数据采集与控制系统
数据采集与监视控制系统
一。
SCADA系统概述SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统。
SCADA系统的应用领域很广，它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。
在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统。
SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。
它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。
由于各个应用领域对SCADA的要求不同，所以不同应用领域的SCADA系统发展也不完全相同。
在电力系统中，SCADA系统应用最为广泛，技术发展也最为成熟。
它作为能量管理系统（EMS系统）的一个最主要的子系统，有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势，现已经成为电力调度不可缺少的工具。
它对提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益，减轻调度员的负担，实现电力调度自动化与现代化，提高调度的效率和水平中方面有着不可替代的作用。
SCADA在铁道电气化远动系统上的应用较早，在保证电气化铁路的安全可靠供电，提高铁路运输的调度管理水平起到了很大的作用。
在铁道电气化SCADA系统的发展过程中，随着计算机的发展，不同时期有不同的产品，同时我国也从国外引进了大量的SCADA产品与设备，这些都带动了铁道电气化远动系统向更高的目标发展。
二．SCADA系统发展历程SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系统，全名为数据采集与监视控制系统。
SCADA系统自诞生之日起就与计算机技术的发展紧密相关。
SCADA系统发展到今天已经经历了三代。
第一代是基于专用计算机和专用*作系统的SCADA系统，如电力自动化研究院为华北电网开发的SD176系统以及在日本日立公司为我国铁道电气化远动系统所设计的H-80M系统。
控制系统的数据采集与信号处理
控制系统的数据采集与信号处理控制系统的数据采集与信号处理在现代工业自动化中起着至关重要的作用。
本文将探讨控制系统中数据采集的流程和信号处理的方法，并分析其在实际应用中的意义和挑战。
一、数据采集的流程数据采集是控制系统中最基础的环节之一，它通过传感器将外部信号转换为电信号，并通过采集模块进行采集。
数据采集的流程可以分为以下几个步骤：1. 传感器选择：根据具体的应用场景和需求选取适合的传感器。
传感器的种类繁多，包括温度传感器、压力传感器、流量传感器等等。
2. 信号转换：传感器将感知到的物理量转换为电信号，一般采用电阻、电容、电感等元件进行信号转换。
3. 信号调理：对转换后的信号进行滤波、放大、线性化等处理，以保证信号的稳定性和准确性。
4. 信号采集：将调理后的信号通过采集模块进行采集，并转换为数字信号。
二、信号处理的方法采集到的数字信号需要经过一系列的处理算法和方法，才能得到有用的信息。
常见的信号处理方法包括滤波、去噪、频谱分析等。
1. 滤波：滤波是信号处理中常用的方法，能够去除信号中的噪声和干扰。
常见的滤波器有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。
2. 去噪：在信号采集过程中，由于环境原因或传感器本身的噪声，信号中可能存在一些不必要的噪声。
通过去噪算法可以有效地去除这些噪声，提取出有用的信号。
3. 频谱分析：频谱分析可以将信号在频域上进行分解和分析，得到信号的频率成分和谱线。
这对于分析信号的频率特性以及检测故障和异常非常重要。
三、数据采集与信号处理的意义与挑战数据采集与信号处理在控制系统中具有重要的意义和挑战。
1. 提高系统可靠性：通过准确采集和处理的数据，可以提高控制系统的可靠性和稳定性。
使系统能够及时地对外界环境和变化做出反应，并做出准确的控制策略。
2. 实时性要求：在某些控制系统中，数据采集和信号处理的速度和实时性非常重要。
例如，工业过程控制中的数据采集和信号处理需要毫秒级的实时响应。
3. 大数据处理：随着工业互联网和物联网技术的快速发展，控制系统中产生的数据量巨大。
数据采集和监控(SCADA)系统
SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition)系统即数据采集和监控系统，它是电网调度自动化系统的基础和核心，负责采集和处理电力系统运行中的各种实时和非实时数据，是电网调度中心各种应用软件主要的数据来源。
SCADA 系统包括实时数据采集、数据通信、SCADA 系统支撑平台、前置子系统、后台子系统等。
数据采集包括反映物理过程特征的数据的产生，数据发送、接收和数据处理；监视控制不仅包括对物理过程的直接控制，还包括管理性控制，只下发调控指令，由厂站端或者下级调度人工调控。
通常数据采集装置和控制装置安放在厂站端，与主站端监控系统并不在一起，所以要实现数据采集和直接控制功能需要双向数据通信，普通认为数据采集是信号上行的通信，而直接控制是信号下行的通信。
一个 SCADA 系统通常由一个主站和多个子站(远方终端装置 RTU 或者变电站综合自动化系统) 组成。
主站通常在调度控制中心 (主站端) ，子站安装在变电站或者发电厂(厂站端) ，主站通过远动通道或者广域网实现与子站的通信，完成数据采集和监视控制。
国分为五级调度，主站除接收子站信息，还以数据通信方式接受从下级调度控制中心主站转发来的信息，又向上级调度控制中心主站转发本站的信息。
厂站端是 SCADA 系统的实时数据源，又是进行控制的目的地。
SCADA 所采集的数据包括摹拟量测量 (又称为“遥测”)，状态测点 (又称为“遥信”) 和脉冲累加量 (又称为“遥脉”)。
SCADA 系统的主站分为前置子系统和后台子系统，二者通过局域网相联相互进行通信。
前置子系统主要完成与厂站端及其它调度控制中心的通信，并将获得的数据发送给后台子系统。
