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物聯(lián)網無紙記錄儀技術發(fā)展趨勢

日期: 2019-12-13 11:44:24.0 作者: admin 瀏覽次數(shù): 4519

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隨著市場的擴展，無紙記錄儀技術無論在深度和廣度上都取得了前所未有的進展，其特征是與高新技術結合，在方法和體系上開始發(fā)生很大變化。計算機技術、信息技術、新型開關電源技術等電子、軟件領域的滲透與交叉融合，推動了物聯(lián)網無紙記錄儀技術的形成和發(fā)展。

物聯(lián)網無紙記錄儀的核心技術

萬能信號輸入技術

物聯(lián)網無紙記錄儀作為模擬信號采集裝置，需要接入現(xiàn)場多種傳感器信號。早期無紙記錄儀使用單類型信號調理模塊作為模擬信號轉換，熱電偶、熱電阻、電壓、電流等信號需使用不同的信號調理模塊，這種信號處理方式給用戶帶來極大的麻煩。

無紙記錄儀

萬能信號輸入技術使用光繼電器作為不同信號類型的切換開關，同時使用運算放大器和模擬開關輔助切換信號量程，使得各種不同信號類型和不同量程的傳感器只需要通過軟件組態(tài)設置，即可輸入儀表。用戶再也無需為傳感器和信號調理模塊的匹配問題而煩惱。

數(shù)字通訊技術

隨著工廠信息化程度的提高，現(xiàn)場的傳感器數(shù)據(jù)需要在工廠的信息系統(tǒng)中集中顯示，無紙記錄儀需要提供通訊接口。通訊接口分為物理連接和通訊協(xié)議兩部分：

物理連接：RS232和RS485是兩種常用的串行通信技術。RS232只能一對一通訊，且通訊距離一般不超過10米。而RS485可以多機通訊，使用差分信號，傳輸距離超過1000米。因此RS485是之前工業(yè)現(xiàn)場最常用的通訊方式。

通訊協(xié)議：Modbus是Modicon于1979年為使用可編程邏輯控制器(PLC)而發(fā)布的。Modbus是工業(yè)領域通信協(xié)議的業(yè)界標準，并且現(xiàn)在是工業(yè)電子設備之間最常用的連接方式。

Modbus比其他通信協(xié)議使用的更廣泛的主要原因有：

(1)公開發(fā)表并且無版稅要求。

(2)相對容易的工業(yè)網絡部署(使用RS485)。

(3)對生產廠商，修改移動原生的寄存器沒有很多限制。

數(shù)據(jù)轉存技術

物聯(lián)網無紙記錄儀在儀表內部存儲了大量的數(shù)據(jù)，隨著計算機的普及，在儀表上操作查看歷史數(shù)據(jù)顯然不如在電腦上查看方便，且計算機提供了數(shù)據(jù)錄入、分析、打印等功能，是儀表上無法實現(xiàn)的。而大量的數(shù)據(jù)通過串行通訊進行上傳，速度慢、時間長、容易傳輸失敗，而且有很多現(xiàn)場并沒有將無紙記錄儀進行通訊聯(lián)網。使用優(yōu)盤和使用SD卡是常用的兩種數(shù)據(jù)轉存方式。

使用優(yōu)盤或SD卡時，需在儀表上增加USB或SD接口。使用傳統(tǒng)的8051處理器無法滿足USB或SD接口的高速數(shù)據(jù)傳輸需求，而32位的ARM高速處理器可以實現(xiàn)USB接口等功能。優(yōu)盤和SD卡具有高抗震性，支持熱插拔，存儲容量大等特點，一個優(yōu)盤或一張SD卡即可存儲幾百臺無紙記錄儀的存儲數(shù)據(jù)，用戶可一次備份多臺儀表，統(tǒng)一在電腦上查看數(shù)據(jù)，方便抄表使用。

由于SD卡具有體積小、功耗低的特點，可作為無紙記錄儀的擴展存儲器，利用無紙記錄儀的自動備份功能，使儀表的連續(xù)存儲時間成倍增加。

以太網、無線通訊、物聯(lián)網技術

基于數(shù)據(jù)傳輸量的增加和通訊速度的要求，傳統(tǒng)的串行通訊已經無法滿足未來的通訊需求。工業(yè)以太網及基于物聯(lián)網的無線通訊技術的普及對無紙記錄儀提出了新的通訊需求。

國外廠商在多年前就已經提供了以太網的產品，而國內廠商由于技術積累薄弱和市場需求疲軟等原因，基本沒有提供此類功能。目前拓普瑞在以太網無紙記錄儀開發(fā)方面走在同行前列，最先推出物聯(lián)網無紙記錄儀。

以太網(Ethernet)是一種計算機局域網組網技術，通常使用TCP/IP通訊協(xié)議?；赥CP/IP通訊協(xié)議，可實現(xiàn)多種無紙記錄儀需要的功能。

實時數(shù)據(jù)傳輸：使用MODBUS/TCP協(xié)議，可實現(xiàn)與基于RS485的MODBUS-RTU相同的實時數(shù)據(jù)通訊功能。

歷史數(shù)據(jù)傳輸：使用FTP協(xié)議，可實現(xiàn)計算機直接讀取儀表內的記錄數(shù)據(jù)，速度快，且可直接使用瀏覽器訪問，無需專用軟件。

時間同步功能：由于硬件時鐘運行時間長后，總會存在誤差，而時間是記錄數(shù)據(jù)準確的一個重要維度。使用SNTP(簡單網絡時間協(xié)議)，可實現(xiàn)網絡內無紙記錄儀的時間同步，使記錄數(shù)據(jù)更準確。

瀏覽器訪問功能：儀表內構件一個HTML服務器，用戶通過瀏覽器遠程訪問無紙記錄儀，即可看到與記錄儀顯示一樣的畫面，且可進行在記錄儀上相同的操作。

而在目前熱火朝天的物聯(lián)網浪潮中，物聯(lián)網無紙記錄儀將由一個的模擬信號與數(shù)字傳輸之間的轉換設備，轉換為傳統(tǒng)的模擬傳感器與新興的物聯(lián)網連接的一座橋梁，既降低用戶部署新型互聯(lián)的技術難度，同時也保護了用戶現(xiàn)有的操作習慣。

無紙記錄儀作為一種傳統(tǒng)電子儀表，已經經歷了20年的風雨歷程，技術是無紙記錄儀產生、發(fā)展的源泉。緊跟科技發(fā)展的腳步，物聯(lián)網無紙記錄儀將在工業(yè)自動化領域占有一席之地!

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