现场数据采集

现场数据采集（共9篇）

现场数据采集 篇1

在建设施工过程中, 数字化管道促进了对管道建设管理质量的控制, 保障了高质量管道的建设。在管道的建设施工中采集准确、真实的数据具有非常重要的作用, 其不仅是施工过程对管道质量进行管理与控制的需要, 更能满足数字化管道建设的需要。因此要做好数字化管道施工现场的数据采集工作, 从而保证施工质量及有效的数字化管道数据。

1 数字化管道施工现场的数据采集

1.1 地理信息的数据收集

收集管道的地理信息是非常必要的。对管道的地理信息的采集是指在管道隐蔽前和下沟后, 运用RTK、全站仪等相关测量仪器, 根据基准参考点, 对每道焊口的 (坐标、高程进行测量采集, 真实记录管道的转角走向、连续里程以及三维坐标等信息进行逐一的测量。此外, 在一些特殊的位置, 如弯头 (弯管) 处, 还需要测量其中心处的三维坐标。三维坐标信息采集中需要采集的内容有压重块、站场、三桩、弯头 (弯管) 、管道穿越、阀室、管道焊口以及其他附属设施等等。其中, 管道穿越包括地下设施、光缆电缆、穿越河流和道路等。三桩是指转角桩、标志桩和里程桩。

1.2 施工信息

数字化管道施工现场数据收集的内容还包括施工质量信息。所谓施工质量信息是指危害管道运行的隐形信息和管道安装中影响安装质量的信息。管道安装的内容主要有管道交叉最小垂直间距、覆土厚度等。管道连接的内容有测试结果、检测方法与结果、焊接时间等。

此外, 施工信息中还有施工的进度信息。进度信息包括试压、焊接、布管以及焊口检查等信息。在采集这些数据时要注意记录好里程、桩号和施工时间等具体信息。采集并上报这些数据, 可以让施工领导者聊了解管道的施工进度和具体情况, 根据施工计划进行对比, 找到有问题的地方, 及时的进行调整。

1.3 特殊情况下的数据采集

对于一些较为特殊的环境、施工工序以及安装过程中容易留下隐患的环节, 需要用录像机、摄像机等拍照和录像工具进行图像和声音等形式的数据采集, 保证在质量出现问题时能够及时进行参考与查阅, 同时也是进行责任追究和索取赔偿的有力证据。比如在测量放线时, 对设备的维修与破损情况、地下穿越物、原始设计以及四周环境等进行录像与拍照。

1.4 采集管道材料的相关数据

在数字化管道施工现场的数据采集工作中, 管道材料的数据采集工作具有多单位参与以及相互限制的特点。管道材料数据采集中, 有大量的数据采集工作需要靠人工才能完成, 这就增大了数据采集的误差。为了确保数据的准确性, 要求第一手资料必须准确。比如, 在采集管材的编号数据时, 钢管厂在录入和喷制管的编号时很容易会出现录入错误和喷制错误;管材在中转站进行调拨时, 难免会出现录入滞后或是手误等问题;并且, 安装时的第一手资料因为一些人为或是其他客观因素, 不可避免的会存在着一定的偏差, 进而对后续的竣工测量、防腐以及检测等维护环节造成严重的影响。

对此, 可以采用钢管厂以及管材中转站上游数据标注提示下游数据的方法来解决上述的问题。这样就避免了出现因为上游信息发生错误导致下游信息继续错误, 并对施工造成不利影响的连锁反应的现象。通过标注提示的方式, 无论是否发生了错误, 都可以对焊接口信息进行维护, 只需要在数据库中将有问题的管材标注出来即可。

2 数据的后续处理

要想发挥所采集的数据的作用, 还需要进行数据传输工作。当数字化管道施工现场的数据采集好后, 将数据上传到数据平台上。数据传输到平台后, 数据平台的管理人员会对数据进行对比与检查, 对存在问题的数据及时有效的反馈给数据采集人员, 数据采集人员对数据进行核查与改正, 然后再重新上传到数据平台上。将数据信息传送到数据平台, 可以保证将施工物资的使用情况、施工的质量、施工的进度等重要信息传送到相关项目部门, 让项目领导了解到施工的具体情况, 并对施工做出相应的决策和调整。另一方面, 传送数据, 可以让数据管理人员将各种数据信息进行汇总处理, 生成相应的曲线和图表。还可以让管理人员结合现场录像、图片、声音等资料总结出管道施工建设的概况与进展, 并加上字幕、语音等提示, 简单形象的呈现出参与管道建设各单位的具体情况, 供各单位相互学习, 相互监督, 从而提高数字化管道施工的总体质量。

3 结语

数据对数字化管道的建设与施工而言, 具有非常重要的意义, 既可以有效的控制和管理数字化管道的施工过程, 又有助于数字化管道的建设。在施工现场, 有很多数据在采集过程中是没有可逆性的, 这就要求在采集数据过程中一定要保证其准确性, 避免对管道施工造成不利的影响。有一些采集的数据具有追溯性, 在管道的运营时可以对其进行分析, 了解当时施工中的质量情况, 从而加强对管道的维护。

参考文献

[1]段玉平.施工数据采集在管道数字化建设中的作用[J].内蒙古石油化工, 2013 (16) .

现场数据采集 篇2

采集工作流程及要求

一、现场确认信息采集工作流程

开始资格审查(考生须持户口本、身份证等有效证件)否考生是否携带二代身份证是提供相关证明读取二代身份证信息核查是否合格是查找考生报名基本信息是否查找到考生信息是确认信息是否一致是确认是否考生本人是否落实不一致原因是否接受报名采集指纹否否否是否直接打印确认单是否打印考生信息确认单采集结束

采集照片否 — 1 —

二、现场信息采集基本要求

1．考生姓名或其它信息中如有汉字库中不能找到的汉字，以大写拼音字母（半角）代替，县招办现场确认时根据身份证确认信息进行登记备案。

2．考生身份证需使用第二代身份证，不能出具第二代身份证的需出具公安部门的证明，并说明未能办理的原因。

3．采集指纹以右手食指指纹为首选，如不能采集右手食指可依次选择左手食指、右手中指、右手拇指等其它手指，但须在县招办进行登记说明。如不能采集指纹亦须在县招办进行登记说明原因。

4．考生照片必须进行现场采集，不使用身份证照片。照片要求长、宽比为4∶3，像素数480×360，头像部分占照片面积2/3以上，采用JPEG格式存储。

现场数据采集 篇3

而枫联公司又绝不是一个“只顾低头拉车，不顾抬头看路的企业”，企业不断发展的同时，也不忠加强管理信息化建设。公司在1998年就实施了大型的ERP系统，管理财务、采购、库存和渠道销售过程；在渠道推广经销商管理系统、零售门店推广POS系统，使得企业能够住进行渠道和终端门店管理的同时第一时间采集零售数据掌控市场信息、快速反应……除此之外，公司还请其他公司开发了网上订货、生产进度控制等信息系统，促进信息共享、提高工作效率。

然而，这几年来，企业管理者意识到，一方面是在企业产品的市场化经营中，高层关心的国际化运作，多品牌运作模式、利润中心模式使得企业对于产品信息的需求更加精细、针对；另一方面，市场竞争的残酷性也使得企业不能够盲目设计和生产，有效分析势在必行。按照企业高层管理者的规划，公司打算在今年上一个BI系统，提高报表制作和经营分析的工作效率。当然，公司的信息主管张杰被委以此重任，不过，张杰觉得心里很没底，“目前系统理的数据很混乱，先不说准确性如何?光是编码问题，就让我感到头疼了。”