后台子系统进行数据处理。
SCADA 把这些最近扫描的已经处理的反映被监视系统状态的数据存储在数据库中。
画面联结数据库，于是画面就直观地给出该系统状态的正确景象。
SCADA 为每一个量测量赋予一个状态和记录数值的变化趋势，当设备处于不正常状态或者运行限值已被超过时通知调度员。
SCADA-数据采集与监视控制系统
SCADA-数据采集与监视控制系统SCADA系统（Supervisory Control and Data Acquisition）是一种用于数据采集和监视控制的自动化系统。
它是由许多硬件和软件组成的综合性系统，广泛应用于能源、化工、交通、水务、制造业等行业中，用于实时监视和控制远程设备和过程。
1.硬件：包括传感器、控制器、通信设备等。
传感器用于收集各种数据，比如温度、压力、流量等。
控制器用于控制和执行各种操作，比如开关、阀门、电机等。
通信设备用于数据传输和远程访问。
2.软件：包括数据采集、数据处理、数据存储和数据展示等功能。
数据采集软件用于实时收集数据，并将其传输到中央处理单元。
数据处理软件用于对数据进行处理和分析，比如计算平均值、最大值、最小值等。
数据存储软件用于将数据保存在数据库中，以便后续查询和分析。
数据展示软件用于将数据以图形、报表等形式展示给操作员。
3.人机界面：主要包括监视和控制台。
监视台用于显示实时数据和趋势图，以便操作员进行监视和分析。
控制台用于操作设备和过程，比如打开或关闭设备，调整设备参数等。
SCADA系统的主要优点是提高了生产效率和安全性。
通过实时监视和控制远程设备和过程，可以及时发现和解决问题，减少了停机时间和生产成本。
同时，SCADA系统可以提供报警和预警功能，帮助操作员快速响应异常情况，避免事故的发生。
此外1.可扩展性：SCADA系统可以根据实际需要添加或删除设备和过程，以适应不同的生产环境。
2.可靠性和稳定性：SCADA系统采用冗余设计和故障恢复机制，确保系统的可靠性和稳定性。
3.安全性：SCADA系统采用各种安全措施，比如访问权限管理、防火墙等，保护系统免受非法访问和攻击。
总之，SCADA系统是一种用于数据采集和监视控制的自动化系统，广泛应用于各个行业中。
它通过实时收集和传输数据，并提供实时的监视和控制功能，帮助操作员快速响应异常情况，提高生产效率和安全性。
控制系统数据采集技术
控制系统数据采集技术是指通过各种传感器和数据采集设备将被控制对象的参数数据采集并传输到控制器中，用于控制系统的处理和决策。
随着现代工业自动化技术的不断发展，也不断更新换代，从最初的模拟信号采集，到数字信号采集、智能采集，再到无线传输等多种技术手段的应用，使得采集数据更加准确、全面、方便和高效。
一、传感器技术在数据采集中的应用传感器是最基础的数据采集设备，它具有将物理量转换成电信号输出的能力。
传感器技术的发展趋势主要表现在小型化、高灵敏度、低功耗以及数字化、智能化等方面。
如穴位传感器、MEMS传感器、纳米传感器等的出现，更好地满足了不同环境下的数据采集需求。
由于传感器与被控制对象密切相关，控制系统的稳定性和可靠性很大程度上取决于传感器的性能。
因此，传感器在生产和管理中的应用十分重要，以确保被控制对象各项参数数据的准确实时采集。
二、数据采集技术的数字化和智能化随着微处理器、单片机技术的发展及各种软、硬件设备的不断完善，控制系统数据采集已经完成了从纯模拟到数字化的转变。
数字化采集不仅提高了数据的准确性和可靠性，而且将数据与控制器的计算机系统结合起来，更好地实现量化管理和数据分析。
智能自适应数据采集技术的出现，则进一步提高了数据采集和处理的效率。
智能化采集系统通过人工智能、模糊逻辑控制等技术，不仅可以更好地适应各种环境下的数据采集需求，还将采集到的数据实时传输到控制器系统中，满足复杂环境下的实时数据处理和决策需要。
三、无线传输技术在数据采集中的应用传统的有线数据传输方式虽然可以满足数据传输的需求，但是在很多场景下会面临数据传输距离受限、线路易受干扰、接口不兼容等限制。
而无线传输技术的应用，则有效地克服了传统传输方式所面临的一系列问题。
以红外传输技术为例，在一些情况下，它可以实现远距离的无线数据传输。
而以RFID技术为例，在物流仓储和生产管理中广泛应用，大大提高了企业的管理效率。
此外，蓝牙、WiFi、Zigbee 等无线传输技术的应用也日益普及，极大地推动了制造业和服务业的现代化升级。
卷包车间生产过程数据采集与集控系统
卷包车间生产过程数据采集与集控系统卷包车间生产过程数据采集与集控系统是指通过采集车间生产过程中的各项数据，并将这些数据进行集中控制和管理的系统。
它能够实时监测车间的运行状态和生产效率，为企业管理层提供决策支持和优化生产流程的依据。
下面将详细介绍卷包车间生产过程数据采集与集控系统的设计与应用。
一、系统设计1.数据采集设备：系统需要配备各种传感器和数据采集设备，用于采集车间生产过程中的各项数据，如温度、湿度、压力、速度、接口位置等。
这些设备要具备高准确度和稳定性，能够实时准确地采集数据。
2.数据传输与存储：采集到的数据需要通过网络传输到数据中心，并进行存储和管理。
传输方式可以采用有线或无线网络传输，数据存储可以用数据库进行管理，以便后续的数据分析和决策支持。
3.数据分析与处理：通过对采集到的数据进行分析和处理，提取有价值的信息。
可以采用数据挖掘和机器学习算法，对数据进行模式识别和异常检测，以及进行生产效率和质量指标的分析，为企业管理层提供决策支持。
4.集控系统：通过数据采集与处理系统，实现对车间生产过程的集中控制。
可以通过远程控制设备，调整生产参数和工艺流程，实现生产过程的优化和自动化控制。
二、系统应用1.实时监测与预警：通过数据采集与集控系统，可以实时监测车间的运行状态和各项指标，并进行实时预警。
当生产参数或指标超出设定范围时，系统可以及时发出报警信号，帮助车间人员及时采取措施，避免生产事故和质量问题的发生。
2.生产过程优化：通过数据分析和处理，可以对生产过程进行优化。
系统可以分析生产参数与产品质量的相关性，找出影响产品质量的关键因素，并进行优化调整。
此外，系统还可以分析生产效率的瓶颈和改进点，提出改进措施，实现生产过程的高效率和高质量。
