分布式采集系统概述
随着现代科技及工业的发展,数据采集系统的发展趋势是地域分散化、数据海量化、采集环境复杂化,并且由于网络技术的迅速发展,仅在本地采集处理数据已经不能满足现实应用的需要,因此我们可以把计算机技术、传感器技术、网络技术、数据库技术等有机结合起来,组成网络化、分布式的数据采集系统。
分布式采集系统包含两个层次的含义:一是分布式的数据采集设备,即智能数据采集设备,也就是通常所说的下位机;另一个是数据处理和显示系统,即上位机HMI(Human Machine Interface)系统。下位机一般意义上通常指硬件层上的,即各种数据采集设备,如各种开关量/模拟量采集模块及各种智能控制设备等等。这些智能采集设备与生产过程和事务管理的设备或仪表相结合,实时感知设备各种参数的状态,并将这些状态信号转换成数字信号,并通过特定数字通信网络传递到HMI系统中。必要的时候,这些智能系统也可以向设备发送控制信号。上位机HMI系统在接受这些信息后,以适当的形式如声音、图形、图象等方式显示给用户,以达到监视的目的,同时数据经过处理后,告知用户设备各种参数的状态(报警、正常或报警恢复),这些处理后的数据可能会保存到数据库中,也可能通过网络系统传输到不同的监控平台上,还可能与别的系统结合形成功能更加强大的系统;HMI还可以接受操作人员的指示,将控制信号发送到下位机中,以达到控制的目的。
案例背景
随着信息技术的发展和普及,各学校机房计算机数量与日俱增,其配套的环境设备也日益增多,机房的安全越来越受到重视。一旦机房设备出现故障,就会影响计算机系统运行,严重事故时甚至会危及学生的人身安全。因此,为了保证机房系统设备安全可靠的工作,对各学校机房里环境信息及设备信号进行自动监视和有机管理是极其必要的。
设计要求
机房监控系统主要检测机房中的温度、湿度、电压、电流,系统由远端检测单元和中央计算机监控中心组成。远端检测传输单元安装在机房内,与相关机房设备相连,对机房的温度、湿度、电压、电流状态进行检测;在网络中心安装中央计算机监控中心,用于监视249个节点上的温度、湿度、电压、电流状态。当远端检测单元发现有异常情况时,在IP网中通过传输单元传输到中央计算机监控中心,监控中心进行声音告警,并实时显示机房中的温度、湿度、电压、电流状态。
设计要求满足:输入电压220V~380V,输入电流<40A,温度、湿度测量误差在2‰之内,有报警情况发生时系统能实时报警。
实施方案
采用分布式采集系统对各信号进行采集、处理、传输、监视。
系统结构
下位机选用可测单相电流、电压的真有效值以及环境的温度与湿度的DAM-3500模块。其输入为工频电压(0~400V),电流(0~40A),采用隔离技术,输出RS-232数字信号,传与上位机。
模块结构图如图1所示。