現(xiàn)影故障并不響整行。個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)例：例：10第第12章自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)章自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)無(wú)線信道主

6、從分布式應(yīng)用實(shí)例無(wú)線信道主從分布式應(yīng)用實(shí)例（參見(jiàn)書(shū)中介紹）參見(jiàn)書(shū)中介紹）12.3 數(shù)據(jù)采集器（自記儀）數(shù)據(jù)采集器（自記儀）n 模擬自動(dòng)記錄儀模擬自動(dòng)記錄儀n將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為移動(dòng)的機(jī)械手臂，將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為移動(dòng)的機(jī)械手臂，在卷紙上畫(huà)出隨時(shí)間變化的測(cè)量參在卷紙上畫(huà)出隨時(shí)間變化的測(cè)量參數(shù)的曲線數(shù)的曲線n早期的有毛發(fā)濕度自記儀早期的有毛發(fā)濕度自記儀n 數(shù)據(jù)采集器數(shù)據(jù)采集器n將測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字在內(nèi)部保存將測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字在內(nèi)部保存n設(shè)備中的數(shù)據(jù)須轉(zhuǎn)移到設(shè)備中的數(shù)據(jù)須轉(zhuǎn)移到PCPC中分析，中分析，保存和生成報(bào)表保存和生成報(bào)表n采用電池供電采用電池供電12數(shù)據(jù)采集器的主要功能數(shù)據(jù)采集器的主要功能12.3

7、.1 數(shù)據(jù)采集器概述數(shù)據(jù)采集器概述n 定義：定義：電池供電的、電池供電的、便攜式便攜式的、具有海量存儲(chǔ)器的、的、具有海量存儲(chǔ)器的、具有與具有與PC機(jī)接口的數(shù)據(jù)采集分時(shí)記錄智能儀表機(jī)接口的數(shù)據(jù)采集分時(shí)記錄智能儀表n 類型：類型：一體式數(shù)據(jù)采集器，即數(shù)據(jù)采集器自帶傳感一體式數(shù)據(jù)采集器，即數(shù)據(jù)采集器自帶傳感器；組合式數(shù)據(jù)采集器，即傳感器和數(shù)據(jù)采集器是分器；組合式數(shù)據(jù)采集器，即傳感器和數(shù)據(jù)采集器是分離的離的n 組合式數(shù)據(jù)采集器可以分為單通道和多通道的。多通組合式數(shù)據(jù)采集器可以分為單通道和多通道的。多通道的可以一次同時(shí)從多個(gè)輸入端采集數(shù)據(jù)道的可以一次同時(shí)從多個(gè)輸入端采集數(shù)據(jù)13記錄存儲(chǔ)串行接口電池供電超

8、低功耗單片機(jī) （內(nèi)含）信號(hào)調(diào)理傳感器12.3.2 采用數(shù)字傳感器的數(shù)據(jù)采集器采用數(shù)字傳感器的數(shù)據(jù)采集器n DS18B20是一種可組網(wǎng)的數(shù)字溫度傳感器，具有單總是一種可組網(wǎng)的數(shù)字溫度傳感器，具有單總線的結(jié)構(gòu)線的結(jié)構(gòu)n 每個(gè)每個(gè)DS18B20都有一個(gè)都有一個(gè)64位的地址碼位的地址碼 14. . . . . . . . .數(shù) 字 溫 度 傳 感 器 1（） 數(shù) 字 溫 度 傳 感 器 2（） 單 片 機(jī) 數(shù) 字 溫 度 傳 感 器 8（） 串 行 通 信 接 口）非 易 失 串 行 存 儲(chǔ) 器）串 行 竊 電 電 路 3 . 6紐 扣 電 池 或9電 池 （ 6）電 源 切 換 電 路復(fù) 位 電 路

9、 8點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)采集器點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)采集器15智能儀表與采集系統(tǒng)實(shí)物簡(jiǎn)介智能儀表與采集系統(tǒng)實(shí)物簡(jiǎn)介一、一線通溫度傳感器一、一線通溫度傳感器現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集器采集器計(jì)算機(jī)傳輸線計(jì)算機(jī)傳輸線16二、智能數(shù)據(jù)采集模塊二、智能數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)物簡(jiǎn)介實(shí)物簡(jiǎn)介現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集器現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集器溫度曲線自動(dòng)繪圖溫度曲線自動(dòng)繪圖 17智能儀表與采集系統(tǒng)智能儀表與采集系統(tǒng)實(shí)物簡(jiǎn)介實(shí)物簡(jiǎn)介三、型巡檢儀溫度傳感器三、型巡檢儀溫度傳感器18四、四、 型溫度巡檢儀數(shù)據(jù)采集模塊型溫度巡檢儀數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)物簡(jiǎn)介實(shí)物簡(jiǎn)介沈陽(yáng)加美自動(dòng)化儀表有限公司沈陽(yáng)加美自動(dòng)化儀表有限公司 智能溫度巡檢儀（多路巡檢儀表）智能溫度巡檢儀（多路巡檢儀表）現(xiàn)