3.节能减排：通过数据采集与集控系统，可以实时监测车间的能耗情况，分析能耗趋势和节能潜力。
系统可以通过优化生产参数和工艺流程，降低能耗，减少二氧化碳等排放物的排放量，实现环保和可持续发展。
第四章 数据采集和控制
第四章数据采集和控制4.1概述在控制系统中，现场的原始数据,如温度、压力、设备状态等，是系统的基础和关键，无法获取这些数据，所有针对它们进行的计算和操作就都是错误的，离开了这些数据系统就象人没有了视觉和触觉一样，自动化就是一句空话。
同样地，建立在控制系统基础之上的监控系统，及时准确地采集和控制数据也是组态软件的基础。
不过作为更高层次的系统，监控系统在实时性等方面比控制系统的要求要低。
例如，控制系统是通过电缆连接现场的每个信号/数据的，数据的采集，运算处理和控制动作很快，而监控系统一般通过通信线路从控制系统中取得现场数据，实时性就低很多，运算处理一般都是和监控相关的，并不参与过程控制，即使数据连接通信断开了，对过程控制也没有大的影响。
4.2 控制网络数据传输介绍要想了解组态软件的数据采集和控制的方式，就要了解控制系统的网络构成，对于大多数控制系统来说，一般的网络构成主要有三部分：现场层，控制层，监控层。
图4.1 控制系统和监控系统的数据采集和控制现场层：这一层包括现场的各种设备，是控制系统的被控对象，在数据传输方面主要提供数据的传输接口，这些接口包括串口，以太网等控制层：这一层包括各种对现场层设备的控制元件，是控制系统的执行机构，在数据传输方面主要是把现场来的各类电信号转换为数据信号。
监控层：这一层包括各类监控设备和数据处理设备，是控制系统的控制中心，在数据传输方面主要是对控制层来的各种数据进行处理。
上面说了数据传输的三层网络，那么数据是怎么在这三层之间传输呢？这就需要了解数据传输的介质，这些介质就包括传输的硬件和传输的协议。
4.2.1 设备硬件1、RS-232 接口在串行通讯时，要求通讯双方都采用一个标准接口，使不同的设备可以方便地连接起来进行通讯。
RS-232接口是目前最常用的一种串行通讯接口。
在RS-232 中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。
即：逻辑"1"为-3 到-15V；逻辑"0"为+3 到+15V 。
DCS的数据采集与处理技术
DCS的数据采集与处理技术数据采集与处理技术在工业自动化系统中扮演着重要的角色。
而分布式控制系统（DCS）是一种典型的工业自动化系统，使用了先进的数据采集与处理技术。
本文将介绍DCS的数据采集与处理技术，并探讨其在工业领域的重要性。
一、DCS概述分布式控制系统（DCS）是一种在工业生产过程中使用的自动化控制系统。
它通常由多个分散的控制单元组成，控制着不同部分或不同环节的设备。
DCS通过数据采集与处理技术，实时监控和控制各个设备，使整个系统能够高效运行。
二、数据采集技术数据采集技术是DCS中的重要组成部分，其主要功能是收集现场设备的数据并传输到控制中心。
在DCS系统中，常用的数据采集技术包括模拟量信号采集和数字量信号采集。
1. 模拟量信号采集模拟量信号采集是指将实际过程中的模拟量信号转换成数字信号，以便于DCS系统进行处理和控制。
常见的模拟量信号采集设备包括传感器、变送器等。
传感器通过测量实际过程中的物理量（如温度、压力等），将其转换成电信号；而变送器则将传感器采集到的模拟信号进行放大、线性化等处理，并将其转换成标准的模拟量信号。
通过这些设备的协同工作，DCS系统可以实时地获得实际过程中的各种物理量。
2. 数字量信号采集数字量信号采集是指将实际过程中的开关信号（如开关量、报警信号等）转换成数字信号。
常见的数字量信号采集设备包括开关量传感器、编码器等。
这些设备通过检测实际过程中的开关状态，并将其转换成数字信号，以便DCS系统进行处理和控制。
三、数据处理技术数据处理技术是DCS中的核心部分，其主要功能是对采集到的数据进行处理和分析，以实现对生产过程的监控和控制。
1. 实时数据处理实时数据处理是指DCS系统对采集到的数据进行实时处理和分析。
系统会根据事先设定的规则和算法，对数据进行计算、比较、判断等操作，以判断当前的工艺状态，并根据需要发送信号给执行机构进行控制。
实时数据处理在DCS系统的稳定性和可靠性方面起着至关重要的作用，它直接影响到整个系统的运行效果。
卷包车间生产过程数据采集与集控系统
卷包车间生产过程数据采集与集控系统摘要：介绍卷烟卷包车间生产过程数据采集与集控系统的总体框架和关键技术，结合烟草行业信息化的现状，对实施卷包车间生产过程数据采集与集控系统提出自己的观点和建议。
关键词：卷包车间；数据采集与集控；OPC0 引言卷包车间生产过程数据采集与集控系统是卷烟信息化总体建设的重要内容。
卷烟企业信息化总体建设分为三层结构，上层为ERP系统；中间层为MES系统；底层为自动化管控系统。
自动化管控系统共包括制丝管控系统、卷包数采管控系统、物流管控系统、动力能源管控系统四部分。
1 系统总体框架数据采集层通过原机控制终端或另配的数采站，实现各种设备现场数据的实时采集与本地监控。
数据采集层可直接集成WEB应用功能（如现场管理、物流呼叫）。
数据通信层实现现场数采站与数采服务器之间、现场数采站与集控系统之间的双向数据通信。
部署在中控室数采服务器上。
集中监控层通过部署在卷包中控室的软硬件设施，实时汇集各个机台的生产数据，实现车间管理人员对各个机台生产过程的集中监控功能。
在本架构中，集中监控层是以INTOUCH组态软件为平台，实现对整个卷包生产过程的集中监控、调度指挥与统计分析，部署在集控终端上；同时，以wonderware公司的SuiteVoyager为平台，实现WEB发布功能，部署在WEB服务器上。
信息集成层基于厂内局域网，实现卷包生产数据的归档、上传和展示，实现车间过程信息管理，实现与MES、物流等其他系统的集成。
1.1 数据采集层该层的生产设备是由各种不同类型的现场设备组成。
数据采集层针对不同设备特点，量身定制出相应的数据采集策略，实时采集各设备的生产、消耗、设备、质量等数据，并提供标准化的数据通信接口（OPC DA2.0或以上通讯协议），以便I/O Server以组态方式集中实现卷包车间所有设备现场数据的采集与存储。
