數據采集模塊

數據采集是計算機與外部物理世界連接的橋梁。數據采集模塊由傳感器、控制器等其它單元組成。數據采集卡，數據采集模塊，數據采集儀表等，都是數據采集工具。

簡介

數據采集模塊基于遠程數據采集模塊平臺的通信模塊，它將通信芯片、存儲芯片等集成在一塊電路板上，使其具有發送通過遠程數據采集模塊平臺收發短消息、語音通話、數據傳輸等功能。遠程數據采集模塊可以實現普通遠程數據采集模塊手機的主要通信功能，也可以說是一個“精簡版”的手機。電腦、單片機、ARM可以通過RS232串口與遠程數據采集模塊相連，通過AT指令控制模塊實現各種語音和數據通信功能。

遠程數據采集模塊技術相對于GSM是一種更先進的移動通信技術，除遠程數據采集模塊輻射小外；在數據傳輸方面，遠程數據采集模塊20001X也與GPRS在技術上有明顯不同，在傳輸速率上1X幾乎是GPRS速度的3-4倍。

應用

因此，主要用于數據傳輸的工業模塊應用領域，遠程數據采集模塊模塊比GPRS模塊在速率上有明顯優勢。但是遠程數據采集模塊在工業領域的運用要遠遠落后于GPRS模塊的應用。主要原因一方面遠程數據采集模塊網絡的覆蓋和建設不如GSM網絡完善，另一方也是因為遠程數據采集模塊模塊的成本早期遠遠高于GSM模塊至少2-4倍，使得生產成本高很多。

國內初期，遠程數據采集模塊主要是韓國和歐洲公司提供，例如AnyData和Wavecom公司；近兩年，國內的華為和中興業推出了自己的高質量遠程數據采集模塊模塊，才使得整體價格下浮。目前，常見的型號包括華為的EM200、Anydata的DTGS-800和Wavecom的Q2358/2438等模塊。這些模塊都具有遠程數據采集模塊1X的數據傳輸功能，也都內置了TCP/IP通信協議棧。由于中國電信運營遠程數據采集模塊平臺后，帶動了業務迅猛增長，使得整個遠程數據采集模塊市場也迅速發展起來。

目前，遠程數據采集模塊主要應用于移動數據傳輸領域，包括車輛導航監控、智能抄表、遠程數據采集等領域，尤其是在帶寬要求比較高的多媒體傳輸領域，遠程數據采集模塊具有明顯的帶寬優勢。

PLC(可編程邏輯控制器)

可編程邏輯控制器是種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作電子系統。它采用一種可編程的存儲器，在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，通過數字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機械設備或生產過程。

基本結構

可編程邏輯控制器實質是一種專用于工業控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同，基本構成為：

1、電源

電源用于將交流電轉換成PLC內部所需的直流電j目前大部分PLC采用開關式穩壓電源供電。

2、中央處理單元(CPU)

中央處理器是PLC的控制中樞，也是PLC的核心部件，其性能決定了PLC的性能。

中央處理器由控制器、運算器和寄存器組成，這些電路都集中在一塊芯片上，通過地址總線、控制總線與存儲器的輸入/輸出接口電路相連。中央處理器的作用是處理和運行用戶程序，進行邏輯和數學運算，控制整個系統使之協調。

3、存儲器

存儲器是具有記憶功能的半導體電路，它的作用是存放系統程序、用戶程序、邏輯變量和其他一些信息。其中系統程序是控制PLC實現各種功能的程序，由PLC生產廠家編寫，并固化到只讀存儲器(ROM)中，用戶不能訪問。

4、輸入單元

輸入單元是PLC與被控設備相連的輸入接口，是信號進入PLC的橋梁，它的作用是接收主令元件、檢測元件傳來的信號。輸入的類型有直流輸入、交流輸入、交直流輸入。

5、輸出單元

輸出單元也是PLC與被控沒備之間的連接部件，它的作用是把PLC的輸出信號傳送給被控設備，即將中央處理器送出的弱電信號轉換成電平信號，驅動被控設備的執行元件。輸出的類型有繼電器輸出、晶體管輸出、晶閘門輸出。

PLC除上述幾部分外，根據機型的不同還有多種外部設備，其作用是幫助編程、實現監控以及網絡通信。常用的外部設備有編程器、打印機、盒式磁帶錄音機、計算機等。

功能特點

(1)可靠性高。由于PLC大都采用單片微型計算機，因而集成度高，再加上相應的保護電路及自診斷功能，提高了系統的可靠性。

(2)編程容易。PLC的編程多采用繼電器控制梯形圖及命令語句，其數量比微型機指令要少得多，除中、高檔PLC外，一般的小型PLC只有16條左右。由于梯形圖形象而簡單，因此容易掌握、使用方便，甚至不需要計算機專業知識，就可進行編程。

(3)組態靈活。由于PLC采用積木式結構，用戶只需要簡單地組合，便可靈活地改變控制系統的功能和規模，因此，可適用于任何控制系統。

(4)輸入/輸出功能模塊齊全。PLC的最大優點之一，是針對不同的現場信號(如直流或交流、開關量、數字量或模擬量、電壓或電流等)，均有相應的模板可與工業現場的器件(如按鈕、開關、傳感電流變送器、電機啟動器或控制閥等)直接連接，并通過總線與CPU主板連接。

(5)安裝方便。與計算機系統相比，PLC的安裝既不需要專用機房，也不需要嚴格的屏蔽措施。使用時只需把檢測器件與執行機構和PLC的I/O接口端子正確連接，便可正常工作。

(6)運行速度快。由于PLC的控制是由程序控制執行的，因而不論其可靠性還是運行速度，都是繼電器邏輯控制無法相比的。近年來，微處理器的使用，特別是隨著單片機大量采用，大大增強了PLC的能力，并且使PLC與微型機控制系統之間的差別越來越小，特別是高檔PLC更是如此。

應用概況

(1)開關量的開環控制

開關量的開環控制是PLC的最基本控制功能。PLC的指令系統具有強大的邏輯運算能力，很容易實現定時、計數、順序(步進)等各種邏輯控制方式。大部分PLC就是用來取代傳統的繼電接觸器控制系統。

(2)模擬量閉環控制

對于模擬量的閉環控制系統，除了要有開關量的輸入輸出外，還要有模擬量的輸入輸出點，以便采樣輸入和調節輸出實現對溫度、流量、壓力、位移、速度等參數的連續調節與控制。目前的PLC不但大型、中型機具有這種功能外，還有些小型機也具有這種功能。

(3)數字量的智能控制

控制系統具有旋轉編碼器和脈沖伺服裝置(如步進電動機)時，可利用PLC實現接收和輸出高速脈沖的功能，實現數字量控制，較為先進的PLC還專門開發了數字控制模塊，可實現曲線插補功能，近來又推出了新型運動單元模塊，還能提供數字量控制技術的編程語言，使PLC實現數字量控制更加簡單。

(4)數據采集與監控

由于PLC主要用于現場控制，所以采集現場數據是十分必要的功能，在此基礎上將PLC與上位計算機或觸摸屏相連接，既可以觀察這些數據的當前值，又能及時進行統計分析，有的PLC具有數據記錄單元，可以用一般個人電腦的存儲卡插入到該單元中保存采集到的數據。PLC的另一個特點是自檢信號多．利用這個特點，PLC控制系統可以實現白診斷式監控，減少系統的故障，提高系統的可靠性。

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