一種集成化可配置工業(yè)信息監(jiān)測(cè)分析控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)化大數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)分析【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種集成化可配置工業(yè)信息監(jiān)測(cè)分析控制系統(tǒng)。本發(fā)明使用AM3359工業(yè)級(jí)ARM架構(gòu)處理器，開發(fā)設(shè)計(jì)了高度集成化的數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，提供16路標(biāo)準(zhǔn)模擬輸入通道、16路標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字控制輸出接口以及外帶14路通用串行總線接口；信息監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)使用QT開發(fā)，具有高度自由化可配置型功能，能夠適合不同類型的大數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)目標(biāo)以及多樣的的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)多現(xiàn)場(chǎng)復(fù)用監(jiān)測(cè)控制；數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)采用工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)以及GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸兩種模式，最大程度保證數(shù)據(jù)傳輸可靠性。本發(fā)明集成化程度高，將數(shù)據(jù)采集、處理、分析、存儲(chǔ)、傳輸、控制、報(bào)表打印等多種功能集成在統(tǒng)一系統(tǒng)中，降低的系統(tǒng)功能冗余度，提高系統(tǒng)效率。
【專利說(shuō)明】—種集成化可配置工業(yè)信息監(jiān)測(cè)分析控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)化大數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)分析【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種工業(yè)信息監(jiān)測(cè)分析智能化控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜度不斷加強(qiáng)，關(guān)于現(xiàn)場(chǎng)大數(shù)據(jù)信息監(jiān)測(cè)與分析的要求也在逐漸提高。同時(shí)為了配合現(xiàn)場(chǎng)多種大型流水線設(shè)備控制以及大型機(jī)組過(guò)程控制，現(xiàn)代工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)于控制方法的要求也在不斷提高。但從目前的情況來(lái)看，當(dāng)前的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)仍然在使用傳統(tǒng)的具有高結(jié)構(gòu)復(fù)雜度的分散型數(shù)據(jù)采集分析控制系統(tǒng)，這類系統(tǒng)從分布式結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度上來(lái)說(shuō)存在極大的隱患，同時(shí)也給安裝和維修帶來(lái)極大的困難。另外這類系統(tǒng)從數(shù)據(jù)分析能力以及控制方法技術(shù)方面來(lái)看較為死板缺乏靈活性，無(wú)法達(dá)不到現(xiàn)代大型工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的需求，降低了工業(yè)環(huán)境的效率，也影響了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)資源的有效利用率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠滿足大型工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)于大數(shù)據(jù)信息采集分析控制的集成化和靈活性的需求的工業(yè)信息監(jiān)測(cè)分析控制系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明使用AM3359工業(yè)級(jí)ARM架構(gòu)處理器，開發(fā)設(shè)計(jì)了高度集成化的數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，提供16路標(biāo)準(zhǔn)模擬輸入通道、16路標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字控制輸出接口以及外帶14路通用串行總線接口 ；信息監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)使用QT開發(fā)，具有高度自由化可配置型功能，能夠適合不同類型的大數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)目標(biāo)以及多樣的的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)多現(xiàn)場(chǎng)復(fù)用監(jiān)測(cè)控制；數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)采用工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)以及GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸兩種模式，最大程度保證數(shù)據(jù)傳輸可靠性。
[0005]本發(fā)明提供的工業(yè)信息監(jiān)測(cè)分析控制系統(tǒng)，其硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)由五大部分組成:中央處理器模塊；信號(hào)輸入輸出模塊；UART擴(kuò)展接口模塊；智能人機(jī)交互顯示模塊；通信模塊(包括無(wú)線通信模塊和有線通信模塊)。
[0006]1、中央處理核心模塊
中央處理核心模塊采用集成化中央處理結(jié)構(gòu)，模塊結(jié)構(gòu)圖見圖2所示。核心模塊部分搭載系統(tǒng)CPU，型號(hào)為德州儀器公司(TI) CorteX-A8系列ARM架構(gòu)工業(yè)級(jí)嵌入式處理器AM3359，整個(gè)數(shù)據(jù)采集控制分析系統(tǒng)集成在同一塊主板上，Cortex-A8處理器強(qiáng)大的集成化處理能力能夠使得系統(tǒng)不依靠傳統(tǒng)工控機(jī)系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)大數(shù)據(jù)采集及處理的要求，最大程度減少系統(tǒng)集成的難度。
[0007]中央處理器模塊具備連接外部設(shè)備的各路接口，包括:IXD接口、通用串行總線接口(即串口 2?串口 13)、網(wǎng)絡(luò)接口、USB接口、SD卡接口、信號(hào)交換接口。其中，IXD接口連接外部顯示輸出以及觸摸屏輸入功能模塊，用以完成對(duì)系統(tǒng)的操作配置以及顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)等功能；通用串行總線接口(串口 2?串口 13)連接外部UART總線擴(kuò)展模塊，用以支持系統(tǒng)與其它外部設(shè)備的交互功能；網(wǎng)絡(luò)接口用以連接外部有線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換以及網(wǎng)絡(luò)變壓器等功能；USB接口與SD卡接口連接外部存儲(chǔ)設(shè)備，支持系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)處理功能；信號(hào)交換接口用以支持外部模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)輸入輸出模塊，將外部采集的信號(hào)統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為相同格式與核心模塊處理器進(jìn)行信號(hào)交換傳輸。
[0008]2、信號(hào)輸入輸出模塊
信號(hào)輸入輸出模塊由數(shù)據(jù)采集部分將外部數(shù)據(jù)進(jìn)行采集處理，同時(shí)輸出控制信號(hào)。其中，數(shù)據(jù)采集部分采用研華ADAM-4117以及ADAM-4055數(shù)據(jù)采集卡，可以將外部標(biāo)準(zhǔn)模擬電壓信號(hào)(0-5V，0-150mV, 0-1V，0-10V)、標(biāo)準(zhǔn)模擬電流信號(hào)(0_20mA，4_20mA)、標(biāo)準(zhǔn)邏輯數(shù)字信號(hào)(干接點(diǎn)邏輯信號(hào)，濕接點(diǎn)邏輯信號(hào))進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換打包為通用串行數(shù)據(jù)格式，通過(guò)RS-485電氣協(xié)議傳輸給中央處理核心模塊。
[0009]3、UART擴(kuò)展接口模塊