设备接口层是卷包车间生产过程数据采集与集控系统最重要和最基本的功能。
其软件架构如下图所示。
控制系统的数据采集与处理技术
控制系统的数据采集与处理技术随着科技的不断发展和进步，控制系统在各个领域中起着举足轻重的作用。
而控制系统的数据采集与处理技术则是其中至关重要的一环。
本文将对控制系统的数据采集与处理技术进行探讨，从数据采集的方式、处理方法以及技术应用等方面进行分析。
一、数据采集方式在控制系统中，数据采集是指将现实世界中的各种信息转化为计算机可以处理的数据形式。
常见的数据采集方式包括模拟信号采集和数字信号采集。
1. 模拟信号采集模拟信号采集是指将模拟信号通过模数转换器(ADC)转化为数字信号的过程。
在控制系统中，我们通常会采用传感器将各种物理量转化为电压或电流信号，再经过一定的放大和滤波处理后，将模拟信号送入ADC进行采样和转换。
2. 数字信号采集数字信号采集是指直接获取数字信号的过程。
例如，计算机数字输入/输出卡(DAQ)可以直接采集各种数字信号，并进行存储和处理。
数字信号采集具有抗干扰性强、采集速度高等优点，被广泛应用于控制系统中。
二、数据处理方法数据采集完成后，接下来就需要进行数据处理，以提取有用的信息，并为后续的控制决策提供依据。
在控制系统中，常用的数据处理方法包括滤波、数据压缩、特征提取以及智能算法等。
1. 滤波滤波是数据处理的基本方法之一，其目的是去除数据中的噪声和干扰，保留有用信号。
滤波方法包括低通滤波、高通滤波、带通滤波等，具体选择滤波器的类型和参数应根据实际情况进行。
2. 数据压缩对于大规模的数据集，为了减少数据存储和传输的开销，需要对数据进行压缩。
数据压缩可以分为有损压缩和无损压缩两种方式，具体选择哪种方式取决于对数据精度和压缩比的要求。
3. 特征提取数据处理的另一个重要环节是特征提取，即从原始数据中提取出对问题解决有帮助的特征。
常见的特征提取方法包括傅里叶变换、小波变换、主成分分析等，可以通过这些方法将原始数据转化为更具代表性和可分离性的特征。
4. 智能算法随着人工智能技术的快速发展，智能算法在控制系统数据处理中得到了广泛应用。
数据采集控制系统组成于功能
数据采集控制系统组成于功能基于PC的数据采集控制系统已被广泛应用于工业现场及实验室，如监测控制数据采集及自动化测试等等，选择并构建一个能满足需要的数据采集及控制系统需要一定的电子及计算机工程知识。
一般数据采集及控制系统配置包括：①变送器和执行器；②信号调理；③数据采集控制硬件；④计算机系统软件。
1. 变送器变送器能够将温度、压力、长度、位置等物理信号转换成电压、电流、频率、脉冲或其他信号，热电偶电热调节器及电阻温度检测器都是常用的温度测量变送器。
其他类型的变送器包括流量传感器、压力传感器、应力传感器、测压单元，它们可以用来测量流体的速率、应力变化、压力或位移。
执行器是一种通过使用气压、水压或电力来执行过程控制的设备，比如调节阀通过打开或关闭阀门来控制流体的速率。
2. 信号调理变送器产生的信号通过数据采集硬仵转换成数字信号之前，应该采用信号调理电路来改善信号的质量，例如信号的定标、放大、线性化、冷端补偿、滤波衰减、共模抑制等等常见的信号处理。
为了获得最大的分辨率，输人电压的范围应与D/A转换器的最大输人范围相当。
放大扩展了变送器信号的范围，这样它就能与D/A转换器的输人范围相匹配，比如一个10倍的放大器，能够将电压范围在0～IV 的变送器信号，在其到达D/A转换器之前变成0～10V的信号。
3. 数据采集控制硬件一般完成以下一个或多个功能：模拟量输入、模拟量输出、数字量输人、数字量输出及计数定时功能。
4. 模拟量输入模拟量到数字量的转换，将模拟电压或电流转换为数字信息，为了使计算机能够处理或存储信号，这种转换是必须的。
选择D/A 硬件的标准：①输人通道的个数；②单端或差分输人信号；③采样频率（每秒的采样次数）；④分辨率（通常以A／D转换位数来衡量）；⑤输入范围（由满量程伏特数决定）；⑥噪声及非线性。
5. 模拟量输出模拟量到数字量相反的变换是数字量到模拟量的变换（D/A）。
该变换将数字信号转换为模拟的电压或电流。
实时数据库与SCADA究竟有什么区别
引言概述:实时数据库与SCADA（监控、控制与数据采集系统）是工业自动化领域中常见的两个概念。
尽管它们都涉及到数据存储和处理，但两者之间存在明显的区别和不同的应用场景。
在本文的第一部分中，我们已经介绍了实时数据库和SCADA的基本概念及其区别。
在本文的第二部分，将更加详细地探讨实时数据库与SCADA之间的区别。
正文内容:1.实时数据库与SCADA的基本定义实时数据库是指能够提供高性能的数据存储和实时读写操作的数据库系统。
它通常用于处理需要快速响应的实时数据，例如传感器数据、监控数据等。
SCADA是一种监控、控制与数据采集系统，它通过传感器和执行器收集实时数据，并通过图形界面实时展示设备状态和操作控制。
SCADA系统通常与其他系统（如PLC）集成，用于监控和控制工业过程。
2.实时数据库与SCADA的数据模型实时数据库通常采用表格形式的数据模型，类似于传统关系型数据库。
它支持复杂的查询和事务处理，并且保证数据的可靠性和一致性。
SCADA系统通常使用标签（tag）的数据模型，每个标签代表一个变量或一个设备状态。
这种模型简单易用，适合实时监控和控制应用。
3.实时数据库与SCADA的数据存储方式实时数据库通常使用内存数据库或者混合存储（内存和磁盘）方式存储数据，以满足高速读写和实时性的要求。
SCADA系统通常将数据存储在历史数据库中，用于后续数据查询和分析。
历史数据库可以使用文件系统、关系型数据库或者时间序列数据库进行存储。
4.实时数据库与SCADA的数据采集和处理能力实时数据库具有较高的数据采集和处理能力，可以处理大量的实时数据并提供高性能的数据查询和分析。
SCADA系统在数据采集和处理方面更加强调实时性和响应性能力，通常实时读取和更新数据，并对数据进行简单的计算和转换。
5.实时数据库与SCADA的应用场景实时数据库广泛应用于工业自动化、物流、安防监控等领域，用于处理实时监控数据、传感器数据、交易数据等。
数据采集与监控系统