下面就是关于编码遭遇到的一些问题：

首先是产品颜色的问题。同一个款式的产品，往往有多个颜色。现在使用的系统编码规则里，颜色代码就是流水号，一款产品有几个颜色，就按顺序排下去。最先抱怨的，是销售部。产品1YR25468-1里的“-1”可能是黑色款，产品1WD23402-1的“-1”就变成了白色款，非常难记，一不小心就下错了订单、发错了货，还搞得代理商满意度下降。服装产品应季也就那么几周，换货又耽误好几天，生意怎么做啊?采购那边也跟着抱怨，不光卖货麻烦，我们收货也麻烦啊!产品设计部门也是头疼。想给下一季的产品策划案定个基调，信息系统里有那么多销售的数据，想做个消费者颜色偏好的统计却做不了，被告知产品颜色编码没有意义没法分析。然而，当张杰想下决心要把颜色编码统一的时候，发现也不是那么容易：颜色种类太多，想用一套编码来统一，编码方案必须要科学、能满足统计分析需求和业务操作需求，而且必须要预留足够的编码位数；这样一来，产品编码变长了，系统能不能实现不好说，更可怕的是这么多业务环节，出错的可能性也增加了，还不如不改。

一物多码的现象。公司为了拓展新业务和新渠道，采用了事业部模式独立运作核算。新的事业部觉得老编码不能满足他们的需要，于是自己搞编码。新的问题出现了：两个事业部都在卖同一款产品，编码却不一样。公司每季要卖几百款的衣服，原材料和成品采购本来就复杂，一物多码又增加了操作的复杂度。而且，对于公司整体的经营分析也造成了偏差。各事业部本来就对信息系统抱怨很大，觉得流程多、麻烦，想让大家统一编码，只能招来更多的抱怨。

一码多物的问题。一物多码只是添了麻烦，一码多物给公司带来的却是直接的生意损失。去年有一款风衣春季卖得很好，公司决定秋天的时候进行产品再上市。然而，由于原材料成本提高了，风衣的吊牌价从210元提高到了230元，标签也印好了，可是系统却因为风衣前后采用了同一个编码，结果报给经销商的价格是最初的210元。当产品部发现这个问题时，经销商已经根据210元的吊牌价折扣订了货、付了订金，再想找经销商追要提高的那部分，已经是不可能的了。这一部分损失又被产品部记到了信息部头上。

产品分类编码。公司的信息化建设是从ERP开始的。产品编码的前几位中，除了款式、事业部的编码信息外，还有三位物料组的信息。物料组就是把产品按照功能分了大类，然而公司的产品线越来越丰富，原来的物料组编码规划已经不满足现在的业务需要了，原来预留的“其他类”里面已经看不出大类、小类的层次，基本上成了流水号。当初物料组编码规则考虑的管理方便、可以用于报表分析的作用，也就无法实现了。随着市场竞争的加剧，公司的产品开发和市场拓展考虑的因素越来越多。产品除了按传统的功能分类外，年龄、性别、风格、季节、节日、流行样式……越来越多的分类维度被业务部门要求加入到产品编码中，便于进行市场统计分析和管理决策。是不是都要加到编码中?要加多少才算完整?张杰一想到这个问题就头疼。

摆在眼前的是年份问题。因为公司的系统是98年上的，当时为了编码简单，只预留了一位数字位表示年份。马上就要开始08年的产品策划了，08年和98年产品可能重码的解决方案还没有个定论。

起初，按照张杰的想法，他觉得首先需要找几个ERP实施顾问对公司的ERP进行改造和重新实施，解决当前的紧急问题。经过招投标，最后他们选择了C咨询公司。可是，通过C公司对枫联公司的一系列访谈和调研，张杰发现，不单单是产品编码问题，对于其他重要的基础数据实体，比如客户、供应商、原材料等等，可能作为产品的一种重要的属性，这些数据实体都和产品有着密切的联系。在调整产品编码的同时，需要同时调整企业主要的基础数据编码，才能从根本上解决目前编码混乱的问题，做到数据标准化。

看来，编码方案中涉及到的各种管理和经营问题，不是简单的ERP改造可以解决的。对于这个问题，张杰似乎有了更深入的感受……

吴迪

教授级高工、系统分析员中国纺织工业协会产业部副主任、中国纺织工程学会信息委员会副主任，国家制造业信息化工程总体专家组专家

一方面要解决当务之急的编码问题，另一方面还要考虑到将来应用系统的集成，着眼于未来

(一)当务之急

枫联公司作为一家大型服装企业，又处于高速成长期，业务发展迅速，原有的产品编码系统满足不了当前的需求，出现混乱的局面在所难免，也是许多类似企业信息化面临的共同问题。我认为，张杰的当务之急不是上BI，而是先打好基础，对各类编码进行标准化和规范化，继而改造升级ERP系统，才能谈得上进一步提高报表制作和经营分析的工作效率，为企业经营决策提供支持。

除了企业本身努力改善基础管理，推行编码标准化之外，寻求有行业背景和服装企业实施经验的ERP开发商和咨询公司进行合作也势在必行。

(二)着眼未来

枫联公司不是单一的来料加工企业，它有自己的品牌、设计能力和销售网络，在开展编码标准化时应该看得更远。不仅满足眼前提高报表制作和经营分析的工作效率的需求，还要着眼于未来的发展。

现场数据采集 篇4

装配过程的特点是在生产过程中完成从零件到部件再到整机的装配过程[1]，在这种生产过程中，每一种零件的质量、配件之间的装配质量以及生产线装配现场的各种状态和指令信息，都最终影响产品的质量和装配效率[2]。现代化装配线要求既能实现复杂的自动化生产，又能实现柔性化生产[3]。要实现生产柔性化，对现场数据的处理是必不可少的，如何高效快速地采集现场数据和监控装配过程就显得尤为重要。论文针对车间装配过程的特点，研究了生产线现场数据的分类以及采集模式，构建了面向装配的数据采集和过程监控模型;并以某汽车主减速器装配线为对象，研究开发了一种基于工业以太网的新型现场数据采集与过程监控系统，及时采集各种现场信息，并进行存储和统计，以实现生产现场质量的监控和管理。

2 装配过程采集数据的分析

车间装配过程中，通过现场数据的实时采集进行过程监控，装配完成之后，系统会将装配过程的部分现场数据导入到产品装配档案中。装配现场的数据多种多样，涉及到人员、物料、设备等各种因素，为提高现场数据采集和追溯的高效性与便捷性，将装配过程现场数据主要分为以下6类：

(1)自动检测的质量数据(QD-A)：测量机、拧紧机和打压试验台等设备在装配或试验过程中检测的数据，现场装配人员只需完成自己的装配任务，数据的获取和发送全部由系统自动完成。

(2)手动检测的质量数据(QD-H)：通过小键盘和触摸屏等设备手动录入的质量数据。

(3)产品装配的零部件供应商数据(QD-S)：为了便于在产品装配档案中进行查询，系统将记录每个产品装配的关键零部件的供应商信息以及供应批次信息。

(4)装配工数据(QD-P)：装配线各装配工位由特定人员负责，人员的安排以车间排班为依据。为便于在产品装配档案中追溯，系统会将车间的员工排班数据与每个产品进行关联。

(5)状态数据(QD_Z)：它包括生产线上设备、控制部件和各工位加工工序的状态数据。

(6)物料数据(QD_M)：系统会给每一个关键物料一个编号，这个编号会在装配过程中与产品出生证进行关联，以便于以后在产品装配档案中进行查询。

3 数据采集与过程监控的关键技术

3.1 编码的重要性和组成规则

为追踪相关零部件信息以及现场实时状况，需要给各种数据进行编码，这些编码是建立产品装配档案、跟踪产品以及采集现场数据和监控过程的基础。

目前，零部件标识技术主要包括无线射频识别技术[4](Radio Frequency Identification,RFID)和条码技术[5]等，其中RFID技术是最近发展起来的一门技术，它具有多种优点[6]。在系统实施过程中，无论使用哪一种识别技术，高效简便的编码规则和使用方法对于系统的运行可以起到重要的推动作用。系统采集的各种质量数据和过程数据都会有自己一定的编码规则。下面介绍一些关键数据项目的编码规则：