由于中央處理器AM3359的UART接口資源的限制，只能支持6路通用串行總線接口，因此需要通過(guò)接口擴(kuò)展技術(shù)進(jìn)行接口擴(kuò)展。AM3359具備兩路SPI總線接口，這里使用VK3224通過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)來(lái)擴(kuò)展通用串行總線接口。VK3224是SPI接口的4通道UART器件，可以實(shí)現(xiàn)SPI橋接/擴(kuò)展4個(gè)UART接口的功能。通過(guò)特有指令集控制VK3224的每個(gè)子通道的波特率、字長(zhǎng)、校驗(yàn)格式、通信速率可以將每個(gè)子通道設(shè)置為不同的工作模式。子通道具備收發(fā)獨(dú)立的16 BYTE FIFO, FIFO的中斷為4級(jí)可編程條件觸發(fā)點(diǎn)。使用兩片VK3224將AM3359的兩路SPI總線利用起來(lái)增加8路通用串行總線，此處的8路通用串行總線均為全雙工，可以通過(guò)軟件開啟/關(guān)閉、設(shè)置為是否接受數(shù)據(jù)廣播等模式，支持X0N/X0FF的軟件自動(dòng)流量控制、X0N/X0FF可編程字符自動(dòng)發(fā)送/識(shí)別，支持網(wǎng)絡(luò)地址自動(dòng)識(shí)別功能。具體的硬件電路設(shè)計(jì)如圖3所示。
[0010]4、智能人機(jī)交互顯示模塊
采用京東方BOE 10.4寸顯示觸摸屏BA104S01-100作為交互顯示部分。
[0011]5、通信模塊
通信模塊包括有線通信模塊和無(wú)線通信模塊；有線通信模塊采用雙路工業(yè)以太網(wǎng)接口(RJ-45接口)模式，接口基于IEEE 802.3 (Ethernet)強(qiáng)大的區(qū)域和單元網(wǎng)絡(luò)，能夠自適應(yīng)10M/100M/1000M波特率傳輸，接口芯片為AR8035，接口硬件電路設(shè)計(jì)如圖4所示；無(wú)線通信模塊采用通用無(wú)線分組服務(wù)技術(shù)(GPRS)，引入分組交換的傳輸模式，使得原來(lái)采用電路交換模式的GSM傳輸數(shù)據(jù)方式發(fā)生了根本性的變化。按電路交換模式來(lái)說(shuō)，在整個(gè)連接期內(nèi)，用戶無(wú)論是否傳送數(shù)據(jù)都將獨(dú)自占有無(wú)線信道。在會(huì)話期間，許多應(yīng)用往往有不少的空閑時(shí)段。對(duì)于分組交換模式，用戶只有在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)期間才占用資源，這意味著多個(gè)用戶可高效率地共享同一無(wú)線信道，從而提高了資源的利用率。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)勢(shì):
1、外部復(fù)用接口豐富，可以應(yīng)付不同環(huán)境下信息采集的要求，同時(shí)方便大型工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)需要。
[0013]2、大數(shù)據(jù)分析功能強(qiáng)大，可以從多個(gè)角度反映大數(shù)據(jù)信息的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
[0014]3、集成化程度高，將數(shù)據(jù)采集、處理、分析、存儲(chǔ)、傳輸、控制、報(bào)表打印等多種功能集成在統(tǒng)一系統(tǒng)中，降低的系統(tǒng)功能幾余度，提聞系統(tǒng)效率。
[0015]4、功能自由度高，可以根據(jù)需要配置與采集目標(biāo)相關(guān)的數(shù)據(jù)顯示格式、報(bào)表格式、過(guò)程控制功能等?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為主系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖2為中央核心處理模塊結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖3為擴(kuò)展UART電路原理圖。
[0019]圖4為有線通信模塊接口硬件電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]一、硬件結(jié)構(gòu)
主系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)由六大部分組成:中央處理器模塊；信號(hào)輸入輸出模塊；UART擴(kuò)展接口模塊；智能人機(jī)交互顯示模塊；通信模塊(無(wú)線通信模塊、有線通信模塊)。
[0021]1.中央處理核心模塊
