数据采集装置及其数据处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种数据采集装置及其数据处理方法，主要用于工业控制领域中的数据采集。该装置包括外部传感器组件的输出端相连接，对输入的信号进行处理并输出的若干个基于总线的数据采集卡；通过总线与所述基于总线的数据采集卡的输出端相连，利用内装程序对输入信号进行处理的，由ＲＯＭ、ＲＡＭ、中央处理器、Ｉ／Ｏ口构成的控制组件；与所述Ｉ／Ｏ口相连接的，可通过若干个按键输入系统运行参数的键盘。本发明专利技术还提供了使用该数据采集装置的数据处理方法。本发明专利技术具有数据采集和处理的功能，高度集成智能化，数据采集速度快，精度高，抗干扰能力强，便于更换维护等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，尤其涉及一种高实时性、 高精度的数据采集装置，主要用于工业控制领域中的数据采集。
技术介绍
工业控制领域中对机电设备的自动化操作，都离不开一套完善的数据采集 系统。数据采集系统一般具备采集机电设备参数、状态并对其监控、报警的功 能。目前，数据采集系统多使用可编程控制器(PLC)作为数据采集设备，但是 可编程控制器(PLC)的采集速率不高而且精度也有限。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于，为克服现有技术存在的不足，提供一种数据采集 装置，该数据采集装置能满足工业控制的高实时性、高精度的要求，还具备实 时显示、查询、打印、生成图表等功能。本专利技术的另一个目的在于，提供一种使用本专利技术的数据采集装置对采集到 的数据进行处理的方法，该方法能大大节省中央处理器的开销时间，从而提高 中央处理器的工作效率。本专利技术的技术方案是-.一种数据采集装置，包括与外部传感器组件的输出端相连接，对输入的信号进行处理并输出的若干个棊于总线的数据采集卡；通过总线与所述基于总线的数据采集卡的输出端相连，利用内装程序对输入信号进行处理的，由R0M、RAM、中央处理器、1/0口构成的控制组件；与所述I/0口相连接的，可通过若干个按键输入系统运行参数的键盘。在上述技术方案基础上具有附加技术特征的进一步技术方案为 所述数据采集装置还包括通过I/O 口与控制组件相连接的显示组件，或/和通过I/O 口中的以太网接口与控制组件相连接的以太网数据交换设备，或/和通过以太网数据交换设备与控制组件相连接的打印设备。所述基于总线的数据采集卡为PXI数据采集卡或PCI数据采集卡或USB数据采集卡。所述PXI数据采集卡为DP通讯板卡，所述数据采集装置还包括扭矩/转速 采集仪，扭矩/转速采集仪将扭矩/转速传感器输入的模拟信号转换成数字信号 并输出到DP通讯板卡。 .所述PXI数据采集卡，是用于接收、处理传感器输入的模拟信号的数据采 集卡；或是用于接收、处理传感器输入的数字信号的数据釆集卡；或是用于接 收、处理温度传感器输入的电压模拟信号的数据采集卡；或是用于对频率传感器 输入的每秒高电平信号进行计数的数据采集卡。一种利用上述数据釆集装置的数据处理方法，，该数据处理方法包括以下步骤1) 设定参数，参数包括采集率；2) 按照设定的采集率，读入数据；3) 对读入的数据进行处理并输出。在上述技术方案基础上具有附加技术特征的进一步技术方案为所述的数据处理方法，其特征在于采集率为50 1000Hz。 所述的数据处理方法，其特征在于所述参数还包括采集时间。 所述的数据处理方法，其特征在于所述读入数据的步骤包括A. 建立数据队列并设定预定值；B. 读入数据并对读入的数据计数；c.读入的数据个数与预定值比较，如果相等则将数据打包并移入数据队列，否则返回步骤B;D. 判断是否终止读入数据，如果是则结束，否则转到步骤B; 与上述步骤B， C并行的还包括如下步骤E. 判断数据队列中是否有数据包，如果有则转到步骤F，否则重复步骤E;F. 将数据包存入数据库。所述的数据处理方法，其特征在于所述对数据进行处理和输出的步骤包括G. 判断是否对数据进行处理，如果是则转到步骤H，否则转到步骤I;H. 对数据进行处理并输出I. 结束。本专利技术具有以下特点1、 该系统功能高度集成，即集数据采集、实时直观显示、监测、报警、 记录、存储、生成图表等多种功能于一体。 .2、 能对机、电混合系统的扭矩/转速、频率、温度、开关量、电压、电流等信号进行实时采集。3、 内装的数据处理程序能对采集到的数据进行计数，计数到一定值再通 知中央处理器一次性取出并进行处理，适合于大量数据的存储与处理。