(1)供应商、操作工编码：供应商编码共为11位：XXX YYYY ZZZZ，其中XXX表示供应商编码类型，例如QDS;YYYY为供应商的区别号，该号为一个流水号，它从“0001”到“9999”;ZZZZ为批次的区别号，也是从“0001”到“9999”。操作工编码规则与供应商编码规则类似，其编码类型为QDR。

(2)质量检测项目编码：装配过程中自动或手动检测质量数据添加到数据库中都需要在产品基础数据的装配工艺BOM中有着质量检测项目的支持，其编码有工艺编号和一个唯一标识号组成。

(3)过程控制标识号：在装配过程中，需要对各个产品和部件唯一标识，并将各种检测数据关联到这个过程控制标识号上，而物料编号和过程序号组合在一起就可以很好的完成这一任务。物料编码共为10位：X YYYYYY ZZZ，其中X表示装配线编号，YYYYYY表示装配计划编号，ZZZ表示零部件的一个编号。过程序号是一个无限自增的数字。

(4)产品出生证的编码：产品出生证是打印在产品外表面的钢印号，产品出生证由四位的年月时间、流水号、装配车间号、装配工艺图号和产品型号组成。

3.2 装配过程的数据流

装配过程中的各种数据不但数量多，而且相互之间错综复杂，并且具有随着时间的变化具有很强的动态性，因此，为开发面向装配的数据采集和过程监控系统，必须对产品装配过程中数据的流动进行了深入的研究与分析。

如图1所示，在生产线装配之前，需要先制定每日生产计划，通过生产计划的详细记录清单生成物料清单，然后对物料清单进行供应商配置，这一过程还需要基础数据中产品结构BOM信息和供应商基础数据作为数据流动的支撑。供应商数据配置后，即可进行装配。在装配过程中，生产线上的各种数据采集终端会将状态数据QD_Z、手动检测数据QD_H、自动检测数据QD_A、操作工数据QD_P、供应商数据QD_S和物料数据QD_M关联到过程控制标识号这一唯一标识上，同时这6种数据的采集也需要基础数据中装配工艺BOM、产品检查质量BOM、供应商和操作工基础数据的支撑，采集到的数据以及关联的数据都会以一定的形式暂时存放在产品装配过程数据库中。各种数据终端只是采集现场动态数据，而大量的相关静态信息则存放在基础数据库中，例如，装配线上质量数据的自动检测终端只是检测到一些质量检测数据值，质量数据的项目名称、数据参数等都存放在服务器上的基础数据库中。

产品装配完毕，从装配线下线时，系统将产品装配过程数据库的数据全部导入产品装配历史数据库中，并按照企业要求生成唯一的产品出生证，其中，产品出生证与装配过程中的过程控制标识号一一对应。在产品装配档案数据库中，产品出生证是数据索引的唯一标识，以便于产品售后查找其相关生产质量信息。

3.3 系统的网络构架和通信

3.3.1 系统的网络构架

整个数据采集与过程监控系统网络包括4层：数据管理层、监控层、PLC控制层和设备I/O层。其中设备I/O层位于整个系统的最底部，负责现场原始信号的采集和动作的执行;PLC控制层和设备I/O层紧密相连，把设备I/O和设备终端采集的信号相结合，执行既定的应用程序;监控层位于整个系统的中间，起到承上启下的作用，一方面向下和PLC控制层进行数据交换，以实现现场生产过程的监控，另一方面同时向上和数据管理层进行数据交换;数据管理层位于整个系统的顶部，负责整个生产装配数据的采集并对数据进行统计、报表和管理。

系统是以工业以太网为主的生产信息管理和监控系统，采用基于标准TCP/IP协议的高速工业以太网技术，通过五类双绞线把系统过程数据库、系统档案数据库、监控PC和主控PLC连接在一起，构成了一个生产车间级局域网。

系统采用符合国际标准Profibus-DP现场总线和Ethernet局域网络把区域PLC、设备控制器(PLC)，并且通过Profibus-DP总线将现场I/O(变频器、传感器和运动装置等)设备连接在一起，组成现场树状控制结构的PLC控制系统。高速Profibus现场总线(传输速度最高达1500kbps)使数据的实时性大大提高，Profibus-DP现场总线很强的抗干扰性能能够保证传输数据的可靠性。整个系统的网络结构图2所示。

3.3.2 系统的通信

OPC(OLE For Process Control)是一个工业标准，它是许多世界领先的自动化软、硬件公司与微软公司合作的结晶，由一系列用于过程控制和制造自动化领域的标准接口、属性和方法组成。所以，当今大部分自动化产品如SEMENS S7-200的CP243以太网模块、WINCC软件包等都提供了OPC接口[7]。OPC标准的关键，在于它提供了一种高效的通信机制，它所关心的是现场数据的存取方式而不是实际的数据类型，它给工控软件提供了一种一致的存取现场设备数据的方法。

OPC数据存取(Data Access)规范提供给用户访问实时过程数据的方法。在OPC数据访问规范中，一个OPC的数据存取服务器中包括几类对象：服务器(OPC Server)、组(OPC Group)和项(OPC Item)。OPC服务器对维护相关服务器的信息并作为OPC组对象的包容器，而OPC组对象维护有关其自身的信息，提供包容OPC项的机制，并管理OPC项。

系统采集的各种现场数据通过一些终端I/O设备存放在现场PLC上，在监控PC机上的使用VC开发的OPC客户端程序。通过OPC客户端，实现人机交互，能够将PLC传入OPC中的数据读取出来同时通过客户端对OPC进行写操作来将数据传入现场PLC，从而达到控制现场的目的。

4 应用实例

如图3所示，结合三维仿真编程技术，将提出的面向装配过程的现场数据采集与过程监控有关技术应用于某汽车主减速器自动化装配线，构建生产现场数据采集和过程监控系统。通过该系统的应用，实现了现场数据的实时采集和过程监控。

5 结语

生产车间实时监控技术是目前研究的一个热点，也是企业提高生产透明度迫切需要解决的一个问题。本文通过对典型的装配型企业的生产现场数据种类、编码技术与装配过程数据流的分析，构建了基于工业以太网的现场数据采集与过程监控系统。通过对生产车间现场数据的实时采集、处理和保存，大大提高了生产过程管理的高效性和透明度。

参考文献

[1]李哲林,姜立军,罗杜宇.装配型企业现场质量数据采集模式的研究[J].制造业自动化,2007,12(29):15-17.

[2]戴文明,李明.基于B_S模式的质量控制系统研究[J].计算机工程,2005(4):189-191.

[3]聂晓秩,王德权,李冬生.汽车发动机装配线质量信息管理系统设计[J].管理技术,2007(1):105-112.

[4]卢瑞文.自动识别技术[M].北京:化学工业出版社,2005.

[5]陈丹晖,刘红.条形码技术与应用[M].北京:化学工业出版社,2006.

[6]安苏华,蒋增强,刘明周,等.面向装配制造执行系统的零部件编码技术研究[J].机械工程师,2007(8):51-52.

