过程数据采集及故障在线诊断系统的网络设计.pdf

第31卷第3期山东冶金Vol.31No.3
2009年6月ShandongMetallurgyJune2009
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ड़信息化建设
过程数据采集及故障在线诊断系统的网络设计
郭冬梅
（济南钢铁股份有限公司自动化部，山东济南250101）

摘要：结合PDA过程数据采集系统在冶金企业中的应用，分析便携式、TCP/IP、ProfibusDP、SimadynD、内存映像网、GDM
连接到TDC和综合等几种数据采集及故障在线诊断系统的网络架构，为过程数据采集系统的软硬件选择及网络设计提供
依据。
关键词：过程数据采集；故障在线诊断；网络架构
中图分类号：TP274文献标识码：A文章编号：1004-4620（2009）03-0057-02

它们可以被记录在数据文件中，同时还可以用作触
1前言
发机制。8）灵活的数据记录。多种数据存储器被
各种与轧钢有关的大型设备基本上都是高速配置用来记录数据。每一个数据存储有自己的格
运转，如中板轧机、厚板轧机、热连轧机、冷轧机、彩式和独立的采样时基。
涂机、卷取机等，有的是ms级，有的甚至达μs级，要
3过程数据采集系统的网络架构
对这些设备的运行过程进行数据采集、调试和分析
较为困难。过程数据采集（PDA）软件具有这方面的PDA过程数据采集是基于PC的、建立在网络技
优势，可用来进行大型数字化控制系统的调试、试术上的信号采集、存储系统，主要实现高速的数据
车、生产维护和故障分析等。采集及存储。信号输入由专门的PC卡负责，在外围
条件允许的情况下，PDA系统可以以1ms的采样周
2ibaPDA简介
期同步采集有限个模拟量和数字量，给分析高速控
ibaPDA的特点是：1）服务器/客户端结构。现制系统的动态过程提供了很好的平台。
场数据的配置，数据采集、记录、趋势等任务在服务3.1便携式
器/客户端结构上分发给多个程序。2）多客户端。便携式故障诊断系统由PDA软件、笔记本电
多个客户端可访问同一台服务器。这样任何来自脑、PCMCIA数据通信卡、连接光纤和并行数据采集
服务器的测量数据可以同时显示在不同的客户端单元PADU构成，可以完成128个模拟量和128个数
上。3）海量信号。可用的信号的容量权有256、1024、字量信号的实时采集和分析，替代示波器和各种在
2048和无信号数量限制容量。4）可调的采样时线记录仪。网络设计架构见图1。
基。通常的采样时基被设定为1～1000ms，对快速数据采集数据采集笔记本
......PCIMCIA
的测量，较高的采样速率可用50μs。5）配置简单、单元PADU单元PADU电脑
图1便携式数据采集及故障在线诊断系统
即插即用。在I/O管理器对话框内，完成所有的组
3.2TCP/IP
态设置，提供清晰简明的描述。而且组态的改变由
TCP/IP连接方式，PDA侧无需硬件，仅仅需要
服务器自动确认，ibaPDA-V6自动监测已连接的设
PDA软件和TCP/IPVIP软件包通信包，通过标准以
备接口硬件并加到组态内。6）在线诊断。一个宽
太网接口卡，可以在线采集具有TCP/IP接口的控制
范围的数据源和接口可用来数据采集，如ibaFob，
系统中的全部数据，尤其与西门子S7系统可以进行
PROFIBUS，TCP/IP，OPC和内存映像网，这些数据源
无缝连接，非常适用于快速性要求不是特别高的自
的每一个可以指定到一个任意号的对应模块或可
动化系统的调试和维护。网络设计架构见图2。
以处理特定数量信号的设备。7）虚拟信号与表达
西门子S7西门子S7PLC以太网PC机ibaPDA
式编辑器。通过表达式编辑器，用算术运算和逻辑PLCCPU卡CP343-1、CP443-1以太网卡PC机
运算生成虚拟信号。像原始数据信号可以被处理，图2TCP/IP数据采集及故障在线诊断系统

收稿日期：2008-08-19某厂炼钢转炉控制系统采用此种通讯方式，由
作者简介：郭冬梅，女，1970年生，1993年毕业于山东建材学院过程于网络及自身PLC的延时问题，达到1ms的采集速
控制自动化专业，2006年毕业于北京科技大学控制工程专业，工程
率不太可能，因此让PDA系统运行在WINXP操作
硕士。现为济钢自动化部高级工程师，从事电气自动化工程设计、
软件编制、现场调试工作。平台下，以5ms的速率采集数据。为了保证数据的
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2009年6月山东冶金第31卷

完整性，将每座转炉的数据放在同一个DB块中，每接到PDA数据系统中进行数据采集与监控分析。
个DB块分别建立与PDA的连接，共建立了4个PDA侧需要1套实时数据检测软件PDA-1024和1
TCPConnection，能传输64个整型数，以数据包的形块VMIPCI5565接口卡。
式传