动态数据采集屏显方案

卷烟厂远程动态温湿度数据卷烟厂远程动态温湿度数据 采集屏显设计方案采集屏显设计方案 2012 04 概述概述 本方案采用将远程库区温度压控模拟数据信号通过模数转换及光纤收发传 输控制实现分布式温湿度数据采集 通过光纤完成远程数据传输 实现低成本 高实时性能 高可靠性的远程温湿度数据实时采集和监测 可实现毫秒级工业 控制数据变化的数据要求 高可靠性高瞬时数据采集与传输计算 利用 LED 显 示屏高亮度 色彩鲜艳 瞬时性能好的特点 输出至 LED 屏 实现动态数据 LED 大屏幕温湿度数据仪表显示功能 1系统结构系统结构 1 1 系统构成系统构成 系统由数据采集 数据传输 数据输出 3 大单元构成 数据采集由 数据 采样模块 数模转换 模块构成 数据传输 单元由 信号发送模 块 数据传输模块 数据接收模块 模数 转换模块构成 数据 输出由 数据处理与 数据计算模块 LED 通讯与驱动模块这几 部分模块单元组成 系统由硬件设备和系统嵌入式功能软件 2 大部分组成 图表 1 1 1 1系统硬件系统硬件 按照系统功能设计要求 硬件系统的设计与选型应遵循各个功能单元数据 处理的设计要求 数据采集单元系统硬件设备构成 数据采样设备 数模转换器 数据通讯与传送单元 光纤收发器 单模光纤 数据计算与协议包单元 Modbus 数模转换模块 可编程数据通讯控制器 数据输出与显示单元 LED 屏 LED 显示控制卡 数据采样与转换器数据采样与转换器 输出通道 2 输出类型 电流 0 到 20mA 4 到 20mA 电压 0 到 10V 精度 0 1 FSR FSR 满量程范围 分辨率 0 02 FSR 回读精度 1 FSR 零点漂移 电压输出 30 V C 电流输出 0 2 A C 温度系数 25ppm C 可编程输出斜率 0 125 到 1024mA 秒 0 0625 到 512V 秒 输出电压负载能力 最大 10 mA 电流负载阻抗 内部电源 500ohms RS 232 422 485 转多模光纤收发器转多模光纤收发器 性能参数 使用多模光纤工作距离达 2KM 支持点对点或环路 点对多点 连接 支持 RS 232 RS 422 RS 485 多种异 步通信协议 支持 2 线 半双工 和 4 线 全双工 RS 485 工作方式 支持主从工作模式 从模式可作为中继器使用 接口特性 使用 ST 光纤接口 可选 SC FC 接口 接口兼容 EIA TIA 的 RS232 RS485 422 标准 电气接口 RS232 RS485 422 端 10 位接线柱连接器 支持 128 节点 15KV 防静 电 保护等级 RS485 RS422 接口每线 600W 的雷击浪涌保护 隔离度 隔离电压无穷大 工作方式 异步半双工 全双工差分传输自动选择 无需跳线设置 传输速率 460KBPS 外形尺寸 120mm 72mm 22mm 使用环境 40 到 85 相对温度为 5 到 95 传输距离 0 5000 米 RS485 422 端 15 米 RS232 端 115200BPS 9600BPS 信号指示 三个信号指示灯电源 PWR 发送 TXD 接收 RXD 工作电源 9 48VDC 200mA 宽电压输入 内部有专用电源稳压隔离模块 适用于一切所使用的通讯软件 即插即用 支持 DOS WIN95 WIN98 WIN2000 NT XP Vista Linux 等 单模光纤单模光纤 技术参数G 652 工作波长 nm 1310 衰减 dB km 0 36 零色散波长 nm 1300 1324 零色散斜率 ps nm2 km 0 093 色散 ps nm km 3 5 色散范围 nm 1288 1339 偏振模色散 ps km 单盘 0 20 链路 20 盘光缆 0 15 M 光有效面积 80 模场直径 8 8 9 5 弯曲特性 dB 0 5 可编程器件可编程器件 功耗7W 程序存储器36KB 