安全生产信息化技术-数据采集系统

数据采集系统包括模拟系统和数字系统两部分，能够完成对信号的采集、转换、处理、储存和控制等功能，通用的数据采集系统如图3-28所示。

图3-28 数据采集系统

首先，传感器将被测量的物理量，如位移S、压力P、温度T、转速N以及流量Q等转换成相应的电量，放大器将此微弱信号加以放大，成为幅值适量的连续变化的模拟量。该模拟量经A/D转换器转换成数字量，数字量信号输入到微型计算机进行分析处理，最后获得被检测对象的各种动态信息，如瞬时值、特征值、性能参数、拟合曲线和拟合方程等各种结果，并可在终端屏幕上显示、在打印机上打印、在绘图仪上绘制各种图形以及通过存储设备将信号保存起来。若该采集系统需对过程安全进行控制，则可通过D/A转换输出模拟电量，送入控制电路或执行机构。

在数据采集系统中，当需要进行多参数的测量时，对这些参数的A/D转换多采用公共的A/D转换电路，目的是简化电路、降低成本。为此，但依次对各路进行转换时，就必须分时占用A/D转换电路，这时可通过模拟多路转换器来实现，即轮流切换各被测量通道与A/D转换电路间的通路，以达到分时的目的。

数据采集系统与计算机之间的联接方式有以下两种：(www.xing528.com)

1）联机方式（ONLINE）：也称为在线方式、实时方式，即将被测物理量及采集的数据直接、实时地输入到计算机中，随时进行分析与处理，并及时进行显示、控制或储存。该方式可以迅速得到安全检测与分析的结果，便于在几次检测中进行比较，由于被测物理量不经过中间记录，避免了记录装置所带来的误差，因此分析精度较高、分析速度快，适用于对种物理量进行的安全检测分析与控制。但这种方式要求计算机有较快的处理速度，用对信号的统计分析、各种频谱分析等常用分析一般通过专用电路或芯片来完成。因此，联机方式连结的一般是专用的动态信号分析仪，如SD380等，因此不能随意改变信号的处理方式和处理数据的内存空间。

2）脱机方式（OUTLINE）：也称为离线方式，即将被测物理量及采集的数据，在现场先用磁带记录仪、瞬态记录仪进行记录，回到实验室后再输入到频谱分析仪或计算机中，进行各种分析处理，一般把测量、数据转换和记录过程称为数据采集。

脱机方式被测量的记录方式有两种，一种是在现场直接记录模拟量，而数据A/D转换、信号处理等过程则在实验室进行；另一种是在现场完成模拟量测量和A/D转换过程，记录的数学信号，其信号处理在实验室进行，数据采集一般是指现场进行模拟量采集和A/D转换过程。

随着数据存储技术的快速发展，这种数字信号方式可以在现场采集大量的数据，在后续的数据分析阶段可以进行有选择的处理，能反复再现测量数据，而且可改变分析方法，对同一个信号用多种分析方法进行比较分析，在处理过程中能进行人为判断，可随时控制处理过程，因此有可能获得比联机方式更多的有用信息。脱机方式对信息处理的计算机和分析仪器，在处理速度上没有特别的要求。

脱机方式的不足之处是不能及时得到分析结果，不能在现场进行数据的分析、比较，同时由于中间经过记录设备，因此会产生一定的误差。