數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)的研制及其在中型熱電廠運(yùn)行管理系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、在大多數(shù)中型熱電廠的運(yùn)行管理系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、傳輸、存儲(chǔ)與管理是運(yùn)行管理的關(guān)鍵問題。數(shù)據(jù)的多元化，格式的不統(tǒng)一，信號(hào)非標(biāo)準(zhǔn)化等問題是阻礙運(yùn)行管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地從設(shè)備獲取數(shù)據(jù)的障礙與瓶頸。此類問題在中小型的化工等過程控制工業(yè)也廣泛存在，這些問題給中型熱電廠等中小型企業(yè)的統(tǒng)一管理與監(jiān)控帶來了諸多困難。目前，解決此類問題的方法大都采用多種不同形式的設(shè)備與儀表，對(duì)不同格式和協(xié)議的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和傳輸。因此，研制一種適用多制式、多協(xié)議、多類型

2、的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)，對(duì)于解決數(shù)據(jù)統(tǒng)一化、實(shí)現(xiàn)眾多中型熱電廠等中小企業(yè)信息化具有很重要的意義。
　　本文針對(duì)目前中型熱電廠在數(shù)據(jù)采集、傳輸與管理方面的問題，并結(jié)合熱電企業(yè)在其中型熱電廠運(yùn)行管理系統(tǒng)建設(shè)中的實(shí)際功能需求，自行研制了數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)。它既能夠完成熱電廠等工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集，又能完成數(shù)據(jù)協(xié)議的轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳；不僅是能采集單一的數(shù)字化儀表，而且是集模擬量、數(shù)字化儀表以及數(shù)字量等于一體的數(shù)據(jù)采集協(xié)議轉(zhuǎn)換的設(shè)備。具有隔離的RS-485

3、和CAN通信接口，能夠與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及儀表進(jìn)行實(shí)時(shí)通信；具有隔離的8路模擬量輸入通道、2路模擬量輸出通道以及隔離的8路數(shù)字量輸入/輸出通道，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的采集和控制功能；采用以太網(wǎng)和GPRS無線通信方式遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)上傳數(shù)據(jù)，從而提高網(wǎng)關(guān)的適用能力；具有常用于RS-485串行總線的Modbus RTU協(xié)議和常用于工業(yè)以太網(wǎng)的Modbus TCP協(xié)議之間互相轉(zhuǎn)換的功能，解決了底層設(shè)備和上層管理系統(tǒng)之間的互聯(lián)和通信問題。
　　本文首先闡述數(shù)據(jù)采

4、集網(wǎng)關(guān)總體設(shè)計(jì)思想、嵌入式硬件的具體實(shí)現(xiàn)方案和軟件的設(shè)計(jì)方案。而后，對(duì)硬件電路和軟件中的主要功能模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，并分析了Modbus RTU協(xié)議和Modbus TCP協(xié)議的格式，設(shè)計(jì)了兩協(xié)議互相轉(zhuǎn)換的方法。最后，給出了數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)在中型熱電廠應(yīng)用的典型案例，體現(xiàn)該產(chǎn)品的應(yīng)用價(jià)值。該網(wǎng)關(guān)經(jīng)過多次現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，完成了產(chǎn)品化設(shè)計(jì)，已成功地應(yīng)用到其它類似行業(yè)，得到用戶和同行專家的認(rèn)可與好評(píng)。該課題得到工業(yè)與信息化部2011年物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專項(xiàng)資