基于光纤内存映象网的PDA数据采集系统

　　概述

　　济钢1700热连轧厂建于2005年，2006年3月正式投产。这条热轧生产线上的工艺设备先进、自动化程度高，广泛采用了现代轧钢工业中的先进的控制技术，比如立辊AWC自动宽度控制技术、AGC自动厚度控制、卷曲助卷辊AJC自动跳步控制技术等等。传动系统普遍使用高动态响应的液压伺服控制器。在调试以及投产试运行阶段经常出现液压传动设备故障和产品质量问题，在解决实际问题中，数据采集、分析和处理的快速性和准确性问题就突出的表现出来。为了掌握设备运行的数据和工艺参数，及时发现问题，保证生产的顺利进行，热连轧厂投资数万美元，联合北京科技大学上了一套德国IBA公司的PDA(过程数据采集)系统。

　　1、系统数据采集

　　济钢1700热连轧自动化系统的配置由三层通讯网络构成，第一层为光纤内存映象网，这是整个自动化系统主干网，负责完成各功能控制器之间的高速的通讯任务;第二层是基于TCP/IP协议的工业以太网，负责完成控制器间的中速通信及操作员站HMI、部分仪表与控制器间通信任务;第三层为目前流行的工业现场总线Profibus DP网，主要负责完成各区域控制器与主、辅传动设备的通信任务。

图1 济钢1700通讯网络拓扑结构图

　　主干网内存映象网是一种基于环状的，高速复制的共享内存网络。它支持不同总线结构的多计算机系统，并且可以使用不同的操作系统来分享高速的，稳定速率的实时数据。所有挂在同一内存映象网上的计算机均有一定的内存空间被所有的机器共享，并且进行统一的编址，当其中的任何一台计算机向其共享内存中写入数据时，其他在线计算机的共享内存区域中的相应的地址中都会写入相同的内容。它具有实时高速的特点，最大通讯速率可达2Gb/s，在小于100个节点的网络配置中，各站数据刷新时间小于1ms。

　　这套PDA数据采集系统是一种基于安装了PCI总线的数据采集卡及其驱动程序的PC个人计算机的软件系统。它通过安装专用的PCI总线的数据采集卡VMIC5565连接到高速内存映像网中，采集生产过程中设备运行的实时数据和工艺参数。该软件系统支持自由创建通道数为32个，每个通道又可以分别创建32个模拟量和32个开关量的采集通道。也就是说在无任何扩展的情况下就可以同时采集1024个模拟量信号和1024个数字量信号。在一般情况下，这种数据采集量足可以满足轧钢生产工艺分析的需要。PDA系统的同步采样周期可以达到1ms[1]，这给高速的、大容量数据处理工作提供了很好的平台。热连轧厂使用的这套PDA系统共设置2个采集工作站，它们的硬件配置相同。采集工作站从内存映像网上获得所要记录的数据，并将数据存储在硬盘上。