化学激光器工业以太网远程监控系统及其远程监控方法技术方案

本发明专利技术涉及一种化学激光器工业以太网远程监控系统及其远程监控方法，系统包括PAC架构控制器以及通过工业交换机与其连接的远程数据采集监测端、远程激光器控制端；PAC架构控制器用于采集化学激光器的传感器信息并发送至远程数据采集监测端，接收远程激光器控制端的命令控制化学激光器的动作执行单元动作。方法包括处理单元采集化学激光器的温度传感器、压力传感器原始数据；并对原始数据进行校准、物理量转换处理得到采集数据，经UDP协议打包成数据帧传送至远程数据采集监测端。本发明专利技术实现了对任务的实时、确定性控制，同时解决了传统单一总系统处理能力较低、不易扩展、不易维护的诸多瓶颈问题。

【技术实现步骤摘要】
化学激光器工业以太网远程监控系统及其远程监控方法
本专利技术涉及一种化学激光器工业以太网远程监控系统及其远程监控方法。
技术介绍
现有的大型激光器尤其是化学激光器的监控系统大多数都是基于PLC或单片机的单一现场总线技术来实现对激光器各工作模块的数据采集与控制交互。对传统的激光器而言，其体积与规模相对较小，采集点与控制单元数量不多，原激光器的监控方式大都可以满足对激光器的状态监测和控制输出需求。但如今的激光器，尤其是化学激光器的功率放大后，其体积与规模也随之增加很大，需要实时监测的激光器各模块工作状态与控制单元的数量同样也增加了很多，与之也带来了较高的现场监控人员成本和安全风险成本。同时，现场大型用电设备，如变频器循环泵等，造成的现场电磁干扰也尤为严重，较以往单一现场总线技术，无论从处理能力、易扩展、易维护，还是抗干扰、安全可靠性上都捉襟见肘。
技术实现思路
针对上述技术不足，本专利技术提供了一种基于PAC架构的高性能实时控制器，采用UDP与RDP协议能够实现对大型激光器尤其是化学激光器的工业以太网监控系统及其远程监控方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：化学激光器工业以太网远程监控系统，包括PAC架构控制器以及通过工业交换机与其连接的远程数据采集监测端、远程激光器控制端；PAC架构控制器用于采集化学激光器的传感器信息并发送至远程数据采集监测端，接收远程激光器控制端的命令控制化学激光器的动作执行单元动作。所述PAC架构控制器包括处理单元以及与其通过PXI总线连接的调理模块、采集模块、输出模块、存储单元、通信单元；所述调理模块用于接收并处理化学激光器的温度传感器、压力传感器的原始信号；所述采集模块用于采集经调理模块调理后的原始数据；所述处理单元用于将采集模块的原始数据进行校准、物理量转换处理得到采集数据，并保存于存储单元；并接收通过通信单元发来的指令发送至输出模块；所述输出模块用于接收指令控制化学激光器的电磁阀；所述通信单元用于将处理单元中的激光器实时采集数据打包封装，由网卡经工业交换机传送至远程数据采集监测端；并经工业交换机通过网卡接收远程激光器控制端的指令发送至处理单元。所述通信单元通过网卡与工业交换机连接，工业交换机通过光纤与远程数据采集监测端、远程激光器控制端连接。所述通信单元集成UDP协议和RDP协议。化学激光器工业以太网远程监控方法，包括以下步骤：远程激光器控制端远程通过RDP协议发送命令启动数据采集；处理单元采集化学激光器的温度传感器、压力传感器原始数据；并对原始数据进行校准、物理量转换处理得到采集数据，经UDP协议打包成数据帧传送至远程数据采集监测端；远程数据采集监测端接收UDP数据帧，经过解析后实时显示采集数据信息，并保存；远程激光器控制端根据现场要求通过RDP协议发出指令，通过控制PAC架构控制器控制激光器的动作执行单元动作。所述数据帧格式为：帧头、数据包序列号、监测数据。所述帧头为4个字节，依次为数据源标识码、第一填充值、第二填充值、数据包的长度本专利技术具有以下有益效果及优点：1.本专利技术的化学激光器工业以太网远程监控系统及其远程监控方法，兼容了激光器上所使用的绝大部分的数据采集监控与控制系统和人机界面，并可以实现不同总线与PXI总线的无缝连接。2、远程连接采用光纤传输的方式，避免了传统电缆传输所面临的现场电磁干扰严重的情况，为远程可靠通信提供了解决方案。3、采用UDP协议对PAC架构控制器的激光器现场数据进行实时发送，可实现多台远程数据采集监测端同时实时接收显示激光器现场工作状态的目标。4、采用RDP协议远程操作PAC架构控制器，可不局限于远程激光器控制端的操作系统类型，无障碍、直接、方便、安全的实现远程桌面化可视控制。5、数据采集控制服务器采用PAC架构，具有标准、通用、开放的实时操作系统，和嵌入式硬件系统设计以及PXI背板总线，实现了对任务的实时、确定性控制，同时解决了传统单一总系统处理能力较低、不易扩展、不易维护的诸多瓶颈问题。6、实现了大型激光器，尤其是化学激光器现场试验远程监测与操作控制，降低了试验测试的风险与安全成本。附图说明图1为本专利技术的化学激光器工业以太网远程监控系统的结构示意图；其中，110传感器，120动作执行单元，130调理模块，140采集模块，150输出模块，160PXI总线，170UDP协议，180RDP协议，190网卡，200工业交换机，210光纤，220处理单元，230存储单元，240通信单元；A化学激光器，BPAC架构控制器，C远程数据采集监测端，D远程激光器控制端。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明。本专利技术提供了一种能够通过工业以太网实现对化学激光器的远程监系统及其远程监控的方法。本专利技术的化学激光器工业以太网远程监控系统，包括对化学激光器温度数据、压力数据的数据采集、激光器动作执行单元控制输出、数据调理、数据处理、数据存储、数据发送与远程连接的PAC架构控制器，所述PAC架构控制器通过工业以太网交换机连接至少一个远程数据采集监测端和一个远程激光器控制端，所述远程数据采集监测端和远程激光器控制端，包括至少一台工业控制计算机。本专利技术的化学激光器工业以太网远程监控系统及其远程监控方法，实现了远程实时监测化学激光器现场工作状态，远程高效控制操作化学激光器工作运行，从而解决了控制操作化学激光器进行试验时，激光器试验现场无人化监控与安全试验操作的目的。本专利技术中所选择的基于PAC架构控制器的性能是基于其轻便的控制引擎，标准、通用、开放的实时操作系统，嵌入式硬件系统设计以及PXI背板总线，并使用实时操作系统，是实时、确定性的可定制的控制系统。从激光器试验操作与试验现场人员的安全性而言，本专利技术也提供了一种既能高性能、稳定的完成对激光器进行实时监测与控制，又能安全、可靠的进行远程试验监控的方法。一种化学激光器工业以太网远程监控系统，包括PAC架构控制器，将调理模块、采集模块、输出模块、处理单元、存储单元、通信单元通过内部的PXI总线背板相连，进行数据传输与通信；所述PAC架构控制器与远程数据采集监测端、远程激光器控制端通过工业交换机经光纤连接通信。所述调理模块与化学激光器的温度传感器、压力传感器线路连接；所述输出模块与化学激光器的电磁阀线路连接；所述采集模块采集经调理模块调理后的原始信号；所述处理单元将采集模块中的原始数据进行校准、物理量转换处理，并保存于存储单元；所述通信单元将处理单元中的激光器实时采集数据经设定的UDP协议打包封装，由网卡经工业交换机与远程数据采集监测端相连；所述通信单元将PAC架构控制器的桌面控制指令经设定的RDP协议，由网卡经工业交换机与远程激光器控制端连接。化学激光器各单元模块的数据采集、激光器动作执行单元控制输出、数据调理、数据处理、数据存储为基于PAC架构的实时、确定性控制服务器，内部基于PXI总线进行数据传输与通信。PAC架构控制器与远程数据采集监测端、远程激光器控制端通信的链接方式是数据采集控制服务器与工业交换机以RJ45双屏蔽网线连接，远程数据采集监测端、远程激光器控制端与工业交换机以光纤连接，用于远距离传输并隔离传输过程中的电磁干扰。远程数据采集监测端和远程激光器控制端，包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
化学激光器工业以太网远程监控系统，其特征在于：包括PAC架构控制器以及通过工业交换机(200)与其连接的远程数据采集监测端、远程激光器控制端；PAC架构控制器用于采集化学激光器的传感器信息并发送至远程数据采集监测端，接收远程激光器控制端的命令控制化学激光器的动作执行单元动作。