系統(tǒng)中央核心處理模塊采用集成化中央處理結(jié)構(gòu)，模塊結(jié)構(gòu)圖見圖2所示。核心模塊部分搭載系統(tǒng)CPU，型號(hào)為德州儀器公司(TI) CorteX-A8系列ARM架構(gòu)工業(yè)級(jí)嵌入式處理器AM3359，整個(gè)數(shù)據(jù)采集控制分析系統(tǒng)集成在同一塊主板上，Cortex-A8處理器強(qiáng)大的集成化處理能力能夠使得系統(tǒng)不依靠傳統(tǒng)工控機(jī)系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)大數(shù)據(jù)采集及處理的要求，最大程度減少系統(tǒng)集成的難度。
[0022]中央處理器模塊具備連接外部設(shè)備的各路接口。IXD接口連接外部顯示輸出以及觸摸屏輸入功能模塊，用以完成對(duì)系統(tǒng)的操作配置以及顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)等功能；通用串行總線接口(串口 2?串口 13)連接外部UART總線擴(kuò)展模塊，用以支持系統(tǒng)與其它外部設(shè)備的交互功能；網(wǎng)絡(luò)用以連接外部有線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換以及網(wǎng)絡(luò)變壓器等功能；USB接口與SD卡接口連接外部存儲(chǔ)設(shè)備，支持系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)處理功能；信號(hào)交換接口用以支持外部模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)輸入輸出模塊，將外部采集的信號(hào)統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為相同格式與核心模塊處理器進(jìn)行信號(hào)交換傳輸。
[0023]2.信號(hào)輸入輸出模塊
信號(hào)輸入輸出模塊將外部數(shù)據(jù)進(jìn)行采集處理，同時(shí)輸出控制信號(hào)。數(shù)據(jù)采集部分采用研華ADAM-4117以及ADAM-4055數(shù)據(jù)采集卡，可以將外部標(biāo)準(zhǔn)模擬電壓信號(hào)(0-5V，0-150mV，0-1V，0-10V)、標(biāo)準(zhǔn)模擬電流信號(hào)(0-20mA，4-20mA)、標(biāo)準(zhǔn)邏輯數(shù)字信號(hào)(干接點(diǎn)邏輯信號(hào)，濕接點(diǎn)邏輯信號(hào))進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換打包為通用串行數(shù)據(jù)格式，通過(guò)RS-485電氣協(xié)議傳輸給中央處理核心模塊。
[0024]3.UART擴(kuò)展接口模塊
由于中央處理器AM3359的UART接口資源的限制，只能支持6路通用串行總線接口，因此需要通過(guò)接口擴(kuò)展技術(shù)進(jìn)行接口擴(kuò)展。AM3359具備兩路SPI總線接口，這里使用VK3224通過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)來(lái)擴(kuò)展通用串行總線接口。VK3224是SPI接口的4通道UART器件，可以實(shí)現(xiàn)SPI橋接/擴(kuò)展4個(gè)UART接口的功能。通過(guò)特有指令集控制VK3224的每個(gè)子通道的波特率、字長(zhǎng)、校驗(yàn)格式、通信速率可以將每個(gè)子通道設(shè)置為不同的工作模式。子通道具備收發(fā)獨(dú)立的16 BYTE FIFO, FIFO的中斷為4級(jí)可編程條件觸發(fā)點(diǎn)。使用兩片VK3224將AM3359的兩路SPI總線利用起來(lái)增加8路通用串行總線，此處的8路通用串行總線均為全雙工，可以通過(guò)軟件開啟/關(guān)閉、設(shè)置為是否接受數(shù)據(jù)廣播等模式，支持X0N/X0FF的軟件自動(dòng)流量控制、XON/XOFF可編程字符自動(dòng)發(fā)送/識(shí)別，支持網(wǎng)絡(luò)地址自動(dòng)識(shí)別功能。具體的硬件電路設(shè)計(jì)如圖3所示，其中Ull與U12為兩片VK3224，工作晶振為14.745MHZ，擴(kuò)展出8路UART邏輯接口。然后經(jīng)由ZT3232LEEN芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)RS-232協(xié)議信號(hào)電平。
[0025]4.智能人機(jī)交互顯示模塊
采用京東方BOE 10.4寸顯示觸摸屏BA104S01-100作為交互顯示部分。
[0026]5.通信模塊