10、場(chǎng)數(shù)據(jù)采集器現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集器便攜式多路溫度巡檢儀 上海精密博盈實(shí)業(yè)有限公司上海精密博盈實(shí)業(yè)有限公司 12.4.1基于基于PC機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)19 220電源供電機(jī)模數(shù)轉(zhuǎn)換信號(hào)調(diào)理接線端子板現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)共享顯示記錄存儲(chǔ)離線分析在線分析轉(zhuǎn)換激勵(lì)線性化隔離濾波衰減放大多路切換接線端子 1接線端子 2接線端子 .傳感器 傳感器 2傳感器 112.4.2基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)20 220電源供電 傳感器 1傳感器 2傳感器 .接線端子 接線端子 2接線端子 1多路切換放大衰減濾波隔離線性化激勵(lì) 單片機(jī)（內(nèi)含） 顯示記錄存儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)接線端子板信號(hào)調(diào)理12.4.3 基于數(shù)據(jù)采

11、集器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于數(shù)據(jù)采集器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)n 數(shù)據(jù)采集器的主要功能：數(shù)據(jù)采集、記錄數(shù)據(jù)采集器的主要功能：數(shù)據(jù)采集、記錄和顯示和顯示n 數(shù)據(jù)采集器具有串行接口，與數(shù)據(jù)采集器具有串行接口，與PC機(jī)進(jìn)行數(shù)機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換據(jù)交換n 多個(gè)數(shù)據(jù)采集器安裝在現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行同步數(shù)多個(gè)數(shù)據(jù)采集器安裝在現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行同步數(shù)據(jù)采集和記錄據(jù)采集和記錄n 可以對(duì)整體分時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行可以對(duì)整體分時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行離線分析離線分析n 由若干個(gè)安裝在現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集器和辦公由若干個(gè)安裝在現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集器和辦公室中的室中的PC機(jī)可構(gòu)成離線式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。機(jī)可構(gòu)成離線式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。2112.4.4 分布式采集系統(tǒng)的通訊技術(shù)分布式采集系統(tǒng)的通訊技術(shù)

12、n 無(wú)線網(wǎng)（無(wú)線電臺(tái)、無(wú)線網(wǎng)（無(wú)線電臺(tái)、GPRS網(wǎng)）網(wǎng)）n技術(shù)成熟，使用方便，技術(shù)成熟，使用方便， GPRSGPRS網(wǎng)由電信維護(hù)，價(jià)格較網(wǎng)由電信維護(hù)，價(jià)格較貴貴22n 有線電視網(wǎng)有線電視網(wǎng)n一般為單向傳輸，改造費(fèi)用較大（發(fā)展一般為單向傳輸，改造費(fèi)用較大（發(fā)展?jié)摿Υ螅摿Υ螅﹏ 架設(shè)專線架設(shè)專線n需架設(shè)專線雙絞線或光纜，可利用綜合需架設(shè)專線雙絞線或光纜，可利用綜合布線系統(tǒng)布線系統(tǒng)n 電力線網(wǎng)（電力線網(wǎng)（220V供電網(wǎng)）供電網(wǎng)） 無(wú)需通訊線路的連接與拆線，通信速度快無(wú)需通訊線路的連接與拆線，通信速度快n通訊費(fèi)用低，幾乎不需增加通訊費(fèi)用通訊費(fèi)用低，幾乎不需增加通訊費(fèi)用n無(wú)需再架設(shè)線路，造價(jià)低、安裝維

13、護(hù)方無(wú)需再架設(shè)線路，造價(jià)低、安裝維護(hù)方便便n負(fù)載復(fù)雜、信號(hào)衰減大、干擾大、可靠負(fù)載復(fù)雜、信號(hào)衰減大、干擾大、可靠性差性差23n 普通電話線普通電話線n通訊線路普及通訊線路普及n技術(shù)成熟、較易實(shí)現(xiàn)技術(shù)成熟、較易實(shí)現(xiàn)n改造工作量小、容易實(shí)現(xiàn)改造工作量小、容易實(shí)現(xiàn)n通訊速度較低通訊速度較低24n 利用現(xiàn)有線路利用現(xiàn)有線路n有線數(shù)字電視網(wǎng)有線數(shù)字電視網(wǎng)+ +有線寬帶網(wǎng)有線寬帶網(wǎng)+ +視頻通訊網(wǎng)視頻通訊網(wǎng)2526離線分布式采集系統(tǒng)離線分布式采集系統(tǒng)274 分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)-主從分布式系統(tǒng)簡(jiǎn)介主從分布式系統(tǒng)簡(jiǎn)介分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)應(yīng)用原始能耗數(shù)據(jù)采集/遠(yuǎn)傳/存儲(chǔ)分項(xiàng)能耗拆分計(jì)算3 單位采暖耗熱量及耗冷量測(cè)量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換單位采暖耗熱量及耗冷量測(cè)量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換 因目前沒(méi)有統(tǒng)一轉(zhuǎn)換方法，可留給學(xué)生做科研課題。因目前沒(méi)有統(tǒng)一轉(zhuǎn)換方法，可留給學(xué)生做科研課題。方案二方案二B，集中式溫度熱量在線式測(cè)量系統(tǒng)，集中式溫度熱量在線式測(cè)量系統(tǒng)參 考 文 獻(xiàn)n 1.張永瑞，劉振起等編著張永瑞，劉振起等編著.電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) M. 西安電子西安電子科技大學(xué)出版社，科技大學(xué)出版社，2000.n 2.田勝元，肖田勝元，