【技术特征摘要】
1.化学激光器工业以太网远程监控系统，其特征在于：包括PAC架构控制器以及通过工业交换机(200)与其连接的远程数据采集监测端、远程激光器控制端；PAC架构控制器用于采集化学激光器的传感器信息并发送至远程数据采集监测端，接收远程激光器控制端的命令控制化学激光器的动作执行单元动作。2.根据权利要求1所述的化学激光器工业以太网远程监控系统，其特征在于所述PAC架构控制器包括处理单元(220)以及与其通过PXI总线连接的调理模块(130)、采集模块(140)、输出模块(150)、存储单元(230)、通信单元(240)；所述调理模块(130)用于接收并处理化学激光器的温度传感器、压力传感器的原始信号；所述采集模块(140)用于采集经调理模块(130)调理后的原始数据；所述处理单元(220)用于将采集模块(140)的原始数据进行校准、物理量转换处理得到采集数据，并保存于存储单元(230)；并接收通过通信单元(240)发来的指令发送至输出模块(150)；所述输出模块(150)用于接收指令控制化学激光器的电磁阀；所述通信单元(240)用于将处理单元(220)中的激光器实时采集数据打包封装，由网卡(190)经工业交换机(200)传送至远程数据采集监测端；并经工业交换机(200)通过网卡(190)接收远程激...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙德馨，高虹，王麟，金玉奇，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21