并且建 立了数据队列，有两个并行运行的线程分别用于读取被采集的数据并存入数据队列和将数据队列中的数据移入数据库，这样处理节省了等待数据的时间，从 而縮短了程序循环所需时间，适合对存储速率较高的场合。本专利技术的目的、特征及优点将通过下述实施例结合附图进行详细说明。 附图说明图1是本专利技术一种数据采集装置的电路原理图图2是本专利技术一种数据采集装置的具体实施例的组成示意图图3是图2所示实施例的布置图图4是图2所示实施例的机箱中数据采集卡及控制器布置图 图5是使用本专利技术一种数据采集装置进行数据采集方法的程序流程图 图中l一供电接口， 2—机箱，3—显示设备，4一打印机，5 —键盘，6—鼠标， 7—电流/电压转换模块，8 —交换机，9_扭矩/转速测量仪，ll一主板， 12 —频率信号采集板卡，13 —温度信号采集板卡，14一开关量信号采集板 卡，15—电压信号采集板卡，16 —DP通信板卡，17 —控制组件。 具体实施例方式本专利技术的要点是引入基于总线的数据采集卡，提高数据的采集速率；通过 运行数据处理程序，提高中央处理器的工作效率，从而提高数据的采集速率。如图1所示，本专利技术的数据采集装置，包括由R0M、 RAM、中央处理器、I/O 口构成的控制组件；基于总线的数据采集卡；与I/0口相连的键盘。以上组件 之间的连接方式是基于总线的数据采集卡通过总线与中央处理器连接，具体 而言如果选取PCI数据采集卡，则中央处理器通过PCI总线与数据采集卡相 连；如果选取USB数据采集卡，则中央处理器通过USB总线与数据采集卡相连； 如果选取PXI数据采集卡，则中央处理器通过PXI总线与数据采集卡。如图2—4所示，为本专利技术的数据采集装置的一个实施例，包括供电接口1、机箱2、显示设备3、打印机4、键盘5、鼠标6、电流/电压信号转换模块7、 交换机8以及扭矩/转速信号采集仪9。机箱2包含主板11、频率信号采集板卡 12、温度信号采集板卡13、开关量信号采集板卡14、电压信号采集板卡15、 DP通讯板卡16及控制组件17。所述的供电接口 1接交流市电，为整个系统供 电；机箱2内放置主板11，主板采用PXI的背板结构，主板上设有多个用于扩 展板卡的插糟；频率信号采集板卡12、温度信号采集板卡13、开关量信号采集 板卡14、电压信号采集板卡15、 DP通.讯板卡16均选用PXI数据采集卡，并且 分别安装在主板11的插槽中；扭矩/转速信号采集仪9通过DP电缆连接到DP 通讯板卡16的接口上；控制组件17包括至少一个中央处理器、R0M、 RAM、若 干个I/O 口 2个USB接口 ， 1个VGA或DVI接口， l个以太网接口，控制组件 17安装在主板11的插槽中；键盘5、鼠标6分别通过USB接口与控制组件17 相连；交换机8通过以太网接口与控制组件相连，交换机8是一种标准的以太 网数据交换设备，具有多个以太网接口，实现不同以太网口连接的设备数据交 换；打印机4通过交换机8与控制组件17相连。 该实施例中数据采集卡的工作原理如图2所示，外部机、电混合系统的扭矩/转速传感器将釆集到的模拟信号 通过电缆输入到扭矩/转速信号釆集仪9，扭矩/转速信号采集仪9将该模拟信 号转换成数字信号并通过DP电缆输出到DP通讯板卡16上，控制组件17将该 数字信号读入并进行处理；外部机、电混合系统的频率信号通过电缆输入到频 率信号采集板卡12、温度信号通过电缆输入到温度信号采集板卡13、开关量信 号输入到开关量信号采集板卡14、电压信号输入到电压信号采集板卡15，控制 组件17本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据采集装置，其特征在于，包括与外部传感器组件的输出端相连接，对输入的信号进行处理并输出的若干个基于总线的数据采集卡；通过总线与所述基于总线的数据采集卡的输出端相连，利用内装程序对输入信号进行处理的，由ＲＯＭ、ＲＡＭ、中央处理器、Ｉ／Ｏ口构成的控制组件；与所述Ｉ／Ｏ口相连接的，可通过若干个按键输入系统运行参数的键盘。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：周凌辉，张丽，陈立剑，陈小米，刘凯，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一二研究所，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]