数据采集与监控系统数据采集与监控系统是一个用于收集和监测数据的系统，它可以帮助用户实时获取和分析各种类型的数据。
该系统可以应用于多个领域，例如工业生产、环境监测、能源管理等。
一、系统概述：数据采集与监控系统是一个基于云计算技术的综合性平台，用于实时采集、存储和分析各种数据。
系统具有高度可扩展性和灵活性，可以适应不同规模和需求的项目。
二、系统功能：1. 数据采集：系统可以通过各种传感器、仪器和设备实时采集数据，包括温度、湿度、压力、流量等各种物理量数据。
2. 数据存储：采集到的数据可以通过系统进行实时存储，并提供高效的数据管理和查询功能。
系统支持多种数据库技术，如关系型数据库和时序数据库。
3. 数据分析：系统提供强大的数据分析功能，可以对采集到的数据进行统计、计算和建模，帮助用户发现数据中的规律和趋势。
4. 报警与预警：系统可以根据用户设定的阈值和规则进行实时监测，一旦数据异常或超过设定的范围，系统会及时发送报警通知，帮助用户快速响应和处理问题。
5. 可视化展示：系统可以将采集到的数据以图表、曲线等形式进行可视化展示，方便用户直观地了解数据的变化和趋势。
6. 远程控制：系统支持远程控制功能，用户可以通过手机、平板电脑等终端设备对设备进行远程操作和控制，实现远程监控和管理。
三、系统架构：数据采集与监控系统采用分布式架构，包括采集端、传输层、存储层和应用层四个主要组件。
1. 采集端：采集端负责实时采集数据，包括传感器、仪器和设备等，采集到的数据通过传输层发送到存储层。
2. 传输层：传输层负责数据的传输和通信，采用高效可靠的通信协议，确保数据的安全和完整性。
3. 存储层：存储层负责数据的存储和管理，包括实时存储和历史数据存储两部分。
实时存储采用高速缓存技术，保证数据的实时性；历史数据存储采用分布式数据库技术，支持大规模数据的存储和查询。
4. 应用层：应用层负责数据的处理和展示，包括数据分析、报警与预警、可视化展示等功能。
采气井站生产与管理：采气SCADA系统简介
●本节主要学习了SCADA系统的组成。掌握了上位机系统、 集配气站自控系统、处理厂DCS系统的组成及功能。本节 课内容到此结束！
采气站生产与管理 采气SCADA系统简介
SCADA系统
SCADA系统，即数据采集与监视控制系统， 它是以计算机为基础的生产过程控制与调度自 动化系统，可以对现场运行设备进行监视和控 制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数 调节以及各类信号报警等各项功能。
该系统最大的特点：一台主机只监视一台 远程终端，需要用大量的导线把各种设备连接 成系统，系统不够灵活，故障率高。按照开放 的原则，基于分布式计算机网络以及关系数据 库等技术的发展，SCADA系统能够实现大范 围联网，因此SCADA系统是实现数字化油田 的基础。
SCADA系统结构图
SCADA系统由上位机系统、 集配气站自控系统、处理厂DCS 系统组成。
1.上位机系统
上位机系统又称为工业监控组态软件，是一种数据采集与过程控制的 专用软件；
上位机一般指可以直接发出操控命令的计算机； 屏幕上显示各种信号变化（压力、液位、温度等）。
2.集配气站自控系统
集气站自控系统是一套以PLC为核心对全站的压缩机机组系统、紧急切断系统、 过滤分离系统、收发球系统、监测系统及站辅助系统等进行集中监视、控制及管理的 完整控制系统。
(5)实时打印报警及事件，打印生产报表;历史文件资料的储存。 (6)系统自诊断功能等。 (7)与调控中心进行数据通信，向调控中心发送站场的主要工艺参数及运行状态信息， 并接收调控中心发来的调节控制指令。
3.处理厂DCS系统
DCS分布式控制系统，是由过程控制级和过程监控级组成的以通信 网络为组带的多级计算机系统，综合了计算机( computer)、通信 ( communication)、显示显示(CRT)和控制( control)等技术，其基本 思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便，具有 高可靠性、开放性、灵活性等特点。其中硬件包括工程师站、操作站、现场控制站 (主控单元设备和I/0单元设备)、通信控制站、打印服务站、系统服务器、系统网 络、监控网络、控制网络;软件包括工程师站组态软件、操作员站在线软件、现场 控制器运行软件、服务器软件等。
SCADA数据采集与监视控制系统简介参考文档
3、通信网络
通信网络实现SCADA系统的数据通信， 是SCADA系统的重要组成部分。与一般的 过程监控相比，通信网络在SCADA系统中 扮演的作用更为重要，这主要因为SCADA 系统监控的过程大多具有地理分散的特点， 如无线通信机站系统的监控。
（1）上位机系统： 主要是连接上位机、服务器、通信设备、
三、SCADA系统典型架构
➢SCADA系统的发展经历了集中式 SCADA系统阶段、分布式SCADA系统 阶段和网络式SCADA系统三个阶段。
➢集中式SCADA系统是所有的监控功能 依赖于一台主机（mainframe），采用 广域网连接现场RTU和主机。网络协 议比较简单，开放性差，功能较弱。
➢网络化SCADA系统以各种网络技术为 基础，控制结构更加分散化，信息管
工作站
数据服务器
WEB服务器
污水泵站
以太网
Profibus
SCADA 服务器
进水泵房
SCADA 服务器
电台
曝气池
污泥处理
配电间
现场I/O
HUB/MAU
NIC
%UTILIZATION
TAB
GD RE I F
JA KB LC M7 N8 O9
ENRUTENR PRINT
4BMNCb/s
GD GD GD GD T2 U3
2、遥调操作：类似于遥 控操作，有严格反校程序。
选择对象 发出命令 内部校对 通过前置机向 RTU发令
RTU返回校对结果
确认执行
执行结果返回
SCADA功能
2.5 告警功能
1）、告警类型：事故报警；越限报警；工况变 化报警；正常变位报警。 2）、报警方式：图形，文字，语音，打印，短 信等。 3）、告警信息入库：带时标存入历史库。
ADC0809_多路数据采集和控制系统设计
1. 设计目的本设计包括确定控制任务、系统总体设计、硬件系统设计、软件程序的设计等，使学生进一步学习理解计算机控制系统的构成原理、接口电路与应用程序，巩固与综合专业基础知识和相关专业课程知识，提高学生运用理论知识解决实际问题的实践技能。
