系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) - 攀鋼1450熱連軋數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)開發(fā)

　　系統(tǒng)采用內(nèi)存共享數(shù)據(jù)區(qū)存放現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)，它的目標首先是緩解實時性要求高但快速的數(shù)據(jù)通信、軋線跟蹤等子系統(tǒng)與實時性要求低但比較耗時的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)(數(shù)據(jù)庫和文件)間的矛盾，保證系統(tǒng)的實時性;其次提供快速、大數(shù)據(jù)量的進程問通信。

　　內(nèi)存共享數(shù)據(jù)區(qū)實際上是一個信息頭加上實時數(shù)據(jù)緩沖池的結(jié)構(gòu)。其中信息頭中主要包括信息頭長度、數(shù)據(jù)區(qū)長度、當前采樣周期和相關(guān)數(shù)據(jù)區(qū)指針等內(nèi)容。實時數(shù)據(jù)緩沖池是一個結(jié)構(gòu)數(shù)組，數(shù)組的每個元素對應(yīng)現(xiàn)場來的一個數(shù)據(jù)幀。

　　每個數(shù)據(jù)幀對應(yīng)于一個采樣時刻采集的數(shù)據(jù)，并且這些數(shù)據(jù)按照主軋線軋制區(qū)域管理。內(nèi)存共享數(shù)據(jù)區(qū)的實時數(shù)據(jù)緩沖池按循環(huán)緩沖區(qū)方式保存最近幾塊軋件的采集數(shù)據(jù)。當數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)采集到一個完整的數(shù)據(jù)幀后，先將數(shù)據(jù)寫入由信息頭中當前幀號指示的數(shù)組位置，接著將當前幀號加1(當前幀號超過上限后置0)，數(shù)據(jù)幀長度加1，然

　　后發(fā)送SM—DATACHANGE消息通知網(wǎng)絡(luò)通信及數(shù)據(jù)處理進程有“新數(shù)據(jù)”到來。

　　網(wǎng)絡(luò)通信及數(shù)據(jù)處理進程在完成啟動后總是在等SMDATACHANGE消息，一旦收到該消息，網(wǎng)絡(luò)通信及數(shù)據(jù)處理進程立即讀取內(nèi)存共享

　　數(shù)據(jù)區(qū)中的“新數(shù)據(jù)”進行處理，完成處理后將信息頭中數(shù)據(jù)幀長度減1。

　　2.3 數(shù)據(jù)流程

　　熱軋過程實時采集系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)分布在主軋線基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)和過程自動化系統(tǒng)中，這些數(shù)據(jù)通過基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)集中到粗軋基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)的第1架粗軋機的PLC R1和第2架粗軋機的PLC R2、精軋基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)的PLC302、卷取基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)的PLC408和過程自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心機服務(wù)器中?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)按軋制區(qū)域管理，包括加熱爐、粗軋、熱卷箱、精軋和卷取4個區(qū)域，另外還有板坯及軋制計劃數(shù)據(jù)

　　系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)采用內(nèi)存共享數(shù)據(jù)區(qū)提供各進程問的數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)緩沖，使用消息和事件對象實現(xiàn)進程問調(diào)度和同步，使用通信報文完成客戶服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)通信。

　　主要的內(nèi)存共享數(shù)據(jù)區(qū)有：前端數(shù)據(jù)采集服務(wù)共享數(shù)據(jù)區(qū)ServerCom、客戶端數(shù)據(jù)采集服務(wù)共享數(shù)據(jù)區(qū)ClientCom、報警信息內(nèi)存共享數(shù)據(jù)區(qū)AlarmCom、歷史報警內(nèi)存共享數(shù)據(jù)區(qū)AlarmRec—Com、特征值內(nèi)存共享數(shù)據(jù)區(qū)CharacterCom、跟蹤數(shù)據(jù)內(nèi)存共享數(shù)據(jù)區(qū)TrackCom、歷史數(shù)據(jù)內(nèi)存共享數(shù)據(jù)區(qū)HisDataCom、特征值數(shù)據(jù)文件數(shù)據(jù)區(qū)Char.acterHisCom、信號表內(nèi)存共享數(shù)據(jù)區(qū)SignalCom、設(shè)備常數(shù)內(nèi)存共享數(shù)據(jù)區(qū)DeviceConstCom和人工干預(yù)內(nèi)存共享數(shù)據(jù)區(qū)OperatorCom。

