[发明专利]一种以太网数据采集传输方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及实时数据采集技术，具体地说是一种基于以太网和可编程控制器PLC技术的分布式、网络化、可扩展、实时采集和传输数据的数据采集传输方法及系统，适用于在复杂的工业监控中多点信号的实时采集。

技术背景

由于现场应用环境的复杂多样，致使对数据采集装置的要求也不尽相同，综观已知技术领域中的数据采集装置，普遍存在着信号处理速度有限，集成化水平低，不能实现分布式数据采集和远程数据综合处理，不能满足复杂工矿要求，数据吞吐量有限等问题。

以太网(Ethernet)是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准，组建于七十年代早期。以太网是一种传输速率为10Mbps的常用局域网(LAN)标准。以太网由共享传输媒体，如双绞线电缆或同轴电缆和多端口集线器、网桥或交换机构成。可编程控制器具有高可靠性、I/O接口丰富、模块化结构、编程简单易学、安装简单、维修方便、具有通信和联网功能等的特点，目前广泛应用于各种工业控制场合。目前，有关数据采集技术的发明和实用新型专利层出不穷，但很多发明和实用新型在许多方面存在一定的问题。例如：名称为“一种计算机实时数据采集与处理系统”(专利号为98124514)的发明专利，涉及应用计算机进行实时数据采集与处理。该发明由微机ISA扩展槽、通道选择接口卡。带有IEEE-488接口的数字多用表及IEEE-488接口卡组成硬件部分。软件用Visual C++编写，用中文平台支持，在Win95或WinNT下运行。该发明具有32通道，可以与带有IEEE-488接口的数字多用表组成多通道测量与处理系统，在软件支持下实现后台实时采集数据时，前台仍可处理其它事务的实时数据采集与处理系统。但该发明所涉及的系统只能与带有IEEE-488接口的数字多用表组成多通道测量与处理系统，应用范围有限。名称为“数据采集器”(专利号为200520091109)的实用新型专利公开一种应用于建筑节能检测领域中的数据采集器。包括：CPU、时钟芯片、存储单元、信号采集部分。CPU端口分别接时钟芯片及存储单元的端口，依次提供通讯所需串行时钟信号及数据通讯信号；所述信号采集部分接CPU的端口，以实现采集信号的数据通讯。所述信号采集部分为温度信号采集部分、流量采集部分及热流密度采集部分；所述流量采集部分及热流密度采集部分的数据信号经A/D转换后送入CPU。该实用新型专利只能应用于建筑节能检测领域，应用领域有限，不具有通用性。名称为“远程数据采集传输系统”(专利号为01278706)的实用新型专利包括一个数据采集终端，通过RS232串口/通用串行总线接口连接主处理器，该处理器连接、接收并对数据采集终端采集的数据进行压缩处理，然后将处理的数据发送给传输模块。其特点是实现数据的无线传输。但无线传输成本高，且因天气等因素影响，数据传输稳定性差。该专利产品有一个数据采集终端，所以不能实现长距离内的多点数据采集。综上所述，现有相关专利及实用新型产品的不足之处主要表现在：

1)对信号或接入仪表的类型有强制性的要求，限制了应用的范围和领域，不能适应复杂工况的要求。

2)采集点单一，无法满足要求大范围多点，据采集，对复杂工况的适应能力不强，且处理速度不高，可扩展性不强。

3)通信能力不强。控制领域对实时性的要求越来越高，所以通讯能力的好坏是数据采集系统是否具有实时性的重要标志。传统的485或者232通讯速度有限，在某种程度上限制了数据采集系统的实时性。综上所述，通讯能力强、适应范围广、采集点多、能适应复杂工况要求的数据采集系统是工业现场的迫切要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以太网数据采集传输方法及系统，它通讯能力强、适应范围广、采集点多、能适应复杂工况要求的数据采集系统是工业现场的迫切要求。

本发明的技术解决方案如下：

以太网数据采集传输系统：以可编程控制器作为数据采集、通讯的控制设备，自身带有以太网控制器，采用Ethernet/IP通讯模式及Modbus传输协议与上位机进行以太网通讯；还包括I/O模块，与所述以太网控制器连接，通过最后一级数字量输出模块与终端模块连接；可编程控制器通过I/O模块接收来自采集点传感器的数字量或模拟量信号，通过系统程序与上位机通讯，选择工作模式，将数字量或模拟量信号至受控设备。

其中：如果只有一个采集点(IP地址)，则上位机与可编程控制器采取直接通过交叉网线相连的方法进行以太网通讯；如果上位机通过集线器连接多个可编程控制器，为每个可编程控制器分配一个独立的IP地址。