2. 设计内容设计一由微机控制的A/D数据采集和控制系统，该卡具有对八个通道上0-5V的模拟电压进行采集的能力，且可以用键盘选择装换通道，选择ADC0809 作为A/D转换芯片。
并在显示器上动态显示采集的数据。
3. 设计要求（1）根据题目要求的指标，通过查阅有关资料，确定系统设计方案，并设计其硬件电路图。
（2）画出电路原理图，分析主要模块的功能及他们之间的数据传输和控制关系。
（3）用protel软件绘制电路原理图。
（4）软件设计，给出流程图及源代码并加注释。
4. 系统总体设计步骤第一步：信号调理电路第二步：8路模拟信号的产生与A/D转换器被测电压要求为0~5V的直流电压，可通过电位器调节产生。
考虑本设计的实际需要，我选择八位逐次比较式A/D转换器（ADC0809）。
第三步：发送端的数据采集与传输控制器第四步：人机通道的借口电路第五步：数据传输借口电路用单片机作为控制系统的核心，处理来之ADC0809的数据。
经处理后通过串口传送，由于系统功能简单，键盘仅由两个开关和一个外部中断组成，完成采样通道的选择，单片机通过接口芯片与LED数码显示器相连，驱动显示器相应同采集到的数据。
串行通信有同步和异步两种工作方式，同步方式传送速度快，但硬件复杂； 异步通信对硬件要求较低，实现起来比较简单灵活，适用于数据的随机发送和 接受。
采用MAX485芯片的转换接口。
经过分析，本系统数据采集部分核心采用 ADC0809，单片机系统采用8051 构成的最小系统，用LED 动态显示采集到的数据，数据传送则选用 RS-485标 准，实现单片机与PC 机的通信。
数据采集与传输系统一般由信号调理电路，多路开关，采样保持电路，A/D ， 单片机，电平转换接口，接收端（单片机、 PC 或其它设备）组成。
控制系统中的数据采集与处理技术
控制系统中的数据采集与处理技术数据采集与处理是现代控制系统中重要的环节，它涉及到对各种信号的获取、传输、解析和处理。
准确和高效的数据采集与处理技术可以有效地提高控制系统的性能和稳定性。
本文将介绍控制系统中常用的数据采集和处理技术及其应用。
一、模拟信号采集与处理技术在控制系统中，模拟信号是最常见的一种信号类型。
它可以是连续变化的电压、电流、温度等物理量。
模拟信号采集与处理技术主要用于对这些模拟信号进行采样、滤波和放大等处理。
1. 采样技术采样是指将连续时间的模拟信号转化为离散时间的数字信号。
常见的采样方式有脉冲采样和保持采样。
脉冲采样通过取样信号模拟模拟信号形成采样脉冲，保持采样则是通过开关电路将模拟信号保持在指定电平上。
2. 滤波技术滤波是为了去除模拟信号中的噪声和杂频，使得信号更加纯净和稳定。
常见的滤波方式有低通滤波、高通滤波和带通滤波等。
低通滤波器可以去除高频噪声，而高通滤波器可以去除低频噪声。
3. 放大技术模拟信号经过采样和滤波后，可能需要进行放大以适应后续的处理和控制任务。
放大可以使用运放等放大器件来实现，通过改变输入输出之间的电压关系，将模拟信号进行放大。
二、数字信号采集与处理技术随着计算机技术的发展，数字信号采集与处理技术在控制系统中得到广泛应用。
它通过模数转换器将模拟信号转换成数字信号，然后利用计算机进行进一步的处理。
1. 模数转换技术模数转换技术主要包括采样和量化两个步骤。
采样是指以一定的频率对模拟信号进行采样，量化则是将采样后的信号按照一定的精度进行数字化表示。
2. 数字信号处理技术数字信号处理技术可以对采集到的数字信号进行滤波、谱分析、重构等操作。
它包括离散时间信号处理和离散傅里叶变换等算法。
3. 压缩与传输技术数字信号可以通过压缩技术将其压缩成更小的数据量，以便于传输和存储。
常见的压缩技术有无损压缩和有损压缩。
传输技术包括串行传输和并行传输，以及网络传输等。
三、实时性与可靠性保证在控制系统中，数据采集与处理的实时性和可靠性是非常关键的。
自动控制系统的数据采集与处理
自动控制系统的数据采集与处理自动控制系统是一种利用计算机和相关技术实现自动化控制的系统。
而数据采集与处理是自动控制系统中至关重要的一环。
本文将就自动控制系统的数据采集与处理进行探讨。
一、数据采集的定义与目的数据采集是指通过各种传感器或测量设备收集目标对象的信息，并将其转换为可理解和处理的数据形式。
数据采集的目的在于提供真实、准确的信息，为后续的数据处理和决策提供支持。
二、数据采集的方法与技术1. 传感器技术传感器是实现数据采集的核心技术之一。
常见的传感器有温度传感器、压力传感器、流量传感器等。
通过传感器可以将目标对象的物理量转换为可测量和可记录的电信号或数字信号。
2. 通信技术数据采集需要将采集到的数据传输至数据处理单元或者上位机进行进一步处理。
常见的通信技术包括有线通信和无线通信。
有线通信主要采用常见的通信接口，如RS232、RS485，而无线通信可采用蓝牙、WiFi、LoRa等无线传输方式。
3. 数据压缩与优化在进行数据采集时，要考虑到数据的实时性、精确性以及数据量对系统的负荷影响等因素。
对于大量数据采集的系统，可以采用数据压缩与优化技术，减少数据的冗余和传输压力。
三、数据处理的定义与过程数据处理是指对采集到的原始数据进行处理、分析和计算，得到有用的信息和结果的过程。
数据处理的目标在于从原始数据中获取有意义的信息，并为决策提供依据。
数据处理的过程主要包括数据预处理、特征提取、建模与仿真、控制策略设计等环节。
具体而言，数据预处理用于对原始数据进行滤波、降噪、纠正等操作；特征提取则对数据进行统计分析和特征提纯，以获取更有意义的指标和特征；建模与仿真阶段将采集到的数据进行建模分析，并通过仿真验证不同的控制策略的可行性；最后，控制策略设计环节将整合前期处理得到的信息和模型，进一步优化与控制系统的设计。
四、数据采集与处理在自动控制系统中的应用自动控制系统中的数据采集与处理广泛应用于工业自动化、军事装备、环境监测、交通运输等各个领域。
数据采集与仪器控制系统
数据采集与仪器控制系统电子与电气工程是一个广泛而充满挑战的领域，涵盖了从电力系统到通信技术的各个方面。
在这个领域中，数据采集与仪器控制系统是一个至关重要的组成部分。
