[发明专利]一种基于PLC的高速数据采集与控制系统

说明书

本发明的目的在于提供一种基于PLC的高速数据采集与控制系统，上位机HMI界面与下位机PLC通过倍福ADS通讯协议进行上下位机数据交互，PCI插槽安装有网卡，网卡连接现场EtherCAT总线与Profinet总线；EtherCAT总线通过网线与现场总线分站的倍福E总线端子输入模块、倍福E总线端子输出模块相连接；倍福E总线端子输入模块与执行设备连接；倍福E总线端子输出模块与传感器、设备反馈装置相连接；Profinet总线通过网线与除执行设备、传感器、设备反馈装置之外的控制单元相连接。本发明将高速数据采集与控制集于一个系统，PLC数据采集采用二维数组缓存的方式，实现高速数据采集；最后PLC采集数据的同时一并保存了当前采样时间点，保证数据的真实性。

技术领域

本发明涉及的是一种自动控制装置，具体地说是数据采集与控制系统。

背景技术

目前航空发动机飞、发附机匣试验器与直升机主减速器试验台等类似试验台对数据采集系统的采样频率越来越高，同时此类试验器还兼备一系列自动化控制操作；此外随着该类试验器增加的试验种类越来越多，很多试验内容对数据采集系统的采样频率有更严格的要求，例如：力加载试验、振动分析监测、扭矩脉动试验等。

目前该类试验器多采用以下几种数据采集与控制方式：一、独立数据采集系统，即将逻辑控制作为数采系统的一部分，比如NI采集系统，二、数据采集系统与控制系统分离，即独立数采系统比如NI数采系统，二者数据通过总线或以太网进行通讯；三、通过PLC进行数据采集与控制，例如西门子400系列PLC配合ET200SP系列从站并以WINCC作为上位机HMI界面。以上方案存在以下几点温度：方案一中高速数据采集系统只能做简单逻辑控制，无法满足现阶段试验器对逻辑控制的要求，方案二中两系统通过总线进行数据交互，虽然做到了高速数据采集，但是由于PLC接受到的数据与采集系统不同步，故无法控制一些高速相应控制器，如液压缸、伺服阀等；方案三通过PLC将数采系统与控制集为一体的方案，由于传统PLC工作机制限制或上下位机数据传输周期较长，无法满足高速数据采集、存储及一些高速控制器。

发明内容

本发明的目的在于提供解决集高速数据采集与控制于一体的系统所存在问题的一种基于PLC的高速数据采集与控制系统。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种基于PLC的高速数据采集与控制系统，其特征是：上位机HMI界面与下位机PLC通过倍福ADS通讯协议进行上下位机数据交互，PCI插槽安装有倍福FC9022网卡，FC9022网卡连接现场EtherCAT总线与Profinet总线；EtherCAT总线通过网线与现场总线分站的倍福E总线端子输入模块、倍福E总线端子输出模块相连接；倍福E总线端子输入模块与工业现场的执行设备连接，对其进行输出控制；倍福E总线端子输出模块与工业现场的传感器、设备反馈装置相连接，对其进行数据采集；Profinet总线通过网线与除执行设备、传感器、设备反馈装置之外的控制单元相连接。

本发明还可以包括：

1、下位机PLC中做二维数组缓存，上位机每隔20ms通过ADS协议读取一次下位机PLC中二维数组缓存，实现高速数据采集。

本发明的优势在于：首先本发明将高速数据采集与控制集于一个系统，简化了系统结构；其次PLC数据采集采用二维数组缓存的方式，实现高速数据采集；最后PLC采集数据的同时一并保存了当前采样时间点，保证数据的真实性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为下位机软件数据采集程序流程图；

图3为上位机通讯部分程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：