有線通信模塊采用雙路工業(yè)以太網(wǎng)接口(RJ-45接口)模式，接口基于IEEE 802.3(Ethernet)強(qiáng)大的區(qū)域和單元網(wǎng)絡(luò)，能夠自適應(yīng)10M/100M/1000M波特率傳輸，接口芯片為AR8035，接口硬件電路設(shè)計(jì)如圖4所示。其中接收CPU信號(hào)管腳為RXD(TRXD3，向CPU發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)管腳為TXD(rTXD3。同時(shí)通過(guò)TRXP(rTRXP3以及TRXMTTRXN3與網(wǎng)絡(luò)變壓器進(jìn)行通信，與RJ45接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；無(wú)線通信模塊采用通用無(wú)線分組服務(wù)技術(shù)(GPRS)，引入分組交換的傳輸模式，使得原來(lái)采用電路交換模式的GSM傳輸數(shù)據(jù)方式發(fā)生了根本性的變化。按電路交換模式來(lái)說(shuō)，在整個(gè)連接期內(nèi)，用戶無(wú)論是否傳送數(shù)據(jù)都將獨(dú)自占有無(wú)線信道。在會(huì)話期間，許多應(yīng)用往往有不少的空閑時(shí)段。對(duì)于分組交換模式，用戶只有在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)期間才占用資源，這意味著多個(gè)用戶可高效率地共享同一無(wú)線信道，從而提高了資源的利用率。
[0027]二、整個(gè)系統(tǒng)還包括軟件系統(tǒng)
軟件開發(fā)平臺(tái)版本為:qt-everywhere-opensource-src_4.8.5.tar 系統(tǒng)平臺(tái)版本為:linux-3.2.0-04.06.00.08-1AC335X-4G08-20130723.tar 軟件系統(tǒng)包括如下功能模塊:
1、數(shù)據(jù)顯示功能模塊:
(O軟件系統(tǒng)能將現(xiàn)場(chǎng)采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在主界面上，采集的數(shù)據(jù)有:計(jì)前壓力、計(jì)前溫度、煙道動(dòng)壓、煙道靜壓、煙氣溫度、室內(nèi)溫度和室內(nèi)濕度；
(2)軟件系統(tǒng)的主界面具有三個(gè)指示燈用于監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的液位情況，當(dāng)液位超過(guò)指定位置時(shí)，指示燈會(huì)從綠色變成紅色。
[0028]2、計(jì)算功能模塊:
軟件系統(tǒng)能使用相應(yīng)的算法將現(xiàn)場(chǎng)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算，從而得到標(biāo)態(tài)鹽酸霧排放濃度。
[0029]3、數(shù)據(jù)庫(kù)功能模塊:
軟件系統(tǒng)能將求到的標(biāo)態(tài)目標(biāo)物濃度及時(shí)間存放到數(shù)據(jù)庫(kù)中并根據(jù)時(shí)間信息生成小時(shí)均值濃度表以及天均值濃度表。此外，用戶可以根據(jù)自己的需求設(shè)置查詢的起始時(shí)間和截止時(shí)間，從而搜索在該時(shí)間段內(nèi)的采集數(shù)值。
[0030]4、控制功能模塊:
軟件系統(tǒng)能發(fā)出一系列的控制指令來(lái)控制一系列的機(jī)械設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)反吹、排容、補(bǔ)液、定容、采樣、分析的功能。此外，控制系統(tǒng)還擁有時(shí)間設(shè)定功能，可以設(shè)定每個(gè)控制步驟的執(zhí)行時(shí)間，現(xiàn)場(chǎng)人員可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)每個(gè)控制環(huán)節(jié)的執(zhí)行時(shí)間。
[0031]5、曲線查詢模塊:
軟件系統(tǒng)可以將采集數(shù)據(jù)繪制成曲線，用于可以通過(guò)曲線察看近期的目標(biāo)值以及監(jiān)測(cè)目標(biāo)的變化趨勢(shì)。
[0032]6、監(jiān)測(cè)與報(bào)警功能模塊:
軟件系統(tǒng)能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制平臺(tái)的狀態(tài)和目標(biāo)值，當(dāng)目標(biāo)值超標(biāo)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出相應(yīng)的警告。當(dāng)目標(biāo)值嚴(yán)重超標(biāo)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)停止運(yùn)行。
[0033]7、遠(yuǎn)程通訊功能模塊:
在線監(jiān)控系統(tǒng)具有以太網(wǎng)通信以及GPRS通信功能，能定期將現(xiàn)場(chǎng)的氯化氫濃度信息發(fā)送給上位機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程通訊以及遠(yuǎn)程通訊的功能。