本文将深入探讨数据采集与仪器控制系统的重要性、应用领域以及相关技术。
一、数据采集的重要性数据采集是电子与电气工程中的一个基础任务。
它涉及到从各种传感器和仪器中收集数据，并将其转化为可用的信息。
数据采集的主要目的是获取准确、可靠的数据，以便进行分析和控制。
在许多领域中，如工业自动化、环境监测和医疗诊断等，数据采集是实现高效运行和决策制定的关键。
数据采集系统通常由传感器、信号调理电路、数据转换器和数据存储设备等组成。
传感器用于将物理量转化为电信号，信号调理电路则对信号进行放大、滤波和线性化处理，数据转换器将模拟信号转换为数字信号，而数据存储设备则用于存储采集到的数据。
二、仪器控制系统的应用领域仪器控制系统是数据采集的一个重要应用领域。
它涉及到使用仪器和设备来控制和监测各种过程和系统。
在工业生产中，仪器控制系统可以用于自动化生产线、机器人控制和质量检测等。
在科学研究中，仪器控制系统可以用于实验室设备的控制和数据采集。
在医疗领域，仪器控制系统可以用于医疗设备的控制和监测。
仪器控制系统通常由传感器、执行器、控制器和人机界面等组成。
传感器用于采集各种物理量，执行器用于控制各种执行动作，控制器用于处理采集到的数据并决策控制策略，而人机界面则用于与系统进行交互和监测。
三、数据采集与仪器控制系统的相关技术数据采集与仪器控制系统涉及到许多相关技术。
其中，传感器技术是其中最重要的一项。
传感器技术涵盖了从温度、压力到光学和化学等各个领域的传感器。
传感器的选择和设计对于数据采集和仪器控制的准确性和可靠性至关重要。
此外，信号调理技术也是关键技术之一。
信号调理技术包括放大、滤波、线性化和校准等处理方法，用于提高采集到的信号的质量和准确性。
数据转换技术则用于将模拟信号转换为数字信号，以便于处理和存储。
dcs、sis、gds系统工程控制措施
dcs、sis、gds系统工程控制措施DCS、SIS、GDS系统工程控制措施一、引言随着现代化工业的发展，工程控制系统在工业生产中起着至关重要的作用。
DCS（分散控制系统）、SIS（安全仪表系统）和GDS（数据采集系统）是三种常见的工程控制系统。
本文将就这三种系统的工程控制措施进行详细介绍。
二、DCS系统工程控制措施1. 系统设计与配置：DCS系统的设计和配置应充分考虑工艺流程的特点和要求，合理划分控制层次，确保控制系统的稳定性和可靠性。
同时，需要制定相应的软件编程规范和设计准则，保证系统的高效运行。
2. 数据采集与处理：DCS系统通过传感器采集现场数据，并对采集到的数据进行处理和分析。
在工程控制过程中，需要确保数据采集的准确性和实时性，以便为操作人员提供准确的工艺参数和状态信息。
3. 集中监控与操作：DCS系统提供了集中监控和操作的功能，操作人员可以通过人机界面对整个工艺过程进行实时监控和操作。
在工程控制中，需要确保人机界面的友好性和操作的便捷性，减少人为操作错误的发生。
4. 报警与故障处理：DCS系统能够及时发现异常情况，并通过报警系统通知操作人员。
在工程控制中，需要合理设置报警门限，确保报警的准确性和及时性。
同时，需要建立完善的故障处理机制，及时排除故障，保证系统的正常运行。
三、SIS系统工程控制措施1. 安全需求分析：在SIS系统的工程控制过程中，需要进行安全需求分析，明确系统的安全功能和性能要求。
根据不同的工艺过程和安全风险，制定相应的安全策略和措施，确保系统在发生故障或异常情况时能够及时采取安全措施。
2. 安全逻辑设计：SIS系统的安全逻辑设计是保证系统安全功能实现的关键。
在工程控制过程中，需要根据安全需求进行逻辑设计，确保系统在发生事故时能够正确地执行相应的安全操作。
3. 设备选型与配置：SIS系统的设备选型和配置是工程控制的重要环节。
在选择和配置设备时，需要考虑其可靠性和适用性，确保设备在工程控制过程中的稳定运行。
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MOV CX,0AH ;采集10次数据存入数组ARRAY
MOV BX,OFFSET ARRAY
DACON: MOV DX,ADCS
OUT DX,AL
EOC: MOV DX,PC55 ;检测AD转换是否结束
IN AL,DX
TEST AL,00100000B ;测试PC5端是否为高电位, 高电位则转换结束
SUB DX,AX
MOV AL,MIN
MOV AH,00H
SUB DX,AX
MOV AX,DX
MOV BL,08H
DIV BL
MOV AVE,AL
RET
MOV MIN,AL
MOV DL,AL
MOV DH,00H
MOV CX,09H
LP1: INC BX
MOV AL,[BX]
CMP AL,MAX
JB BELOW
MOV MAX,AL
OUT DX,AL
MOV AL,10000000B
MOV DX,PB55
OUT DX,AL
MOV CX,08H
MOV DX,I0Y3
MOV AL,00000001B ;最右灯亮
INT 21H
AVERAGE PROC
XOR AX,AX
MOV BX,OFFSET ARRAY ;取数组地址
MOV AL,[BX]
MOV MAX,AL ;数据最大值, 最小值缓冲区 设置第一个数组元素为最大值和最小值
JZ EOC
MOV DX,ADCS ;取A/D转换结果
IN AL,DX
MOV [BX],AL ;结果存入数组ARRAY
INC BX ;数组指针向下移动
LOOP DACON
CALL AVERAGE ;求平均值
MOV DX,PC55
IN AL,DX
IOY0 EQU 3000H ;8255
PA55 EQU IOY0+00H*4 ;8255的A口地址 ---->3000H
PB55 EQU IOY0+01H*4 ;8255的B口地址 ---->3004H
PC55 EQU IOY0+02H*4 ;8255的C口地址 ---->3008H
CALL DELAYLONG
CALL DELAYLONG
MOV DX,PC55
IN AL,DX
TEST AL,10000000B
JZ ENDLED
TEST AL,01000000B
JNZ ENDLED
LED1: OUT DX,AL
