基于控制以太网的数据采集处理系统.docx

网络化测控综合课程设计基于控制以太网的数据采集处理系统的设计 院（系、部）：信息工程学院 姓 名： 班 级： 指 导 教 师： 2017 年 1 月 4 日引言数据采集系统是结合基于计算机的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统，是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集信息的过程。随着科学技术的发展和微型计算机技术的广泛应用，数据采集监测已成为日益重要的检测技术。数据采集与处理的新技术、新方法，直接或间接地引发其革新和变化，实时监控(远程监控)与仿真技术(包括传感器、数据采集、微机芯片数据、可编程控制器PLC、现场总线处理、流程控制、曲线与画显示、自动故障诊断与报表输出等)把数据采集与处理技术提高到一个崭新的水平。在现代工业中，多路数据采集已被广泛应用于工业和农业等等场合，因此对数据采集系统的许多方面，如采样率、分辨率、存储深度、数字信号处理速度、抗干扰能力等方面提出了越来越高的要求。由于各种工业现场条件不同，对现场的数据采集与控制功能的要求也不尽相同，通常在工业现场采集信号往往会受到工频电磁场及其谐波的干扰，而使得采集来的信号不准确。为了解决采集易受工频干扰的问题，此设计在控制器内完成数据采集并分析，采用递推平均滤波的算法对采集数据进行滤波，在 WAGO 平台上对 PLC 进行编程，利用组态王的监控实现数据的采集与处理。数据采集完后，建立数据库的连接，将滤波前后的数据都保存在数据库表格中，转化为数据曲线，直观表现出滤波效果，完成数据传输与记录。1.控制器硬件组态1.1 实验台硬件组成实验平台主要由电源模块、空气开关、WAGO可编程逻辑控制器、接线端子、继电器、指示灯蜂鸣器可变电阻智能电压表 智能电流表 按钮 硬件数量CHNT空气开关（DZ47）1个WAGO可编程逻辑控制器（750-842）1个WAGO电源模块1个WAGO接线端子5个OMRON继电器（MY2N-J）6个指示灯6个蜂鸣器1个可变电阻旋钮1个智能电压表1个智能电流表1个按钮开关6个1.2主控制器介绍WAGO750-842是用于Ethernet TCP/IP的可编程现场总线控制器；集线器到750-842之间最大传输距离100m,波特率10Mbits/s；节点中允许有数字量信号和模拟量信号,每个节点中最多64个输入/输出模块,输入/输出过程映象为512字节，输入/输出变量为512字节；程序内存为128K字节，数据内存为64K字节，固态内存为8K字节。WAGO750-842的参数如下表所示。表1 WAGO750-842系统数据最大节点数受以太网集线器限制传输介质S-UTP 100Ω双绞线总线连接适配器RJ45现场总线节点最大距离在集线器与842最大距离100m(最大距离受以太网规格影响)波特率10Mbits/s协议Modbus/TCP, HTTP, Bootp编程WAGO-I/O-PRO32IEC61131-3IL, LD, FBD, ST, FC1.3 PC机与PLC的链接通过PC机上的WAGO BootIP Server配置链接地址，该课设中我们将地址分配为6 。软件运行结果与配置文件如下。2.控制器编程元件的地址分配2.1 控制器元件的地址分配在 PFC 中规定使用绝对地址来表示过程映像区地址。绝对地址由符合 IEC61131-3 PROGRAM 标准的字符串来表示类型。绝对地址标准如表 1 所示。I/O 模块过程映像区地址排列在 word 0～255,变量过程映像区地址排列在 word 256～511。例如:%IX0.0 表示 I/O 模块输入过程映像区第一个字第一位。以太网数据交换存储区地址类型地址可变电阻旋钮%IW0中间变量%QW256中间变量%QW257中间变量%QW300中间变量%QW301中间变量%QW302中间变量%QW303中间变量%QW304中间变量%QW305中间变量%QW306中间变量%QW307中间变量%QW308中间变量%QW309中间变量%QW310中间变量%QX400.0中间变量%MW0中间变量%MX100.0中间变量%MX200.0中间变量%MX400中间变量%MX500中间变量%MX100.0I/O地址分配2.2 WAGO-I/O-PRO32变量定义WAGO变量定义3.实验台的接线图4.数字滤波器的选择及论证4.1 干扰源的分类 干扰一般以脉冲形式进入数据采集系统。对干扰来源的清晰了解，才能方便我们采取合理的抗干扰措施，以提高数据采集与处理系统的准确性和稳定性。数据采集与处理系统工作环境的干扰源很多，各有特点。下面从不同的角度对其进行分类： 从干扰的来源划分，可分为内部干扰和外部干扰。内部干扰是指系统的内部电子电路的各种干扰，如元器件的老化引起的参数变化，以及