[0034]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、本系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化控制可以實(shí)現(xiàn)大型工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)化大數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)分析技術(shù)以及智能化控制。
[0035]2、本系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，能夠及時(shí)通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)及GSM向上位機(jī)反饋現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)和工作情況。
[0036]3、本系統(tǒng)具有高度靈活性，所有監(jiān)測(cè)以及控制的模式均可以根據(jù)需求自由配置，可以適應(yīng)不同環(huán)境的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)控制提供一體化服務(wù)。
[0037]4、系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，信息傳輸速度快，網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣，控制方式多樣化。
【權(quán)利要求】
1.一種集成化可配置工業(yè)信息監(jiān)測(cè)分析控制系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)由中央處理器模塊、信號(hào)輸入輸出模塊、UART擴(kuò)展接口模塊、智能人機(jī)交互顯示模塊和通信模塊組成;其中: 所述中央處理核心模塊采用集成化中央處理結(jié)構(gòu)，其核心模塊部分搭載系統(tǒng)CPU，型號(hào)為德州儀器公司CorteX-A8系列ARM架構(gòu)工業(yè)級(jí)嵌入式處理器AM3359，整個(gè)數(shù)據(jù)采集控制分析系統(tǒng)集成在同一塊主板上； 中央處理器模塊具備連接外部設(shè)備的各路接口，包括:IXD接口、通用串行總線接口即串口 2~串口 13、網(wǎng)絡(luò)接口、USB接口、SD卡接口、信號(hào)交換接口 ；其中，IXD接口連接外部顯示輸出以及觸摸屏輸入功能模塊，用以完成對(duì)系統(tǒng)的操作配置以及顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)功能；通用串行總線接口即串口 2~串口 13連接外部UART總線擴(kuò)展模塊，用以支持系統(tǒng)與其它外部設(shè)備的交互功能；網(wǎng)絡(luò)接口用以連接外部有線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換以及網(wǎng)絡(luò)變壓器等功能;USB接口與SD卡接口連接外部存儲(chǔ)設(shè)備，支持系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)處理功能；信號(hào)交換接口用以支持外部模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)輸入輸出模塊，將外部采集的信號(hào)統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為相同格式與核心模塊處理器進(jìn)行信號(hào)交換傳輸； 所述信號(hào)輸入輸出模塊由數(shù)據(jù)采集部分將外部數(shù)據(jù)進(jìn)行采集處理，同時(shí)輸出控制信號(hào)；其中，數(shù)據(jù)采 集部分采用研華ADAM-4117以及ADAM-4055數(shù)據(jù)采集卡，將外部標(biāo)準(zhǔn)模擬電壓信號(hào)、標(biāo)準(zhǔn)模擬電流信號(hào)、標(biāo)準(zhǔn)邏輯數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換打包為通用串行數(shù)據(jù)格式,通過(guò)RS-485電氣協(xié)議傳輸給中央處理核心模塊； 中央處理器AM3359具備兩路SPI總線接口，這里使用VK3224通過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)來(lái)擴(kuò)展通用串行總線接口 ；VK3224是SPI接口的4通道UART器件，可以實(shí)現(xiàn)SPI橋接/擴(kuò)展4個(gè)UART接口的功能；通過(guò)特有指令集控制VK3224的每個(gè)子通道的波特率、字長(zhǎng)、校驗(yàn)格式、通信速率可以將每個(gè)子通道設(shè)置為不同的工作模式；子通道具備收發(fā)獨(dú)立的16 