现场数据采集 篇5

关键词：石油化工,现场可靠性数据,SIS,收集

功能安全评估体现在石油化工安全仪表系统 (SIS) 安全生命周期的每一个细节中, 因此, 建议在以下节点处进行必要的功能安全评估:S I S设计的过程中, 安装调试之前, 操作维修的过程中, 修改之前和调试之前等。实际上, 进行功能安全评估的过程中是需要大量安全相关数据支持的, 没有数据就无法计算, 相关数据的匮乏在很大程度上限制了国内功能安全的进一步发展和推广应用。基于此, 本文就石油化工生产现场可靠性数据的收集与处理提出了一些意见和建议。

1 现场可靠性数据的收集处理现状分析

关于SIS, 国外的某些公司和相关机构早已开展了可靠性数据收集和处理工作, 并且已经建立了实用有效的可靠性数据库。相较于国外相关工业数据库的发展程度, 我国石油化工SIS可靠性数据的收集和处理工作明显滞后。目前我国的化工装置数量颇多, 规模也日渐增大。其中百万吨乙烯及下游装置, 千万吨炼油装置, 产品繁多的精细化工装置十分的常见。装置的地理位置各异, 建设地的气候条件纷繁复杂。在设计, 运行, 维护过程中积累十分全面的数据, 但是这些数据目前没有得到统一的管理和共享。可以说我们已具备了拥有自己工业数据库的条件, 但具体的收集程序和执行标准并没有在推进。因此, 实现SIS可靠性数据的收集和处理工作的稳步开展, 提高数据收集的有效性, 将企业的管理制度与SIS可靠性数据的收集和处理紧密结合, 建立起完善的行业条规已经是势在必行了。

2 石油化工SIS现场可靠性数据的特点、收集程序及安全仪表可靠性数据管理

2.1 石油化工SIS现场可靠性数据的特点

首先, SIS失效数据收集具有局限性。实际上, SIS属于“静态”系统, 对执行结构来说, 装置正常生产的时候, 它处在待命状态, 在正常的工况下, 工作人员没有办法得知S I S的执行机构是否存在异常情况。所以, 失效数据的收集时间会受到很大的限制, 一般情况下, 以下三种状态下才能获得相关的数据:装置停机中, 检修测试或维护的时候;装置运行中, 发生危险失效的时候;装置运行中, 发生安全失效的时候。危险失效可能会造成人员、设备、环境及经济四个方面的损失。发生安全失效的情况时, SIS误跳车, 一般对人员安全不会造成威胁, 但是可能会导致严重的经济损失。

其次, SIS失效模式具有相异性。通过对SIS中元件的失效模式分析可知, SIS失效模式可以分为两大类:系统性失效和随机性硬件失效。随机性硬件失效还可以进一步分为可检测安全失效、不可检测安全失效、可检测危险失效和不可检测危险失效四类。

最后, SIS失效源也不完全相同。就SIS元件来说, 失效源一般可以分为内部失效和外部失效两类。其中, 内部失效又包括制造失效和设计失效两类, 外部失效则可能是由环境因素、维修故障和操作故障等引起。确定失效源对元件失效率的获取具有非常重要的意义。

综上所述, 对SIS现场可靠性数据进行系统地理解认识、准确明晰地概念定义并拿出切实可行的收集方法具有非常重要的意义和作用。

2.2 现场可靠性数据的收集程序分析

一般情况下, 可以将收集并记录的石油化工S I S现场可靠性数据分为以下三个主要部分:编目数据、失效数据和维护数据。编目数据一般会包含如下内容:设备类型和名称、制造商、模件号、序列号、实际安装位置和运行环境等;失效数据一般会包含如下内容:辨识信息、失效模式、失效后果、主要应力源以及次要应力源 (失效源) 、严重级别、检测方法、运行时间、上次检修时间等等;维护数据一般会包含如下内容:辨识信息、维护事件数据、维修周期及时间、测试和调试信息。这三类数据中所包含的信息必须具备真实性、准确性、连续性和完整性, 这样才能为SIS的功能安全评估提供完整的、有效的基础信息。

本文作者以相关文献给出的失效数据收集获取流程、上文提及的数据信息分类、SIL认证的外部数据库等为依据, 并充分考虑到可靠性数据的实际应用效果和管理效果, 绘出了比较全面的贝叶斯方法下 (贝叶斯方法可以有效克服国内SIS失效数据极度缺乏的问题) 的安全仪表可靠性数据收集和处理流程, 如图1所示。

传统的估计方法有统计推理及置信度法、点估计法和概率绘图法等, 这些方法虽然简单、容易操作, 但却没有考虑到先验数据和专家意见对统计数据所产生的影响。贝叶斯方法的基本原理是:由先验信息得到事前概率, 然后根据调查或试验计算得到条件概率, 最后利用贝叶斯公式计算出各事件的事后概率。该方法的特点及优势是:考虑到了先验数据及专家意见对统计数据的影响, 同时也避免了国内SIS失效数据的缺乏对计算可靠性参数的负面影响。

除上述之外, 需要特别强调的是, 现场数据的收集人员必须对相关系统及工程的具体内容有着非常深入的理解认识, 并且坚决执行企业制定的现场数据收集程序和相关管理制度规章, 适时做好运行日志、设备编号和维护检修等的记录及录入, 与此同时也要做好失效模式的分类说明, 及时去除不必要的数据, 增强工业现场所收集数据的有效性和科学性。具体到数据运用的环节, 则可以充分利用处理得到的可靠性参数, 将其作为有效的数据支持, 合理运用到功能安全的评估、设备的选型、生产管理和资源优化配置等功能安全管理中去。

2.3 安全仪表可靠性数据的管理方法分析

作者就国内石化行业可靠性数据的管理提出如下两点建议:首先, 积极主动地参与到国际知名数据库的收集, 实现双方的资源共享;其次, 建立起完善有效的行业内部数据平台, 在我国的石化企业中进行全面的数据收集和管理。

3 结语

就SIS来说, 国外已经形成了科学完善的可靠性数据库, 我国的功能安全评估分析还处在相对比较滞后的状态。本文以石油化工SIS可靠性数据特点为依据, 分析研究了SIS可靠性数据的信息来源和贝叶斯方法下的收集程序及处理流程, 同时就安全仪表可靠性数据的管理提出了两点建议, 仅供同行参考交流。

参考文献

[1]IEC.IEC 61511-1~3Functional Safety Instrumented Systems for the Process Industry Sector[S].2004

[2]SANDTORV HA, HOKSTAD P, THOMPSONDW.Practical Experiemces with a Data Collection Project:the OREDA Project[J].Reliability Engineering and System Safety, 1966 (51) :159-167

[3]刘瑶.功能安全评估的应用研究[J].安全测控技术, 2010 (04) :14-21

[4]方来华, 吴宗之, 康荣学, 等.安全设备失效数据获取与计算[J].中国安全生产科学技术, 2010, 6 (03) :121-125

[5]徐莉, 郑伟, 李禾.经验贝叶斯方法在核电站概率安全评价中的应用[J].原子能科学技术, 2006, 40 (01) :57-60

[6]董聪.现代结构系统可靠性理论及其应用[M].北京:科学出版社, 2001:46-60

现场数据采集 篇6

(1) 支持现场监测数据集采集、调控一体化的管理模式。满足集中进行监测任务调度的管理、加强现场监测的规范化、标准化建设, 实现将监测任务中所涉及到的多种信息资源 (图片、周边环境、位置数据等) 进行一体化的整合、分析, 实现监测信息的全程受控管理。

(2) 利用网络实现现场监测相关数据采集和信息集成/共享。创新工作模式。利用智能终端的移动计算技术+无线网络与控制中心系统的配合建设, 将成熟的物联网技术引入到现场环境监测管理系统解决方案中来, 在设备身份识别、GPS导航及定位、数据采集、条码扫描、设备状态采集等方面提供技术手段, 有效提高监测业务数据的获取的完整性以及信息传递的及时性。

