一种基于无线传输的电熔镁炉数据采集系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于无线传输的电熔镁炉数据采集系统及方法，该系统包括供电模块、PLC模块、无线数据传输模块、串口转换模块、企业端服务器；供电模块对PLC模块和无线数据传输模块进行供电；PLC模块实时采集现场电熔镁炉生产过程的模拟量数据和数字量数据，并对采集到的模拟量数据进行滤波，将滤波后的模拟量数据和采集到的数字量数据进行存储，并传送至无线数据传输模块；无线数据传输模块将PLC模块滤波后的模拟量数据和采集到的数字量数据传输至企业端服务器；企业端服务器接收滤波后的模拟量数据和采集到的数字量数据，并存储于数据库。该系统具有成本低，维护和升级方便，扩展灵活的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金行业过程数据采集
，具体涉及一种基于无线传输的电熔镁炉数据采集系统及方法。
技术介绍
电熔镁炉工业过程数据采集是进行电熔镁炉生产过程实时监控的重要基础和前提，实现电熔镁炉工业过程数据的采集，有利于对电熔镁炉实时数据的检索和分析，高效、可靠的电熔镁炉数据采集系统对于提高电熔镁炉实时监控的性能具有重要作用，对于电熔镁炉生产过程的故障诊断和故障预报也具有重要意义。现有电熔镁炉工业过程数据采集主要由安装在现场的传感器和变送器将检测到的现场信号传输到控制器，然后，企业端服务器采用有线采集方式，通过基于OPC协议的工业总线完成对控制器中数据的采集。但有线采集方式下，布线复杂，成本较高，且后期维护困难，系统扩展和升级困难。随着物联网技术在工业的广泛应用，现有电熔镁炉监控系统难以满足目前制造企业向智能化转型过程中对系统成本以及系统扩展性、灵活性的需求。因此，开发基于无线的电熔镁炉数据采集系统是十分必要的，并具有重要意义。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出一种基于无线传输的电熔镁炉数据采集系统及方法。本专利技术的技术方案是：一种基于无线传输的电熔镁炉数据采集系统，包括供电模块、PLC模块、无线数据传输模块、串口转换模块、企业端服务器；所述供电模块，用于对PLC模块和无线数据传输模块进行供电；所述PLC模块，用于实时采集现场电熔镁炉生产过程的模拟量数据和数字量数据，并对采集到的模拟量数据进行滤波，将滤波后的模拟量数据和采集到的数字量数据进行存储，并传送至无线数据传输模块；所述无线数据传输模块，用于将PLC模块滤波后的模拟量数据和采集到的数字量数据传输至企业端服务器；所述串口转换模块，用于实现无线数据传输模块和企业端服务器之间的通讯；所述企业端服务器，用于接收滤波后的模拟量数据和采集到的数字量数据，并存储于数据库。所述PLC模块，包括CPU电源模块、CPU模块、模拟量输入模块、数字量输入模块和数据传输模块；所述CPU电源模块，用于给CPU模块供电；所述模拟量输入模块，用于实时采集现场电熔镁炉生产过程的模拟量数据并传输至CPU模块的数据缓存区；所述数字量输入模块，用于实时采集现场电熔镁炉生产过程的数字量数据并将其存储至CPU模块的数据存储器中；所述CPU模块，用于对模拟量输入模块采集到的模拟量数据采用限幅平均值滤波方法进行滤波，并将滤波后的模拟量数据存储于CPU模块的数据存储器中；所述数据传输模块，用于将滤波后的模拟量数据和采集到的数字量数据通过modbus协议传送至无线数据传输模块。所述供电模块，包括220V交流电电源、第一直流稳压电源和第二直流稳压电源；所述220V交流电电源，用于对PLC模块、第一直流稳压电源和第二直流稳压电源进行供电；所述第一直流稳压电源和第二直流稳压电源，用于将220V交流电转换为24V直流电输出，对无线数据传输模块进行供电。