　　歷史數(shù)據(jù)采用數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)庫的形式存儲，其中實時數(shù)據(jù)由于數(shù)據(jù)量非常大，根據(jù)鋼卷不同存放在不同的實時數(shù)據(jù)文件中;而統(tǒng)計特征值則按一個鋼卷一條記錄的形式保存在數(shù)據(jù)庫的相應(yīng)表中，以方便統(tǒng)計和查詢。

　　系統(tǒng)數(shù)據(jù)流如圖3所示。前端數(shù)據(jù)采集服務(wù)器實時數(shù)據(jù)采集進程SDCP負責(zé)與連接到系統(tǒng)中的PLC建立通信鏈接，將數(shù)據(jù)采集并發(fā)送到共享內(nèi)存數(shù)據(jù)區(qū)供數(shù)據(jù)通信和處理進程使用，該進程具有正常和動態(tài)特性測試兩種工作方式;前端數(shù)據(jù)采集服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)通信與數(shù)據(jù)處理進程SNCP包含軋線跟蹤和控制邏輯、與客戶端計算機的rCP/IP數(shù)據(jù)通信、特征值計算、工序質(zhì)量判定(自動和目視)、特征值和實時數(shù)據(jù)存儲、二級設(shè)定數(shù)據(jù)接收、動態(tài)特性測試管理、通信管理等主要功能。前端數(shù)據(jù)采集服務(wù)器顯示及管理界面進程SDAP主要供系統(tǒng)開發(fā)和系統(tǒng)維護人員使用;客戶機數(shù)據(jù)通信進程CDTP負責(zé)客戶機實時數(shù)據(jù)的讀取以及數(shù)據(jù)庫中歷史數(shù)據(jù)的讀取;客戶機數(shù)據(jù)處理進程CDMP負責(zé)對CDTP進程讀取的數(shù)據(jù)進行處理;客戶機用戶界面進程CDAP用于實現(xiàn)人機交互。

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　　基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)和過程自動化系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)由前端數(shù)據(jù)采集服務(wù)器實時數(shù)據(jù)采集進程采集進入前端數(shù)據(jù)采集服務(wù)器中，完成數(shù)據(jù)拼裝后，寫人共享數(shù)據(jù)區(qū)，并更新共享數(shù)據(jù)區(qū)的相關(guān)指針。之后，前端數(shù)據(jù)采集服務(wù)器的實時數(shù)據(jù)采集進程發(fā)送消息通知網(wǎng)絡(luò)通信與數(shù)據(jù)處理進程，網(wǎng)絡(luò)通信與數(shù)據(jù)處理進程首先對共享數(shù)據(jù)區(qū)中的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理;接著激活跟蹤線程，根據(jù)現(xiàn)場跟蹤傳感器反饋來的跟蹤信息，更新跟蹤數(shù)據(jù)區(qū)的相關(guān)列表;查詢保持連接狀態(tài)的客戶機列表，向連接到前端數(shù)據(jù)采集服務(wù)器的客戶機發(fā)送采集到的數(shù)據(jù);然后激活數(shù)據(jù)處理線程進行特征值計算、質(zhì)量分布計算和判定;最后激活數(shù)據(jù)存儲線程，將數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)文件。同時通知前端數(shù)據(jù)采集服務(wù)器顯示及管理界面進程，以驅(qū)動顯示及管理界面進程更新顯示。

　　3 系統(tǒng)應(yīng)用

　　該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將采集到的實時數(shù)據(jù)存儲到Oracle數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，為數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、數(shù)據(jù)的Web發(fā)布以及正在開發(fā)的數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)提供了穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)平臺。攀鋼1450熱連軋數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用，改善了原系統(tǒng)中部分數(shù)據(jù)不完整、缺少相關(guān)的設(shè)備運行參數(shù)及質(zhì)量控制參數(shù)等不足。