1 环境监测站的现场监测现状如下

(1) 相关监测人员到达监测现场, 采集样品后在现场进行手工实验分析或通过便携式分析仪器对样品进行分析; (2) 将手工实验分析或便携式仪器分析的数据手工记录在纸质文档上, 然后从现场返回; (3) 回到实验室后, 将现场记录的数据录入到相关软件系统中, 如实验室信息管理系统 (LIMS) 中, 进一步使用。

2 新系统特点

本项目采用客户—服务器架构 (CS模式) , 客户端为手持式PDA终端, 服务器端为PC机, 客户端与服务器端通过C D M A网络协议进行通信。增强数据时效性。系统结构示意图如图1所示。

在环境监测现场使用中, 通过该系统操作可实现以下功能:

(1) 数据记录:该系统提供用户对现场监测数据的录入功能。根据现场的监测项目, 有相应的监测项目的数据输入界面。

(2) 数据计算功能:基于现场监测人员输入的现场原始数据, 系统根据监测技术规范的有关规定, 完成必要的数据计算工作, 直接生成符合环境监测管理要求的折算数据。

(3) 数据存储功能:现场监测人员输入的原始数据和系统计算得到的折算数据进行统一组织和存储, 便于查询检索。数据存储容量取决于PDA所配置的存储卡。

(4) 数据通讯功能:本系统可以通过无线网络将现场监测数据及时发送给控制中心应用平台。

(5) 位置记录:通过PDA的GPS模块, 系统可以自动跟踪现场监测人员的位置信息。

3 案例分析

该系统控制用户浏览的权限, 只有有权限的用户才可以登录该系统;不同的用户级别在系统中的操作权限是不同的。系统采用客户机-服务器 (B/S) 查询浏览方式, 要求客户端用微软Internet Explore浏览器进行浏览, 浏览器的版本要求IE6.0以上。在IE中输入地址, 就会打开登录界面 (如图2所示) , 用户在“登陆名”框中输入账号, 在“密码”框中输入密码, 点击“登录”按钮即可进入系统。系统门户中的每个页面都有六部分组成 (如图3) 所示。在图3界面上, 用户可以对需要执行的任务进行详细的布置, 维护各项信息。

所有信息保存后通过网络同步到各个手持终端机。同样, 在终端维护的各项信息, 在后台电脑里也实现同步。

4 结论

该系统针对传统环境现场监测管理的若干不足, 通过PDA作为信息处理终端, 依赖CDMA通讯网络, 研究基于PDA处理终端的环境现场监测过程处理的信息化。实现现场监测数据的实时处理、传输、汇总及显示, 将环保信息化扩展到环境管理的最前端, 可在较大程度上促进环保信息化的整体协调发展、减轻现场监测人员的手工作业强度、提高现场监测工作效率和环境监测管理的时效性, 促进环境管理能力的大幅提升。

参考文献

现场数据采集 篇7

目前, 随着国家电网“智能电网”项目如火如荼的建设[1, 2, 3, 4, 5], 作为智能电网一部分的智能电力计量设备被广泛的安装在城乡企业与居民家庭中。作为企业与居民家庭电力计量与结算的主要设备依据, 智能电力计量设备的用电指数通过采集终端 (专变终端或集中器) 上传到网省电力公司的用电信息采集系统, 用电采集系统归并分析数据后上传抄读数据给营销系统进行用户用电费用结算。由于用电设备指数到用电结算需经过采集器、采集终端 (专变终端或集中器) 、网省公司“电力用户用电信息采集系统”、营销系统等过程, 为进一步验证数据的一致性与准确性, 需通过其他技术手段监控检测数据的准确性与一致性。其中主要问题包括:

高压专变客户表计采用用电信息采集系统采集智能表表计指数信息, 在智能表芯片指数与显示屏指数不一致的情况下, 很容易造成高压用户智能表指数信息错误采集, 或者没有错误采集也容易形成与用户的纠纷。

目前用电领域的远程采集、监控主要由用电信息采集主站系统、远程通道 (230MHz、GPRS/CDMA、光纤) 、专变终端、智能电能表构成;采集相关产品技术研发基于统一规范, 用电信息采集主站系统建设由国家电网公司统一组织, 对高压用户用电信息监控完全基于采集主站获取远程数据后的智能诊断分析, 当采集的数据本身出现故障情况下, 无法定位故障原因, 需要现场排查故障, 而现场故障排查的时效性得不到保障, 需要研究远程照片获取技术, 解决现场故障取证, 保证故障分析时效。

2 用电采集现场异常处置系统

通过用电信息采集现场异常处置策略研究, 创新异常监测技术, 设计现场异常检测工具, 构建用电信息采集现场异常处置系统, 从而便于用电信息采集现场问题的系统化解决, 系统设计如下:

2.1 系统设计原则

适用性:适应不同层次用户监控需要, 按照“统一标准、统一应用、统一架构”的原则进行用电信息采集现场异常处置策略研究。标准化:系统架构设计各部分内容, 符合相关国际标准、国家标准、行业标准及国家电网公司相关技术规范和要求。统一性:总体架构、业务架构、数据架构、技术架构、物理架构设计上相辅相成, 保证系统架构的高度统一。可靠性:为数据库、主机、应用部署、网络等关键环节配备多种高可用性方案, 保障运营管理系统的7×24h不间断、可靠运行。投资保护:充分考虑产品应用集成对现有软硬件设备和网络设施等的利用, 继承有价值的软硬件资源和数据资源, 避免资源的浪费。

2.2 系统简介

用电信息采集现场异常处置策略研究在基础研究 (拍照单元、条码检测单元、主站监控及异常管理) 之上进行集成应用, 具体如图1所示。

2.3 智能电表照片自动获取装置子系统

智能电表分时段指数照片的自动获取装置主要针对高压专变计量终端或者智能电表计量异常进行抽样检测, 具体就是在发起异常检测任务时, 通过获取被检测终端的实时芯片电能量指数 (通过用电信息采集系统或装置的红外通讯口实现) , 同时发起对被检测终端的分时段指数照片的自动获取任务, 然后人工 (远期目前实现自动化) 方式比对两种方式获取的电表指数的一致性, 从而确定被检测终端的计量有无异常。

工作原理: (1) 监控主站下发远程监控拍照及抄读指令给GPRS终端设备; (2) GPRS终端设备接收指令后驱动红外模块点亮智能电能表显示屏; (3) 智能电能表显示屏点亮后通过红外模块读取当前显示屏指数; (4) 同时驱动摄像头抓拍智能电能表显示屏照片通过GPRS终端回传监控主站; (5) 回传红外抄读指数给监控主站, 监控主站通过信息进行数据比对分析。

远程拍照传输设备 (拍照与红外读取设备集成效果) , 如图2。

2.4 智能电表的封签自动检测匹配

智能电表的封签与表计资产自动检测匹配工具主要针对居民及一般工商业单三相电能表或专变客户电能表, 该工具获取电表地址、条码、封签信息, 远程实时并与服务器通信比对, 判断是否存在异常。该工具可以广泛应用于表计封签的现场检测, 既可以为封签信息化管理提供技术保障, 同时也可以用于反窃电等专业工作。

2.5 监控服务器软件

监控中心软件主要负责接收智能电表分时段指数照片的自动获取装置的配置, 拍照系统拍摄的图片信息处理、信息的交互、产生的数据分析, 并保存设备的明细信息与数据内容, 并提供数据的直观展示;以及提供智能电表的封签与表计资产自动检测匹配工具比对服务等。

2.6 用电信息采集协作

用电信息采集系统提供接口, 以便监控中心软件通过用电信息采集透抄电能表的表内数据, 以便于系统进一步功能完善;同时, 监控中心软件提供异常数据接口、报表数据接口、异常图片接口等, 便于进行展示, 以及统计、分析和管理。

2.7 异常信息管理

通过图像获取装置和铅封条码检测装置采集异常信息, 并对异常信息进行分类处理;可提供用电信息采集接口以支持历史数据统计、异常查询、报表查询等;提供异常处理记录, 异常出现频度、处理跟踪等。