BYTEFIFO, FIFO的中斷為4級(jí)可編程條件觸發(fā)點(diǎn)；所述UART擴(kuò)展接口模塊是使用兩片VK3224將AM3359的兩路SPI總線利用起來(lái)增加8路通用串行總線，此處的8路通用串行總線均為全雙工，通過(guò)軟件開啟/關(guān)閉、設(shè)置為是否接受數(shù)據(jù)廣播等模式，支持X0N/X0FF的軟件自動(dòng)流量控制、X0N/X0FF可編程字符自動(dòng)發(fā)送/識(shí)別，支持網(wǎng)絡(luò)地址自動(dòng)識(shí)別功能； 所述智能人機(jī)交互顯示模塊采用京東方BOE 10.4寸顯示觸摸屏BA104S01-100作為交互顯示部分； 所述通信模塊包括有線通信模塊和無(wú)線通信模塊；有線通信模塊采用雙路工業(yè)以太網(wǎng)接口即RJ-45接口模式，接口基于IEEE 802.3強(qiáng)大的區(qū)域和單元網(wǎng)絡(luò)，能夠自適應(yīng)10M/100M/1000M波特率傳輸，接口芯片為AR8035 ;無(wú)線通信模塊采用通用無(wú)線分組服務(wù)技術(shù)，引入分組交換的傳輸模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成化可配置工業(yè)信息監(jiān)測(cè)分析控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括軟件系統(tǒng)；軟件系統(tǒng)包括如下功能模塊: (I)數(shù)據(jù)顯示功能模塊，包括: 將現(xiàn)場(chǎng)采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在主界面上，采集的數(shù)據(jù)有:計(jì)前壓力、計(jì)前溫度、煙道動(dòng)壓、煙道靜壓、煙氣溫度、室內(nèi)溫度和室內(nèi)濕度； 軟件系統(tǒng)的主界面具有三個(gè)指示燈用于監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的液位情況，當(dāng)液位超過(guò)指定位置時(shí)，指示燈會(huì)從綠色變成紅色；(2)計(jì)算功能模塊:計(jì)算功能模塊使用相應(yīng)的算法將現(xiàn)場(chǎng)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算，得到標(biāo)態(tài)鹽酸霧排放濃度； (3)數(shù)據(jù)庫(kù)功能模塊:數(shù)據(jù)庫(kù)功能模塊將求到的標(biāo)態(tài)目標(biāo)物濃度及時(shí)間存放到數(shù)據(jù)庫(kù)中，并根據(jù)時(shí)間信息生成小時(shí)均值濃度表以及天均值濃度表；此外，用戶可以根據(jù)自己的需求設(shè)置查詢的起始時(shí)間和截止時(shí)間，從而搜索在該時(shí)間段內(nèi)的采集數(shù)值； (4)控制功能模塊:控制功能模塊通過(guò)發(fā)出控制指令來(lái)控制一系列的機(jī)械設(shè)備，實(shí)現(xiàn)反吹、排容、補(bǔ)液、定容、采樣、分析的功能；此外，控制功能模塊還擁有時(shí)間設(shè)定功能，可以設(shè)定每個(gè)控制步驟的執(zhí)行時(shí)間，現(xiàn)場(chǎng)人員可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)每個(gè)控制環(huán)節(jié)的執(zhí)行時(shí)間； (5)曲線查詢模塊:曲線查詢模塊將采集數(shù)據(jù)繪制成曲線，通過(guò)曲線察看近期的目標(biāo)值以及監(jiān)測(cè)目標(biāo)的變化趨勢(shì)； (6)監(jiān)測(cè)與報(bào)警功能模塊:監(jiān)測(cè)與報(bào)警功能模塊用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制平臺(tái)的狀態(tài)和目標(biāo)值，當(dāng)目標(biāo)值超標(biāo)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出相應(yīng)的警告，當(dāng)目標(biāo)值嚴(yán)重超標(biāo)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)停止運(yùn)行； (7)遠(yuǎn)程通訊功能模塊:采用以太網(wǎng)通信以及GPRS通信，能定期將現(xiàn)場(chǎng)的氯化氫濃度信息發(fā)送給上位機(jī) ，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊功能。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK103984323SQ201410225753
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月27日
【發(fā)明者】陳雄, 張琦 申請(qǐng)人:陳雄, 張琦