无线数据采集系统概论.docx

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无线数据采集系统概论

无线传感网络及工业测量装置

Wirelesssensornetwork&industrialmeasuredevice

Ⅰ类采集设备

——无线数据采集装置

【FW-VI-MLKZ】

一、概述

无线数据采集监测系统是工业数据无线监测中最典型的应用，也是工业物联网在工业生产中最直接的表现形式。

作为科学生产、科学管理的辅助措施，将分散于企业内各数据监测点的数据、状态等以无线方式进行采集、远程集中显示、分析、处理，能起到生产事故的提前预防、提高生成效率等功能。

无线数据采集系统组网简单，无线通信基于433Mhz开发免申请ISM频段传输数据，传输距离远，抗干扰能力强。

系统组成结构简单，扩展方便。

通常系统由采集设备、信号接收设备组成，也可根据需求加入无线网络中继设备。

二、系统设计依据

Ø《GB50198-94计算机系统安全准则》

Ø《HG20507-92工业自动化仪表工程施工及验收规范》

Ø《GB50194-93建设工程施工现场供用电安全规范》

Ø《GB/T29261.4-2012无线电通信》

三、系统组网结构

无线数据采集系统通常包括2种组网形式：

1）多点对一点星型网络结构——现场多点数据采集、中控室无线中心接收站接收数据，配合PC机上位机软件组成数据监控系统（图一）；2）点对点网络结构——现场数据采集，中控室无线数据还原装置将数据还原，可配合用户PLC、DCS等（图二）。

一类网络拓扑图

（图一）

在同一组网结构内，现场无线数据采集器采集现场数据数据：

液位，流量，压力，电流等4-20ma信号，同时可采集现场设备如电机等设备的状态信号。

无线数据采集器将采集到的信号通过无线网络发送至中心接收站，中心接收站通过与PC机RS232串口将数据上传至上位机软件系统，同时处理上位机软件发送的控制命令，将控制命令发送至现场，实现对现场设备的启停控制。

二类网络拓扑图

（图二）

在此类网络结构中，现场无线数据采集器采集现场数据数据：

液位，流量，压力，电流等4-20ma信号，同时可采集现场设备如电机等设备的状态信号。

无线数据采集器将采集到的信号通过无线网络发送至中控室机柜内安装的无线数据还原装置，无线数据还原装置可将无线信号还原成4-20ma信号或IO信号，通过将此信号接入用户系统，可实现无线数据采集监控。

此类系统常用于用户原有系统改造：

如因原有系统关键点数据采集线路断路，或因工业需求将部分数据加入数据采集监测系统等，重新敷设电缆线路过长，人力物力成本高，需采用无线方式将数据采集并接入用户系统。

三、设备简介

1、无线数据采集器型号：

FW-VI-MLKZ

功能特点及技术指标

1）、设备采用304不锈钢机箱，能良好适应化工等企业户外环境，防雨防尘。

2）、内部采用分立功能组件方式，集成显示操作组件、4-20ma采集组件、IO采集组件、电源组件，通讯组件。

3）、采集组件配置灵活，可更加用户需求合理搭配，实现多路数据采集

●集成1块IO组件和1块4-20ma组件，可采集4路4-20ma信号或4路4-20ma无源信号；同时可采集4~8路IO信号。

●集成2块4-20ma组件，可同时采集8路4-20ma有源信号或8路4-20ma无源信号。

●集成2块IO组件，可同时采集16路IO信号，包括16路DI，16路DO

4）、无源4-20信号高进度采集并提供驱动电源；有源信号低输入阻抗，抗干扰能力强，继电器输出信号容量10A240VAC/10A28VDC。

可满足大部分企业现场仪表、传感器等4-20ma信号的采集，电机等设备的启停状态信号采集及启停状态控制。

4-20ma信号与IO信号分立采集，能有效提高系统稳定性。

5）、采集电路采用高性能16位数模转换器确保高精度数据采集，同时通过标准电源管理设计及独特看门狗安全设计为设备提高可靠性采集能力，能有效适应各种复杂工作环境。

6）、显示操作组件自带LCD屏，可视化显示界面，提供简易实时数据显示、采集器设备编码、通讯频段、数据传输频率等参数修改设定功能。

本地数据显示按通道号排列显示各通道实时数据，按键方式修改及查看本地配置。

7）、无线数据采集器可靠通讯距离可达8km（直视距离）。

8）、设备电源采用工业级开关电源，AC100V~240V接入，采集器工作环境温度：

0～70℃（本质安全型）

技术参数：

工作电源：

AC220V±10%;

输入信号：

1-4路有源或无源4-20ma信号;

4路以上继电器信号输入

2路以上继电器输出（容量10A240VAC/10A28VDC）

数据采集精度：

3‰;