3 创新点分析

用电信息采集现场异常处置策略研究, 目前形成1篇发明专利, 2篇实用新型专利 (见参考文献[1~3]) 。本研究的关键创新点是智能电表照片的远程自动获取和计量设备铅封的现场与主站的实时比对, 具体如下:

3.1 智能电表的照片获取

本课题主要研究在用电信息采集现场, 通过远程自动拍照设备, 拍摄智能电能表的外观显示, 判别电能表指数或外观与实际数据不一致的情况;通过集成摄像模块、红外模块、GPRS无线通讯模块, 该设备在接收到GPRS无线信号后, 红外设备读取智能电表的地址信息, 并点亮智能电表的显示屏幕, 摄像模块启动, 拍摄电表的显示屏幕, 读取的电表地址及拍摄后的图片转换为数据流, 通过GPRS无线模块发送到监控服务系统, 监控服务系统处理数据流, 生成图片, 并与监控服务系统的档案信息比对关联, 展示拍摄的图片, 供用户分析、查看;达到判别用电信息采集现场是否存在异常目的。

3.2 铅封条码的现场比对

本装置工具, 可满足在用电信息采集现场判别智能电表的铅封信息、条码信息是否更改, 同时通过该技术系统, 可对用电检查人员工作开展进行精确跟踪和考核;本工具集成安装RFID读取模块、红外模块、条码扫描模块的掌机系统, 现场读取智能电表设备的铅封信息、条码信息、电表地址, 并通过GPRS无线功能与远端的服务软件进行信息比对, 判断智能电表是否已被更改、是否存在偷窃电情况。

4 总结与展望

在淮南供电公司实地安装1套“智能电表分时段指数照片的自动获取系统”及1套“智能电表的封签与表计资产自动检测匹配工具”, 并部署了“监控服务与异常管理系统”。系统提供了随机图片的获取、任务图片的获取, 智能电表的铅封信息比对、条码比对;软件系统提供异常信息的查询, 异常数据的图形化展示, 异常数据的导入导出等, 可满足现场的运行要求, 对设备的条码检测方便快捷, 智能电表的图片展示简单明了。

4.1 效益分析

(1) 对用电信息采集现场的异常状况, 无需人员去现场对异常状况分析, 可直接在监控服务中心软件端对远端的电能表的图片实时获取, 并分析异常的产生等。 (2) 与用电信息采集系统协作, 可直接在用电信息采集系统中对异常设备进行分析、处理、跟踪等;节省了大量的人力、物力以及车辆的运行费用等。 (3) 当电能表产生异常时, 使用用电信息采集协作功能可实时通知营销系统, 以免经济造成损失。而且可实时监控电能表的运行状况, 防止偷窃电的发生。减少偷窃电、用户对电表的私自改造对电路造成的不稳定的发生, 以及用电安全的监控。 (4) 有效检测电能表的异常状况、监控电能表的运行, 防止因电能表故障造成客户损失或电力公司的经济损失;并且对用电现场的异常处理将更加透明化, 可回溯化, 减少客户投诉等;将大大节省在用电信息采集现场异常处理人员的人力、物力、财力。

4.2 下一步工作展望

系统的拍照成功率需要进一步提高、数据处理能力需要加强;需要进一步提高铅封、条码读取工具的条码、铅封读取能力;系统的技术保障还不够强大功, 异常分析系统需进一步完善。

摘要：针对用电采集系统在应用过程中智能表需要人工现场勘查校验、表计封签管理困难等问题, 本文基于用电信息采集现场异常处置研究, 研制了用电信息采集现场异常处置系统, 实现了智能表计远程自动拍照校验、表计封签现场自动获取比对等核心功能, 实现了对智能表的远程图像识别勘查和表计封签的自动化管理, 提高了采集系统应用水平。

关键词：用电信息采集,现场异常,电表拍照,封签比对

参考文献

[1]夏泽举, 陈鑫, 唐旭明.《智能电表分时段指数照片的自动获取装置》获国家发明专利, 申请时间为:2012年5月9日;授权时间为:2014年6月4日;专利授权号为:ZL201210142538.7

[2]夏泽举, 刘忠, 黄少坤, 卢彦.《电力采集与计量设备的图像采集电路》获国家实用新型专利, 申请时间为:2013.11.21;授权时间为:2014年4月9日;专利授权号:ZL201320744942.1

[3]夏泽举, 陈鑫, 唐旭明.《智能电表分时段指数照片的自动获取装置》获国家实用新型专利, 申请时间为:2012年5月9日;授权时间为:2013年3月13日;专利授权号为:ZL201220207011.3.

[4]黄美华, 金自成.企业档案馆的节能改造实践.电力需求侧管理, 2013 (2) :19~21.

浅谈电子数据取证现场勘验方法 篇8

1 电子数据取证的概念与基本原则

电子数据取证是指对能够为法庭接受的、足够可靠和有说服性的, 存在于计算机和相关外设中的电子证据的确认、保护、提取和归档的过程。电子数据取证包括计算机文档取证、网络信息侦查取证、财务数据取证、手机侦查取证等。因为电子数据证据容易遭到破坏的特征, 为保障电子数据取证的准确、完整、原始性, 其必须遵守以下原则。

1.1 及时原则

因为电子数据有脆弱、容易损毁或被覆盖的特点, 所以为了避免数据被篡改、丢失或者覆盖, 应该及时地对证据进行收集和固定, 一旦错过最佳取证时机, 就可能无法再次获取。

1.2 避免原始数据被使用

在对搜集的电子数据进行数据分析时, 应该避免使用原始数据, 防止原始数据被覆盖或者篡改, 对数据造成不可挽回的损失。在进行数据分析的同时应该确保原始数据的信息安全和完整性。

1.3 无损原则

任何法律案件都是以证据为依托的, 所以证据是陈述事实的最好依据, 在向法庭提交证据时, 应该确保证据获取的原始性, 在证据被认定并得到使用期间, 必须保证其没有任何变故, 应该详细记录电子信息数据在固定、收集、分析、恢复等步骤的信息, 保证这些信息的完整、安全、原始性, 避免其受到任何破坏。

1.4 操作的合法性

在对案件的记录以及搜集证据时, 应选择合理合法的手段, 在对全部检查、取证的过程进行监督管理, 遵守相关的法律法规。

2 电子数据现场勘验取证流程

2.1 确认犯罪对象

在现场勘验取证中最好向办案部门了解详细犯罪对象的情况, 主要了解犯罪对象使用的犯罪工具, 包括电脑还是手机作案、使用数量的多少、使用的是笔记本电脑还是台式机、手机大概什么型号等信息。

2.2 做好现场勘验取证准备

在取证人员对现场进行勘验取证之前, 应该做好充分的取证准备工作, 包括对案件的基本了解, 现场所在位置、人员等, 并针对了解的情况, 选择现场所需携带设备, 做好取证准备。

2.3 物证识别

到了现场后结合前期掌握的物证线索情况, 进行物证识别, 尽量找齐现场所有与电子数据有关的设备与存储介质, 包括硬盘、手机、相机、U盘等。如前期掌握的物证需要在现场着重查找。

2.4 证据的收集

对于证据应保护其原始性, 保证证据不被破坏或覆盖, 包括计算机的内存信息、屏幕信息以及计算机里的程序进程。证据收集完后, 现场有些易丢失的数据, 需要现场证据固定及获取, 这里的易丢失数据指的是电脑等设备在断电后数据会丢失, 不易恢复的数据。