数据存储器20KB 数据掉电保持内部 FLASH 永久保 持 内置实时时钟时间保持 2 年以上 可更换电池 计数器总数256 内存存贮器位256 内存存贮器位掉电保持112 时间中断2 1ms 分辨率 边沿中断4 个上升沿和 或 4 个下降沿 模拟电位器2 个 8 位分辨率 布尔量运算执行时间0 15 s 浮点运算执行时间8 s 时钟内置 供电电源 5V 24V 660mA 400mA 集成的通信功能 通讯接口1 个 PPI 通信口 RS485 电平 内嵌 MODBUS 协议 PPI 波特率9 6 19 2 和 187 5k 自由口波特率1 2kbaud 至 115 2k 每段最大电缆长度 波特率为 187 5 时 1000 米 38 4k 时 1200 米 50 米 LED 控制器卡控制器卡 处理器 ARM7 LedOS 系统 内置操作系统 存储容量 4M bit 通讯 RS232 支持 RS485 距离 RS232 有效通讯距离为 120 米 RS485 有效通讯距离为 1200 米 需定制 波特率 可支持 9600 115200 显示适配卡 板载 2 组 T12 显示接口 1 组 08 接口 单元板测试 快速检测出单元板是否存在瞎点 暗亮 全红等问题 工作电压 5V 范围 4 5V 5 5V 功率 0 5W 环境温度 30 70 LED 显示屏 节略 1 1 2系统软件系统软件 嵌入式数据采集控制软件 嵌入式数显控制通讯软件 1 2 系统功能系统功能 现场数据采集转换模块采集并各点温湿度数据模拟电压或电流信号或接入 厂网采集各点温湿度数据值转数据包 并使用统一地址编码应用 MODBUS 工 业数据通讯协议 通过光纤传输设备进行数据包转发传输至集控中心计算与数 据处理模块 在集控数据处理单元对数据进行计算和协议分包处理 并通过 R232 或 485 协议实现与 LED 屏通讯 完成温湿度数据实时显示过程 图表 2 1 2 1单元功能模块单元功能模块 系统从功能构建上分为 3 大组成部分 分为 数据采样单元 数据传输单 元和数控显示单元三个部分 数据采样单元 其中数据采样单元模 块功能为负责从厂内网计 控计算机采样各个车间温 控点的温度 湿度数字信 号 并负责将采样信息转 为串行数据协议包发送 数据传输单元 图表 3 单元功能框图 数据传输单元由单模光纤数据通讯单元组成 负责将采样单元的数据帧信 号发送至车间内集控箱信息单元内 并通过 RS485 协议组网将信息数据传送到 每个 LED 屏控制点 数控显示单元 数控显示单元负责将接收来的 RS485 总线上的数据帧解包 并由本单元的 MCU 数显控制系统综合信息显示内容 通过 LED 控制卡协议最终驱动 LED 屏 完成数据显示功能 1 2 2系统功能叙述系统功能叙述 从中控室计算机数据取样软件获取各采样点温湿度数据 按协议格式转发 帧数据 通过光纤转发器进行串行数据帧进行转发 将采样协议数据帧通过光 纤传输至设立在中点位配线箱光纤收发器 通过 RS485 组网完成每一点 LED 屏温度显示数据的信号传送 在每点 LED 屏显示控制单元 利用嵌入式单片机 单元对数据帧进行数据协议解码 综合信息点显示内容通过与 LED 输出控制卡 完成温度湿度信息的 LED 屏单元显示 1 2 2 1485 协议组网协议组网 RS 485 是美国电气工业联合会 EIA 制定的利用平衡双绞线作传输线的多 点通讯标准 它采用差分信号进行传输 最大传输距离可以达到 1 2 km 最大 可连接 32 个驱动器和收发器 接收器最小灵敏度可达 200 mV 最大传输速 率可达 2 5 Mb s 1 2 2 2485 中继中继 考虑到 RS485 协议是利用双绞线进行差分信号传输的特点 结合我厂车间 厂区联立的特点 485 在传输距离在达到 1000M 左右信号衰减和抗干扰能力减 弱的缺点 可考虑在组网中实施以 485 信号中继放大的保障措施 1 2