ROL AL,01H ;不带进位循环左移一位
CALL DELAYLONG ;延迟
LOOP LED1
JMP ENDLED
BELOW2: CMP AL,66H ;33H*2
JNBE BELOW3
VOL DB 3 DUP (0)
MAX DB 00H
MIN DB 00H
AVE DB 00H
DATA ENDS
CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACK1
START: MOV AX,DATA
MOV DS,AX
MOV AL,10001000B ;8255控制字, A口B口C口低四位输出, C口高四位输入
P55CTL EQU IOY0+03H*4 ;8255的控制寄存器地址 ---->300CH
IOY1 EQU 3040H ;8254
MY8254_COUNT0 EQU IOY1+00H*4 ;8254计数器0端口地址 ---->3040H
MY8254_COUNT1 EQU IOY1+01H*4 ;8254计数器1端口地址 ---->3044H
MOV DX,IOY3
MOV AL,11000000B ;最左两灯亮
LIGHT2: OUT DX,AL
ROR AL,01H ;不带进位循环右移两位
ROR AL,01H
CALL DELAYLONG ;延迟
LOOP LIGHT2
LIGHT4: OUT DX,AL
CALL DELAYLONG
SHR AL,01H
LOOP LIGHT4
JMP ENDLED
BELOW5: MOV AL,6DH ;LED数码管显示5
MOV DX,PA55
OUT DX,AL
MOV AL,10000000B ;点亮一个数码管
MOV DX,PB55
OUT DX,AL
MOV AL,00110110B ;计数器0, 先读/写低八位,再读/写高八位, 方式3
OUT DX,AL
MOV AL,00H
OUT DX,AL
MOV AL,00000001B ;8255的C口0位置1, D15闪动
MOV DX,P55CTL
OUT DX,AL
LED5: MOV DX,I0Y3
TEST AL,01000000B ;测试K6, 为0则是数据采集, 为1是数字电压表
JZ OPN1
CALL DV
JMP K7LISTEN
OPN1: CALL DACS ;数据采集控制系统
JMP K7LISTEN
QUIT: MOV AX,4C00H ;程序结束
MOV AL,01110110B ;计数器1, 先读/写低八位,再读/写高八位, 方式3
MOV DX,MY8254_MODE
OUT DX,AL
MOV AL,64H ;100分频(0064 DX,MY8254_MODE
OUT DX,AL
MOV AL,00H
MOV DX,MY8254_COUNT0
OUT DX,AL
MOV AL,48H
OUT DX,AL
JMP ENDLED
BELOW3: CMP AL,99H ;33H*3
JNBE BELOW4
MOV AL,4FH ;LED数码管显示3
MOV DX,PA55
OUT DX,AL
MOV AL,10000000B ;点亮一个数码管
MOV DX,PA55
OUT DX,AL
MOV AL,10000000B ;点亮一个数码管
MOV DX,PB55
OUT DX,AL
MOV CX,08H
MOV DX,IOY3
MOV AL,11111111B ;全亮
JZ EOC1
MOV DX,ADCS
IN AL,DX
MOV [BX],AL
INC BX
LOOP ADCON1
CALL AVERAGE ;求平均值
MOV AL,AVE
CMP AVE,0CCH
JNBE LED5
MOV AL,5BH ;LED数码管显示2
MOV DX,PA55
OUT DX,AL
MOV AL,10000000B ;点亮一个数码管
MOV DX,PB55
OUT DX,AL
MOV CX,04H
;采集10次数据存入数组ARRAY
MOV CX,0AH
MOV BX,OFFSET ARRAY
;启动模数转换
ADCON1: MOV DX,ADCS
OUT DX,AL
;查询转换是否结束
EOC1: MOV DX,PC55
IN AL,DX
TEST AL,00100000B
MOV DX,P55CTL
OUT DX,AL ;置8255控制字
MOV AL,00H ;LED全灭
MOV DX,IOY3
OUT DX,AL
K7LISTEN:MOV DX,PC55
IN AL,DX
TEST AL,10000000B ;测试K7, 为0退出.
MOV DX,PB55
OUT DX,AL
MOV CX,08H
MOV DX,IOY3
MOV AL,00000001B ;点亮最右灯
LIGHT3: OUT DX,AL
SHL AL,01H ;逻辑左移一位, 最低位补0
AVERAGE ENDP
DACS PROC
MOV AL,AVE
CMP AL,33H ;33H*1
JNBE BELOW2
;LED数码管显示1
MOV AL,06H ;LED数码管显示1
MOV DX,PA55
I0Y3 EQU 30C0H
STACK1 SEGMENT STACK
DB 256 DUP (?)
STACK1 ENDS
DATA SEGMENT
ARRAY DB 10 DUP (0)
LED DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H ;LED数码管的共阴极段码
DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH
ADD AL,00000001B ;最低位补一
CALL DELAYLONG ;延迟
LOOP LIGHT3
JMP ENDLED
BELOW4: CMP AL,0CCH ;33H*4
JNBE BELOW5
MOV AL,66H ;LED数码管显示4
MY8254_COUNT2 EQU IOY1+02H*4 ;8254计数器2端口地址 ---->3048H
MY8254_MODE EQU IOY1+03H*4 ;8254控制寄存器端口地址 ---->304CH