以上取证准备、证据识别、证据收集、证据固定及获取4个环节属于现场勘查部分, 后面就是把证据带回保存, 再通过取证工具进行证据分析, 最后生成报告。

3 电子数据取证现场勘验步骤及方法

3.1 现场勘验步骤

取证准备→现场安保→现场拍照→收集相关物证 (其中收集到的外部介质和设备可以直接填写清单) →封存物证 (收集到的计算机得先查看计算机状态, 如果是关机状态, 填写提取时间信息等, 如果是开机状态, 要先进行在线取证固定, 断电) →介质复制→填写清单→保存物证→结束勘查。

3.2 现场勘验的方法

第一步, 首先要做好充分的准备, 了解具体的案情, 包括案件类型、案件背景、涉案使用的工具等;人员的准备, 确定现场勘查人员、安保人员、对方协助人员、第三方证人等;设备准备, 准备现场勘查箱、硬盘复制机、硬盘、移动存储介质、封条标签等。

第二步, 现场安保目的:保障人身安全—防止现场勘查过程中因被调查人不配合产生冲突, 或其他可能造成人身伤害的情形;保障设备安全:防止现场勘查过程中直接或间接地破坏证物或设备。

第三步, 现场拍照:在对现场展开调查前, 应通过拍照、录像等方式记录下当时的状态, 如设备的位置、连接状态、显示器屏幕信息等。

第四步, 收集相关物证:注意识别哪些设备是与案件相关, 纸质文件/材料, 如便笺、已打印资料等;移动存储介质, 如U盘、移动硬盘、光盘;计算机及其外部设备, 如电池、充电器、磁盘阵列卡、扩展卡等;手持设备以及各种连接线 (如手机、GPS导航仪等) 。

第五步, 如果是电脑处于开机状态, 则需要在线取证:易丢失数据的固定应拍照以记录系统当前的运行状态及时间信息等关键数据, 获取工具提取其他信息;即时通讯数据提取应对正在运行的即时通讯程序, 应及时导出相关聊天记录及联系人信息, 如QQ, MSN, SKYPE, 阿里旺旺、移动飞信等。

第六步, 在现场查看完计算机状态后, 现场需要进行介质复制操作的, 一般分为两种情况:一种是计算机硬盘可拆卸的情况, 通过硬盘复制机进行位对位的复制, 并且每个源盘推荐做两个以上的证据副本 (前提是目标硬盘必须为擦除过的空硬盘, 目标硬盘的容量要等于或略大于源盘容量) 。另一种是计算机硬盘不可拆卸的情况, 通过专用复制工具网口连接复制功能或是软件启动不拆机复制功能进行复制 (同样, 每个源盘推荐做两个以上的证据副本, 目标硬盘必须为擦除过的空硬盘, 目标硬盘的容量要等于或略大于源盘容量) 。

第七步, 以上步骤完成后同样到了填写清单的阶段, 但与前面外部介质和设备不同的是, 除了物证的名称、型号、特征等信息外, 还需要对计算机拆卸硬盘进行拍照, 填写照片记录表等。经过上述8个步骤就结束计算机现场勘查取证了。

4 电子数据取证现场勘查的处理原则及注意事项

4.1 对于处理计算机的原则

如果计算机处于开机状态, 不可立即关机, 关闭计算机应该尽量减少数据丢失, 一般采用将计算机的电源直接断开的方式, 如果强行关机, 就有可能使计算机硬盘里的数据丢失或被其他数据覆盖, 采取一定的措施并提取容易丢失或被覆盖的数据。如果计算机处于关机状态, 别去开启它的系统, 通过录像等方式记录下计算机设备的连接状态, 然后拔掉硬盘数据线和电源线, 进入BIOS, 记录机器显示的时间。

4.2 对于“封存物证”的处理原则

物证是与犯罪事实相关联的实体物和犯罪痕迹的体现, 对于封存物证要保证封条位置正确, 若要使用封存设备就必须经过申请, 通过破坏封条来对设备进行使用。对于可移动介质应标上标签, 装入防静电袋并在封口处贴上封条。对于每个封条应具有标识且是唯一的标识, 并让封存者在封条上签字确认。对于证物须贴上标签, 并注明证物提取时间、人员姓名以及设备的名称、型号等信息。

4.3 注意事项

首先, 公安机关在进行电子数据取证收集和获取时, 一定要注重对公民的财产和隐私的保护, 在对网络秩序进行维护的同时也要保障公民的合法权益。其次, 对于证据的合法程度应符合司法程序的合理合法化。包括取证步骤、方式的合法化, 对于采用的技术手段的合理化等方面。在取证过程中应保持实体的正义与程序正义化的融合, 避免出现违法行为。最后, 对于调查人员来说, 应以自身的安全为首要任务, 了解案发现场所在的地理位置, 保障调查人员和证据的安全性, 对于案发地点有关的因素都应考虑并加大搜索范围, 采取及时有效的安全防护措施。

5 结语

在信息技术飞速发展的当下, 电子证据扮演着相当重要的角色, 作为一个先进且全新的课题需要更多相关人员进行研究学习, 在不断扩展视角的同时进一步对我国电子数据取证业务进行规划设计, 使其能被我国司法机关更好地应用。

摘要：电子科学技术的不断更新发展在给人们的日常生活带来极大便利和帮助的同时, 也为不法分子提供了许多高科技的犯罪手段。针对其犯罪手段, 南通市公安局采用了电子数据取证现场勘验的方法, 这对迅速破获案件、搜集获取犯罪证据提供了很大的帮助, 能为公安局快速抓获犯罪嫌疑人提供帮助。文章介绍了电子数据取证现场勘验的流程、原则, 分析了电子数据取证在公安局办案中的困难及发展现状, 并提供了一些建议。

关键词：电子数据,取证,现场勘查,犯罪证据

参考文献

[1]许慧敏.析检察机关电子数据现场勘验取证工作[J].安徽电气工程职业技术学院学报, 2013 (2) :37-40.

[2]宋亦青.电子取证若干问题研究[D].北京:中国政法大学, 2007.

现场数据采集 篇9

PROFIBUS(Process Fieldbus的缩写)是由西门子等公司开发的一种国际化的、开放的、不依赖于设备生产商的现场总线标准。先后成为德国和欧洲的现场总线标准(DIN19245和EN50170),并于2000年成为IEC51158国际现场总线标准之一,2001年成为我国机械行业标准JB/T10308.3-2001。

PROFIBUS现场总线由三部分组成:PROFIBUS-FMS、PROFIBUS-DP和PROFIBUS-PA。FMS主要用于车间级控制网络,是一种令牌结构和实时多主网络;D P是一种高速的低成本通信连接,用于设备级控制系统与分散式通信;P A是PROFIBUS的过程自动化解决方案,具有本质安全特性,它实现了IEC1158-2规定的通信规程[1]。

PROFIBUS-DP主要用于现场设备之间的通信,有较高的实时性,数据传输速率为9.6 kbit/s-12Mbit/s,响应时间为几百微秒到几百秒,传输技术主要用RS485,DP从站能够接收PLC或DCS等主站的控制数据,构成一个数字化、智能双向、多点的现场总线通信网络,实现最优控制;而且DP智能从站具有可靠性和性价比高的特点,因此开发智能化DP从站具有巨大的前景。

本文研究采用AT89S52单片机与协议芯片SPC3来完成I/O模块与PROFIBUS-DP现场总线的连接。

2 PROFIBUS-DP的协议结构

PROFIBUS-DP使用了OSI模型的第1、2层和用户接口层,第3到第7层未用,这种精简的结构确保高速数据传输。物理层采用了RS-485标准,规定了传输介质、物理连接和电气特性。PROFIBUS-DP的数据链路层称为现场总线数据链路层FDL,包括总线介质访问控制MAC以及现场总线链路控制FLC,FLC向上层提供服务存取点的管理和数据缓存。第1层和第2层的现场总线管理FMA1/2完成待定总线参数的设定,它还完成这两层出错信息的上传。PROFIBUS-DP的用户层包括直接数据链路影射DDLM、DP基本功能、扩展功能以及设备行规。DDLM提供了访问FDL的接口,DP设备行规是对用户数据含义的具体说明,规定了各种应用系统和设备的行为特性[2]。

