一种基于PLC控制器的信号采集器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于PLC控制器的信号采集器，采集器包括控制器，控制器配置AI模拟量模块或/和485板卡实现信号传输，485板卡分别连接网关和485信号分配器，AI模拟量模块连接4

【技术实现步骤摘要】
一种基于PLC控制器的信号采集器


[0001]本技术属于污水厂数据采集
，具体涉及一种基于PLC控制器的信号采集器。

技术介绍

[0002]现有污水处理厂，因生产运营需求，陆续增加大量分析仪表，因前期未做规划，所有新增仪表数据没有在中控画面上显示，若要接入此系统，需要对控制系统新增组态，修改程序，同时控制系统程序上的变动及程序下装，会导致控制系统短暂断电重启，对正在运营的设备极为不利。打算利用上位机系统，读取采集器的数据，避开下位机控制器系统，不仅可以将数据读取过来，同时也更加安全。现场输入信号可能有多种形式，数据采集设备需要能够兼容多种信号的输入，并能够对数据进行处理，且数据采集设备需要跟上位系统进行通信，实现数据交换，进而将数据能够显示在人机界面上。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于设计出一种基于PLC控制器的信号采集器，能够有效采集数据后，兼容多种信号输入，与上位通讯后实现数据传输。
[0004]为了实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：
[0005]一种基于PLC控制器的信号采集器，其特征在于：采集器包括控制器，控制器配置AI模拟量模块或/和485板卡实现信号传输，485板卡分别连接网关和485信号分配器，AI模拟量模块连接4
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20mA信号分配器，输出信号为4
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20mA+Hart信号的采集仪表与网关连接，输出信号为Modbus 485信号的采集仪表与485信号分配器连接，输出信号为4
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20mA信号的采集仪表与4
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20mA信号分配器连接，所述采集仪表包括流量计和PH计等仪表信号采集。
[0006]进一步的，所述控制器采用S7
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200smart控制器，配备专用高速处理器芯片，基本指令执行时间可达0.15μs，单体I/O点数是60点，且可扩展6个模块和1个通讯。
[0007]进一步的，所述AI模拟量模块采用8路AI模拟量模块，模拟量模块尺寸45mm*100*81mm，信号类型有电压信号和电流信号。
[0008]进一步的，输出信号为4
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20mA+Hart信号的采集仪表经过信号隔离器与网关连接。
[0009]进一步的，所述网关采用HTM
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611型号网关。
[0010]与现有技术相比，本技术具有如下技术效果：
[0011]将现场信号从仪表输出端口传入到采集器内，采集器得到信号后，进行信号的转换，能够对各种输入信号进行输入识别与处理，兼容程度高，在本次系统中，我们选用S7
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200smart控制器作为采集器，可以采集模拟信号、数字信号，也可以通讯的方式获取数据，得到原始数据后，再对原始数据进行处理、解析，转化为所需的数据。
附图说明
[0012]图1是本技术原理图。
[0013]图2是实施例中具体案例网络拓扑图。
具体实施方式
[0014]下面结合附图对本技术做进一步的说明：
[0015]本技术以西门子控制器并配置相应AI模块、以及485板卡作为采集器，采集4
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20mA信号及Modbus485信号数据；配置hart网关，将hart信号转换成Modbus 485信号。
[0016]如图1所示，一种基于PLC控制器的信号采集器，采集器包括控制器，控制器配置AI模拟量模块和485板卡实现信号传输，485板卡分别连接hart网关、485信号分配器，输出信号为4
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20mA+Hart信号的采集仪表3经过hart信号隔离器与hart网关连接，输出信号为Modbus485信号的采集仪表2与485信号分配器连接，输出信号为4
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20mA信号的采集仪表1经过4
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20mA信号分配器连接到AI模拟量模块，所述采集仪表包括流量计和PH计等仪表信号采集。
[0017]其中，数据采集需要将现场信号从仪表输出端口传入到采集器内，采集器得到信号后，进行信号的转换。S7
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200smart控制器，能够实现对仪表的采集，且支持与wincc软件数据交换，实现数据显示至人机界面。
[0018]基于上述实施例：控制器采用S7
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200smart控制器，S7
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200smart是一款高性价比小型PLC产品，配备专用高速处理器芯片，基本指令执行时间可达0.15μs，可提供不同类型、I/O点数丰富的CPU模块，单体I/O点数最高可达60点，且可扩展6个模块和1个信号板。选择该款产品，因为该产品非常成熟，运行很稳定，能满足现场使用要求，并且价格较低。
[0019]基于上述实施例：采用8路AI模拟量模块，模拟量模块尺寸45mm*100*81mm，可选4路或者8路模拟信号输入，信号类型有电压信号、电流信号。
[0020]基于上述实施例：采用Modbus 485信号板；信号板直接安装在控制器CPU本体正面，无需占用电控柜空间，安装、拆卸方便快捷。对于少量的I/O点数扩展及更多通信端口的需求，全新设计的信号板能够提供更加经济、灵活的解决方案。
[0021]基于上述实施例：采用Hart网关、Hart隔离器，HTM
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611是一款实现hart与Modbus数据通信的网关，hart一侧可配置为主站，MODBUS一侧做从站。串口是RS232、RS485可选，波特率：300、600、1200、2400、9600、19.2K、38.4K、57.6K、115.2Kbps，串口侧可配置Modbus从站，支持功能码：03H、04H、06H、10H,外观尺寸：40mm(宽)*125mm(高)*110mm(深)；安装方式：35mm导轨。
[0022]目前现场控制箱已安装完成，数据采集用PLC S7
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200smart及配套卡件、hart网关等已采购安装就位；hart网关上电完成参数已配置完成，现场仪表至控制柜通讯电缆已敷设完成并连接至PLC；数据采集器已与winCC系统建立通讯，现场仪表数据显示正常，现场仪表输出信号有4
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20mA、Modbus协议信号、hart协议信号，将不同信号的仪表数据最终转换成控制器统一格式的数据，并存入相应的寄存器。
[0023]对于4
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20mA输出信号仪表数据采集而言，仪表利用变送器将过程控制中的物理信号转换成模拟信号，通过PLC模块，将模拟信号再转换成PLC可接受的数字信号，然后输入到PLC中。将PH值通过PLC功能块，把实际值存入指定的寄存器
[0024]对于Modbus 485输出信号仪表数据采集而言，Modbus协议是电子控制器上的一种通用语言，此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构，因此控制器需要知道每台设
备地址，识别地址发来的消息。
[0025]对于配置网关而言，将Hart本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于PLC控制器的信号采集器，其特征在于：采集器包括控制器，控制器配置AI模拟量模块和485板卡实现信号传输，485板卡分别连接网关和485信号分配器，AI模拟量模块连接4
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20mA信号分配器，输出信号为4
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20mA+Hart信号的采集仪表与网关连接，输出信号为Modbus 485信号的采集仪表与485信号分配器连接，输出信号为4
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20mA信号的采集仪表与4
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20mA信号分配器连接，所述采集仪表包括流量计和PH计仪表信号采集。2.根据权利要求1所述的一种基于PLC控制器的信号采集器，其特征在于：所述控制器采用S7
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【专利技术属性】
技术研发人员：程岩，张敢年，徐春晨，
申请(专利权)人：程岩，
类型：新型
国别省市：