通信误码率：

0.000001%

输入阻抗：

250Ω;

共模抑制比：

80db;

通讯频段：

433Mhz（或915Mhz）

波特率：

1200bps;

发射距离：

0-8000M（按实际需求配置）；

稳定性：

24个月稳定性为最大量程的±0.15%;

安装影响：

零位误差，可校正；

工作环境温度：

-20至70℃;

产品尺寸：

450mm×220mm×500mm。

2、无线数据还原装置

2.1、无线模拟量信号还原装置【FW-VI-DDH】

无线模拟量还原装置用于将接收到的无线数据还原成标准的4-20ma信号，信号输出至其他PLC、DCS等数据分析或智能控制系统。

该装置体积小，标准DIN导轨安装，在控制室等位置集中安置无线模拟量还原装置，实现对远程数据的无线集中监测。

1）、装置采用16位高精度模数转换芯片（2.5V2ppm/°C内部基准）、高集成度可靠4-20ma电流信号发生器还原无线数据，确保数据还原精度。

2）、工业级塑料外壳，配合标准电源管理设计及独特看门狗安全设计，确保还原数据稳定性、可靠性，抗干扰能力强。

3）、标准DIN导轨安装，小体积，可适应绝大部分安装环境。

技术参数：

工作电源：

DC24V；

输出信号：

1-4路模拟量信号

还原速度：

1次/秒；

还原精度：

16位；

还原误差：

5‰；

非线性度：

±1LSB；

建立时间：

6us；

工作频段：

433Mhz（或915Mhz）；

波特率：

1200bps；

功耗：

<2W；

安装方式：

工业级塑料外壳，标准DIN导轨安装

尺寸：

144×89×40mm；

2.2、无线开关量还原装置【FW-VI-DHY】

在用户无线开关量还原装置用于将接收到的现场DI信号（如：

状态信号输入）还原成继电器信号，信号输出至其他PLC智能控制系统。

该装置体积小，标准DIN导轨安装，在控制室等位置集中安置无线模拟量还原装置，实现对远程数据的无线集中监测。

1）、具备8路继电器信号输出，每路路继电器输出一组，共4组。

通过对应的拨码可同时匹配现场4台采集设备。

每2路继电器输出实现对现场设备启停状态信号还原。

2）、工业级塑料外壳，标准DIN导轨安装；

3）、标准电源管理设计及独特看门狗安全设计，确保还原数据稳定性、可靠性，抗干扰能力强。

技术参数：

工作电源：

DC24V；

输出信号：

8路继电器输出，每2路一组。

地址拨码：

4组可匹配现场采集设备4台

工作频段：

433Mhz；

波特率：

1200bps；

功耗：

<2W；

安装方式：

工业级塑料外壳，标准DIN导轨安装

尺寸：

144×89×40mm；

3、无线中心接收站【FW-VI-ZK】

功能特点及技术指标

1）、RS232数据接口、USB供电（视无线功率可改AC220V），无需其它线缆连接，直接接入用户PC机即可使用。

2）、设备体积小安装方便，可直接放置在监控室电脑主机箱上。

3）、达-123dbm无线信号接收灵敏度，高可靠性数据接收功能,

4）、数据发送功能及通信距离视用户需求定制。

技术参数：

工作电源：

AC220V；

波特率：

1200bps；

工作频段：

433MHz；

数据接口：

RS-232（配串口线，可直接连电脑COM口）。

4、上位机软件【版本号：

V2016】

功能特点

上位机软件系统可实时显示水池液位数据，中控室值班人员通过观察液位情况对软件进行相应操作，启停远程的水泵电机，实现水池水位控制

1）、采用用户定制编制软件，充分考虑客户使用习惯、实际要求等，结合本公司大量现场应用和实际用户的经验开发。

2）、常用功能：

实时数据显示、历史数据查询、历史数据曲线等

3）、设备参数设定：

设备名称、设备地址、报警上下限等。

4）、管理权限：

管理员等权限管理。

5）、数据导出、打印等功能。

界面截图：

四、应用案例：

案例一：

无线水泵控制系统

现场分散设有多台潜水泵，拟采用远程无线方式采集水泵电机电流信号及状态信号，结合中心控制室上位机软件系统实现对现场分散的水泵电机启、停控制及电机电流信号的集中监测。

案例二：

液位数据光伏无线传输及供水控制系统

现场地处北方山区，需将现场水井水位信号采集并传输至距离3.5Km外的水井泵房，水井泵房采用无线还原装置接收数据输出4-20ma液位信号，信号输入PLC系统自动控制泵房电机启停实现山区水井水位控制。

山区采用光伏系统为采集器提供供电电源。