[发明专利]一种用于SIMATIC TDC系统GDM网络的嵌入式数据采集系统及方法有效

专利信息
申请号: 201811015220.6 申请日: 2018-08-31
公开(公告)号: CN109324573B 公开(公告)日: 2020-11-27
发明(设计)人: 葛良松;周智霖;王洪;杨硕;幺士举 申请(专利权)人: 北京北科麦思科自动化工程技术有限公司
主分类号: G05B19/418 分类号: G05B19/418
代理公司: 北京市广友专利事务所有限责任公司 11237 代理人: 张仲波
地址: 102200*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 simatic tdc 系统 gdm 网络 嵌入式 数据 采集 方法
【说明书】:

发明提供了一种用于SIMATIC TDC系统GDM网络的嵌入式数据采集系统及方法,用于解决现有技术中TDC系统的数据采集必须通过GDM网络卡的敝端。所述系统包括:自动控制软件FB_ACQ、存储模块MEM_ACQ、单板计算机及数据采集软件TACQ。FB_ACQ运行在TDC系统控制器上,根据采集配置的周期完成针对TDC系统控制器的数据采集并存储在GDM的特定区域MEM_ACQ中;单板计算机以嵌入的方式插入TDC系统机架中,通过运行TACQ完成对实时数据和历史数据的采集操作。本发明的嵌入式数据采集系统及方法,实现了TDC系统GDM数据的高速采集,保证了数据采集的时间精度,每10000个采样值的累计时间误差不超过1ms;最快采样周期可达到1ms,最多同时采集50个TDC控制器数据,最大同时采集2048个通道。

技术领域

本发明属于计算机与自动控制技术领域,具体涉及一种用于SIMATIC TDC系统GDM网络的嵌入式数据采集系统及方法。

背景技术

SIMATIC TDC(Technology and Drive Control)(以下简称“TDC”)是西门子公司自动化系列产品中的一种用于工艺和驱动控制的产品,是一种模块化的多处理器系统,是西门子公司继SIMADYN D之后开发的产品,也是目前德国西门子公司推出的技术最先进、功能最强大的控制器产品。SIMATIC TDC 由一个或多个机架构成。机架配备有CPU、I/O模块和通讯模块,根据需要在机架上可以插入各种所需模块。SIMATIC TDC特别用于大型设备中的过程控制、快速响应以及多驱动同步等方面,在单一平台上通过最大数量框架和最小循环时间解决了复杂的驱动、控制和技术任务。目前已在我国冷轧、热轧等领域得到广泛应用。

随着传统制造向智能制造的转变,车间的生产数据变得尤为重要,智能制造离不开车间生产数据的支撑。在制造过程中,车间内的各类装备不仅是生产工具和设备,更是车间信息网络的节点,通过生产数据的自动化采集、统计、分析和反馈,将结果用于改善制造过程,提高制造过程的柔性和加工过程的集成性,从而提升产品生产过程的质量和效率。数据采集是指从传感器或其他设备中自动采集模拟或数字信号,送到上位机中进行分析,处理。数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。现有技术中,SIMATIC TDC系统的数据采集过程是通过全局数据内存网(GDM)实现的。

全局数据内存网(GDM)是西门子公司使用的一种高速通讯网络,应用于西门子的SIMATIC TDC控制器系统中,使得一系列带有CP52x0的机架可以相互通讯。例如,现有的SIMATIC TDC数据采集方案为:在PC机上插入一块PCI总线的GDM通讯网板,使用光纤将该网板连接到CP52IO参与网络通讯,该PCI通讯板在功能上等同于TDC机架中的CP52A0,通过CP52IO实现了对GDM内存板CP52M0的访问,CP52M0、CP52IO位于同一GDM机架, CP52M0位于Slot1,CP52IO位于Slot2~12。

在一个典型的控制系统中,要想获取GDM数据,必须将数据采集服务器接入GDM网络。因此,现有技术中,使用工控机或PC服务器作为数据采集服务器,则必须要有一块PCI总线或CPCI总线的GDM网络卡,才能将服务器接入GDM网,才能进行数据采集和机架通讯。但由于西门子公司不对外单独出售GDM网络卡,而又没有第二家设备厂商生产类似产品,所以构成了市场的唯一性,没有可替代的产品。因此即便国外厂商的解决方案价格高昂,国内有需求的工厂和控制系统集成商也不得不采取国外厂商的解决方案。

同时,由于西门子的GDM网络数据无法直接采集,必须在TDC控制器中编程组态,再经过以太网进行数据采集,不但使用不便,采集周期也较长(不低于20ms),难以满足对设备和系统性能调优的要求。

发明内容

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