3 系统总体设计

本文采用AT89S52单片机和西门子的SPC3协议芯片来完成现场总线通信接口的设计[3],数据采集部分采用线性光电隔离器对模拟信号进行隔离,通过12位串行A/D转换器MAX186将现场信号转换为数字信号后输入到单片机,单片机经过数字滤波后经SPC3发送到PROFIBUS-DP总线上,单片机同时通过SPC3接收PROFIBUS-DP主站指令和数据,将诊断数据等发送给主站。

结构框图如下图1:

PROFIBUS-DP从站的主要功能是利用协议芯片SPC3作为数据接收和发送单元,实现从站与主站之间的通信,从而使用户数据传送到主站同时接收来自主站的数据。DP从站用AT89S52作为处理器单元管理通信事务,主要完成SPC3的初始化和启动、数据的发送和接收以及处理从站诊断事务等,协议芯片SPC3则完成关键的时间帧部分。扩展的数据存储器用来完成对用户数据的和数据处理结果的存储,AT89S52与SPC3通过双口RAM交换数据,SPC3的双口RAM应在AT89S52地址空间中统一分配地址,AT89S52将SPC3的双口RAM作为自己的外部RAM。AT89S52通过P0和P2口扩展外部存储器,P0口作为数据线和低8位地址线,P2口作为高8位地址线。电路通过A/D转换器与现场变送器相连,来完成对现场数据的采集。

4 PROFIBUS0-DP从站专用集成芯片

SPC3是西门子公司用于开发PROFIBUS-DP从站的专用通信芯片。

SPC3只集成了传输技术的部分功能,而没有集成模拟功能(RS-485驱动器)、FDL(现场总线数据链路)传输协议。它支持接口功能、FMA功能和整个DP从站协议,第二层的其余功能需要软件来实现。

SPC3集成了1.5KB的双口RAM作为SPC3与程序的接口。整个RAM被分为192段,每段8个字节。用户寻址是由内部微序列器MS通过基址指针来实现。基址指针可位于存储器的任何段。所以,任何缓存都必须位于段首。

如果SPC3工作在DP方式下,SPC3将自动完成所有的DP-SAPs的设置。在数据缓存区生成各种报文(如参数数据和配置数据),为数据通信提供3个可变的缓存器,2个输出,1个输入。通信经常用到变化的缓存器,因此不会发生任何资源问题。SPC3为最佳诊断提供两个诊断缓存器,用户可存入刷新的诊断数据,在这一过程中,有一诊断缓存总是分配给SPC3[4]。

总线接口是一个参数化的8位同步/异步接口,可使用任何Intel和Motorola处理器/微处理器。用户可通过11位地址总线直接访问1.5KB的双口RAM或参数存储器。

处理器上电后,程序参数(站地址、控制位等)必须传送到参数寄存器和方式寄存器。

任何时候状态寄存器都能监视MAC状态。

各种事件(诊断和错误等)都能进入中断寄存器,通过屏蔽寄存器使能,然后通过响应寄存器响应。SPC3有一个公共的中断输出。

看门狗定时器有3种状态:Band_Search、Band_Control、DP_Control。

微顺序控制器(MS)控制整个处理过程。

程序参数(缓存器指针、缓存器长度、站地址等)和数据缓存器包含在内部1.5KB的双口RAM中。

在UART中,并行、串行数据相互转换,SPC3能自动调整波特率。

空闲定时器(Idle Timer)直接控制串行总线的时序。

5 硬件设计

5.1 CPU与SPC3的接口电路

CPU使用AT89S52,采用的是Intel工作方式。CPU与SPC3的接口电路如图2所示。对AT89S52而言,SPC3相当于它扩展的一个外部RAM。DB7-DB0是数据地址复用总线,可以产生数据和低8位的地址,高4位地址由AB0-AB3产生,AB4-AB7产生SPC3的片选信号,只有AB4-AB7同时为0时才选中SPC3。在图2中,SPC3的片选信号是2000H,SPC3的内部RAM位于2000H-25FFH单元。单片机可通过访问外部RAM的方法来访问SPC3的寄存器。RS-485驱动器一端通过光电隔离器与协议芯片SPC3相连,另一端通过9针D型插头与总线相连,RS-485驱动器选择SN75ALS176来满足高速数据通信,采用光电隔离器6N137来增加系统的抗干扰性。

5.2 数据采集电路

如下图3,模拟隔离及转换模块主要用到HCNR201/20和放大器对输入变量进行转换及隔离输出,提高抗干扰性。过程变量经模拟隔离输出后通过A/D转换器MAX186转换为数字量,经数字隔离后送入单片机供通信使用。

6 软件设计

从站的开发程序主要包括:SPC3接口通信程序和数据采集程序。重点是SPC3的接口通信程序,它包括SPC3的初始化和SPC3中断服务程序。

由于S P C 3集成了完整的P R O F I B U S-D P协议,因此AT89S52不用参与处理PROFIBUS-DP状态机,AT89S52的主要任务就是进行数据采集与处理,根据SPC3产生的中断,对SPC3接收到的主站命令数据进行转存,处理要通过SPC3发给主站的数据,并根据要求组织外部诊断等。

PROFIBUS-DP从站的状态机制如图4:

从站的状态机制由SPC3来完成,在Power_On状态,从站接收主站的Set_Slave_Add来改变从站地址,然后进入Wait_Prm状态,等待参数化,此时,可接收Get_Cfg、Slave_Diag报文,参数化完成后,进入Wait_Cfg状态,等待Chk_Cfg报文,另外可以接收Slave_Diag、Set_Prm、Get_Cfg报文,当Chk_Cfg完成后进入Data_Exch,进行数据交换,此时从站可以接收Writing_Outputs、Reading_Inputs、Global_Controll、Slave_Diag、Chk_Diag、Get_Cfg,如果组态和数据交换出现错误,就会返回到参数化阶段[4]。

主程序如图5,主程序部分用于读写双口RAM,完成单片机和SPC3的初始化,数据采集,接收主站信息,并上传采集到的现场数据,SPC3在上电复位之后,在正常工作之前必须进行初始化,以配置各个寄存器,包括设置SPC3允许的中断,写入从站标识号和地址,设置方式寄存器、诊断缓冲区、参数缓冲区、配置缓冲区、地址缓冲区、初始长度,并根据以上初始值求出各输入输出缓冲区的指针及辅助缓冲区的起始地址和范围[5]。

中断处理程序如图6,中断处理程序用于处理SPC3发生的各种事件,这些事件包括新的参数报文事件、全局控制命令报文事件、进入或退出数据交换状态事件、新的配置报文事件、新的地址设置报文事件。

7 结束语

本文介绍了基于PROFIBUS-DP现场总线的数据采集模块的硬件电路和程序设计思想,讲述了SPC3的工作机理和状态机制以及PROFIBUS-DP总线的通信原理。从站利用SPC3处理一部分通信任务,减少了从站的开发周期,该模块各模拟量输入通道间相互隔离,提高了系统的可靠性,实现了控制系统的数字化。

参考文献

[1]李正军.现场总线与工业以太网及其应用系统设计[M].北京:人民邮电出版社,2006.

[2]PROFIBUS Technical Description[M].Siemens,1997.

[3]郑小倩,黄明琪.PROFIBUS-DP技术及通讯转换接口的开发[J].微计算机信息.2007,23(21):10-12.

[4]SPC3 Siemens PROFIBUS Controller User Description [M].Siemens AG,2000.