[發(fā)明專利]一種用于SIMATIC TDC系統(tǒng)GDM網(wǎng)絡(luò)的嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811015220.6
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN109324573B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葛良松;周智霖;王洪;楊碩;幺士舉
• 申請（專利權(quán)）人: 北京北科麥思科自動化工程技術(shù)有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發(fā)明提供了一種用于SIMATIC TDC系統(tǒng)GDM網(wǎng)絡(luò)的嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中TDC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集必須通過GDM網(wǎng)絡(luò)卡的敝端。所述系統(tǒng)包括：自動控制軟件FB_ACQ、存儲模塊MEM_ACQ、單板計算機及數(shù)據(jù)采集軟件TACQ。FB_ACQ運行在TDC系統(tǒng)控制器上，根據(jù)采集配置的周期完成針對TDC系統(tǒng)控制器的數(shù)據(jù)采集并存儲在GDM的特定區(qū)域MEM_ACQ中；單板計算機以嵌入的方式插入TDC系統(tǒng)機架中，通過運行TACQ完成對實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的采集操作。本發(fā)明的嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及方法，實現(xiàn)了TDC系統(tǒng)GDM數(shù)據(jù)的高速采集，保證了數(shù)據(jù)采集的時間精度，每10000個采樣值的累計時間誤差不超過1ms；最快采樣周期可達到1ms，最多同時采集50個TDC控制器數(shù)據(jù)，最大同時采集2048個通道。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計算機與自動控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于SIMATIC TDC系統(tǒng)GDM網(wǎng)絡(luò)的嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

SIMATIC TDC(Technology and Drive Control)(以下簡稱“TDC”)是西門子公司自動化系列產(chǎn)品中的一種用于工藝和驅(qū)動控制的產(chǎn)品，是一種模塊化的多處理器系統(tǒng)，是西門子公司繼SIMADYN D之后開發(fā)的產(chǎn)品，也是目前德國西門子公司推出的技術(shù)最先進、功能最強大的控制器產(chǎn)品。SIMATIC TDC 由一個或多個機架構(gòu)成。機架配備有CPU、I/O模塊和通訊模塊，根據(jù)需要在機架上可以插入各種所需模塊。SIMATIC TDC特別用于大型設(shè)備中的過程控制、快速響應(yīng)以及多驅(qū)動同步等方面，在單一平臺上通過最大數(shù)量框架和最小循環(huán)時間解決了復(fù)雜的驅(qū)動、控制和技術(shù)任務(wù)。目前已在我國冷軋、熱軋等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

隨著傳統(tǒng)制造向智能制造的轉(zhuǎn)變，車間的生產(chǎn)數(shù)據(jù)變得尤為重要，智能制造離不開車間生產(chǎn)數(shù)據(jù)的支撐。在制造過程中，車間內(nèi)的各類裝備不僅是生產(chǎn)工具和設(shè)備，更是車間信息網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點，通過生產(chǎn)數(shù)據(jù)的自動化采集、統(tǒng)計、分析和反饋，將結(jié)果用于改善制造過程，提高制造過程的柔性和加工過程的集成性，從而提升產(chǎn)品生產(chǎn)過程的質(zhì)量和效率。數(shù)據(jù)采集是指從傳感器或其他設(shè)備中自動采集模擬或數(shù)字信號，送到上位機中進行分析，處理。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是結(jié)合基于計算機或者其他專用測試平臺的測量軟硬件產(chǎn)品來實現(xiàn)靈活的、用戶自定義的測量系統(tǒng)。現(xiàn)有技術(shù)中，SIMATIC TDC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集過程是通過全局?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)存網(wǎng)(GDM)實現(xiàn)的。

全局?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)存網(wǎng)(GDM)是西門子公司使用的一種高速通訊網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用于西門子的SIMATIC TDC控制器系統(tǒng)中，使得一系列帶有CP52x0的機架可以相互通訊。例如，現(xiàn)有的SIMATIC TDC數(shù)據(jù)采集方案為：在PC機上插入一塊PCI總線的GDM通訊網(wǎng)板，使用光纖將該網(wǎng)板連接到CP52IO參與網(wǎng)絡(luò)通訊，該PCI通訊板在功能上等同于TDC機架中的CP52A0，通過CP52IO實現(xiàn)了對GDM內(nèi)存板CP52M0的訪問，CP52M0、CP52IO位于同一GDM機架， CP52M0位于Slot1，CP52IO位于Slot2～12。

在一個典型的控制系統(tǒng)中，要想獲取GDM數(shù)據(jù)，必須將數(shù)據(jù)采集服務(wù)器接入GDM網(wǎng)絡(luò)。因此，現(xiàn)有技術(shù)中，使用工控機或PC服務(wù)器作為數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，則必須要有一塊PCI總線或CPCI總線的GDM網(wǎng)絡(luò)卡，才能將服務(wù)器接入GDM網(wǎng)，才能進行數(shù)據(jù)采集和機架通訊。但由于西門子公司不對外單獨出售GDM網(wǎng)絡(luò)卡，而又沒有第二家設(shè)備廠商生產(chǎn)類似產(chǎn)品，所以構(gòu)成了市場的唯一性，沒有可替代的產(chǎn)品。因此即便國外廠商的解決方案價格高昂，國內(nèi)有需求的工廠和控制系統(tǒng)集成商也不得不采取國外廠商的解決方案。

同時，由于西門子的GDM網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)無法直接采集，必須在TDC控制器中編程組態(tài)，再經(jīng)過以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)采集，不但使用不便，采集周期也較長(不低于20ms)，難以滿足對設(shè)備和系統(tǒng)性能調(diào)優(yōu)的要求。

發(fā)明內(nèi)容