所述的无线数据传输模块，包括PLC端无线数据传输模块和企业端无线数据传输模块；所述PLC端无线数据传输模块，用于接收PLC模块发送的滤波后的模拟量数据和采集的数字量数据，并通过crc校验方式进行校验，将接收的数据通过无线网络传输至企业端无线数据传输模块；所述企业端无线数据传输模块，用于接收PLC端无线数据传输模块发送的滤波后的模拟量数据和采集的数字量数据，并将接收的数据通过串口转换模块传送给企业端服务器。所述220V交流电电源的输出端连接所述PLC模块的CPU电源模块的输入端、第一直流稳压电源的输入端和第二直流稳压电源的输入端，所述第一直流稳压电源的输出端连接所述PLC端无线数据传输模块的电源端，所述第二直流稳压电源的输出端连接所述企业端无线数据传输模块的电源端，所述CPU电源模块、CPU模块、模拟量输入模块、数字量输入模块和数据传输模块依次连接，所述模拟量输入模块的输入端和数字量输入模块的输入端分别连接电熔镁炉工业现场，所述数据传输模块的输出端连接所述PLC端无线数据传输模块的的输入端；所述PLC端无线数据传输模块和企业端无线数据传输模块之间通过无线网络进行传输，所述企业端无线数据传输模块的输出端通过串口转换模块连接企业端服务器。采用基于无线传输的电熔镁炉数据采集系统进行电熔镁炉数据采集的方法，包括以下步骤：步骤1：PLC模块实时采集现场电熔镁炉生产过程的模拟量数据和数字量数据，并对采集到的模拟量数据进行滤波，将滤波后的模拟量数据和采集到的数字量数据进行存储；步骤2：PLC模块将滤波后的模拟量数据和采集到的数字量数据通过modbus协议传送至无线数据传输模块；步骤3：无线数据传输模块通过串口转换模块将滤波后的模拟量数据和采集到的数字量数据传输至企业端服务器；步骤4：企业端服务器接收滤波后的模拟量数据和采集到的数字量数据，并存储于数据库。所述步骤1包括以下步骤：步骤1.1：模拟量输入模块实时采集现场电熔镁炉生产过程的模拟量数据并传输至CPU模块的数据缓存区，CPU模块对模拟量输入模块采集到的模拟量数据采用限幅平均值滤波方法进行滤波，并将滤波后的模拟量数据存储于CPU模块的数据存储器中；步骤1.1.1：模拟量输入模块采集第m个采样周期的模拟量数据并将其传输至CPU模块的数据缓存区；步骤1.1.2：对第m个采样周期及其前n-1个采样周期采集到的模拟量数据求取其平均值Am；步骤1.1.3：令i＝m-n+1；步骤1.1.4：判断第i个采样周期采集到的值与平均值Am的差值的绝对值是否超出设定的差值上限值，若是，执行步骤1.1.5，否则，执行步骤1.1.6；步骤1.1.5：令i＝i+1，执行步骤1.1.7；步骤1.1.6：将第i个采样周期的值存储至滤波缓存区，令i＝i+1，执行步骤1.1.7；步骤1.1.7：判断i是否小于等于m，若是，返回步骤1.1.4，否则，执行步骤1.1.8；步骤1.1.8：求取滤波缓存区中数据的平均值Bm，即该模拟量数据项第m个采样周期滤波后的值，并将其存储至CPU模块的数据存储器中；步骤1.1.9：清空滤波缓存区，令m＝m+1，返回步骤1.1.1；步骤1.2：数字量输入模块实时采集现场电熔镁炉生产过程的数字量数据并将其存储至CPU模块的数据存储器中。本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种基于无线传输的电熔镁炉数据采集系统及方法，采用无线数据传输模块将PLC模块采集到的电熔镁炉生产过程底层数据传输至企业端服务器，该系统具有成本低，维护和升级方便，扩展灵活的特点。附图说明图1为本专利技术具体实施方式中基于无线传输的电熔镁炉数据采集系统的结构框图；图2为本专利技术具体实施方式中基于无线传输的电熔镁炉数据采集方法的流程图；图3为本专利技术具体实施方式中采用限幅平均值滤波方法对模拟量输入模块采集到的模拟量数据进行滤波的流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术具体实施方式加以详细的说明。一种基于无线传输的电熔镁炉数据采集系统，如图1所示，包括供电模块、PLC模块、无线数据传输模块、串口转换模块、企业端服务器。所述供电模块，用于对PLC模块和无线数据传输模块进行供电。所述PLC模块，用于实时采集现场电熔镁炉生产过程的模拟量数据和数字量数据，并对采集到的模拟量数据进行滤波，将滤波后的模拟量数据和采集到的数字量数据进行存储，并传送至无线数据传输模块。所述无线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无线传输的电熔镁炉数据采集系统，其特征在于，包括供电模块、PLC模块、无线数据传输模块、串口转换模块、企业端服务器；所述供电模块，用于对PLC模块和无线数据传输模块进行供电；所述PLC模块，用于实时采集现场电熔镁炉生产过程的模拟量数据和数字量数据，并对采集到的模拟量数据进行滤波，将滤波后的模拟量数据和采集到的数字量数据进行存储，并传送至无线数据传输模块；所述无线数据传输模块，用于将PLC模块滤波后的模拟量数据和采集到的数字量数据传输至企业端服务器；所述串口转换模块，用于实现无线数据传输模块和企业端服务器之间的通讯；所述企业端服务器，用于接收滤波后的模拟量数据和采集到的数字量数据，并存储于数据库。

【技术特征摘要】
1.一种基于无线传输的电熔镁炉数据采集系统，其特征在于，包括供电模块、PLC模块、无线数据传输模块、串口转换模块、企业端服务器；所述供电模块，用于对PLC模块和无线数据传输模块进行供电；所述PLC模块，用于实时采集现场电熔镁炉生产过程的模拟量数据和数字量数据，并对采集到的模拟量数据进行滤波，将滤波后的模拟量数据和采集到的数字量数据进行存储，并传送至无线数据传输模块；所述无线数据传输模块，用于将PLC模块滤波后的模拟量数据和采集到的数字量数据传输至企业端服务器；所述串口转换模块，用于实现无线数据传输模块和企业端服务器之间的通讯；所述企业端服务器，用于接收滤波后的模拟量数据和采集到的数字量数据，并存储于数据库。2.根据权利要求1所述的基于无线传输的电熔镁炉数据采集系统，其特征在于，所述PLC模块，包括CPU电源模块、CPU模块、模拟量输入模块、数字量输入模块和数据传输模块；所述CPU电源模块，用于给CPU模块供电；所述模拟量输入模块，用于实时采集现场电熔镁炉生产过程的模拟量数据并传输至CPU模块的数据缓存区；所述数字量输入模块，用于实时采集现场电熔镁炉生产过程的数字量数据并将其存储至CPU模块的数据存储器中；所述CPU模块，用于对模拟量输入模块采集到的模拟量数据采用限幅平均值滤波方法进行滤波，并将滤波后的模拟量数据存储于CPU模块的数据存储器中；所述数据传输模块，用于将滤波后的模拟量数据和采集到的数字量数据通过modbus协议传送至无线数据传输模块。3.根据权利要求1所述的基于无线传输的电熔镁炉数据采集系统，其特征在于，所述供电模块，包括220V交流电电源、第一直流稳压电源和第二直流稳压电源；所述220V交流电电源，用于对PLC模块、第一直流稳压电源和第二直流稳压电源进行供电；所述第一直流稳压电源和第二直流稳压电源，用于将220V交流电转换为24V直流电输出，对无线数据传输模块进行供电。4.根据权利要求1所述的基于无线传输的电熔镁炉数据采集系统，其特征在于，所述的无线数据传输模块，包括PLC端无线数据传输模块和企业端无线数据传输模块；所述PLC端无线数据传输模块，用于接收PLC模块发送的滤波后的模拟量数据和采集的数字量数据，并通过crc校验方式进行校验，将接收的数据通过无线网络传输至企业端无线数据传输模块；所述企业端无线数据传输模块，用于接收PLC端无线数据传输模块发送的滤波后的模拟量数据和采集的数字量数据，并将接收的数据通过串口转换模块传送给企业端服务器。5.根据权利要求1、2、3或4所述的基于无线传输的电熔镁炉数据采集系统，其特征在于，所述220V交流电电源的输出端连接所述PLC模块的CPU电源模块的输入端、第一直流稳压电源的输入端和第二直流稳压电源的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志伟，冉振莉，黄文强，徐泉，柴天佑，杨杰，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21