攀鋼1450熱連軋數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)開發(fā) - 全文

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2.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

　　系統(tǒng)采用內(nèi)存共享數(shù)據(jù)區(qū)存放現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，它的目標(biāo)首先是緩解實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)性要求低但比較耗時(shí)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)(數(shù)據(jù)庫和文件)間的矛盾，保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性;其次提供快速、大數(shù)據(jù)量的進(jìn)程問通信。

　　內(nèi)存共享數(shù)據(jù)區(qū)實(shí)際上是一個(gè)信息頭加上實(shí)時(shí)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(zhǎng)度、數(shù)據(jù)區(qū)長(zhǎng)度、當(dāng)前采樣周期和相關(guān)數(shù)據(jù)區(qū)指針等內(nèi)容。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)緩沖池是一個(gè)結(jié)構(gòu)數(shù)組，數(shù)組的每個(gè)元素對(duì)應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)來的一個(gè)數(shù)據(jù)幀。

　　每個(gè)數(shù)據(jù)幀對(duì)應(yīng)于一個(gè)采樣時(shí)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(shí)時(shí)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(dāng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)采集到一個(gè)完整的數(shù)據(jù)幀后，先將數(shù)據(jù)寫入由信息頭中當(dāng)前幀號(hào)指示的數(shù)組位置，接著將當(dāng)前幀號(hào)加1(當(dāng)前幀號(hào)超過上限后置0)，數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)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(jìn)程有“新數(shù)據(jù)”到來。

　　網(wǎng)絡(luò)通信及數(shù)據(jù)處理進(jìn)程在完成啟動(dòng)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(jìn)程立即讀取內(nèi)存共享

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

　　2.3 數(shù)據(jù)流程

　　熱軋過程實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)分布在主軋線基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)和過程自動(dòng)化系統(tǒng)中，這些數(shù)據(jù)通過基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)集中到粗軋基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)的第1架粗軋機(jī)的PLC R1和第2架粗軋機(jī)的PLC R2、精軋基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)的PLC302、卷取基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)的PLC408和過程自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心機(jī)服務(wù)器中?，F(xiàn)場(chǎng)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(gè)區(qū)域，另外還有板坯及軋制計(jì)劃數(shù)據(jù)

　　系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采用內(nèi)存共享數(shù)據(jù)區(qū)提供各進(jìn)程問的數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)緩沖，使用消息和事件對(duì)象實(shí)現(xiàn)進(jìn)程問調(diào)度和同步，使用通信報(bào)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(bào)警信息內(nèi)存共享數(shù)據(jù)區(qū)AlarmCom、歷史報(bào)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(hào)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(chǔ)，其中實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)文件中;而統(tǒng)計(jì)特征值則按一個(gè)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(jì)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集進(jìn)程SDCP負(fù)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(jìn)程使用，該進(jìn)程具有正常和動(dòng)態(tài)特性測(cè)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(jìn)程SNCP包含軋線跟蹤和控制邏輯、與客戶端計(jì)算機(jī)的rCP/IP數(shù)據(jù)通信、特征值計(jì)算、工序質(zhì)量判定(自動(dòng)和目視)、特征值和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、二級(jí)設(shè)定數(shù)據(jù)接收、動(dòng)態(tài)特性測(cè)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(jìn)程SDAP主要供系統(tǒng)開發(fā)和系統(tǒng)維護(hù)人員使用;客戶機(jī)數(shù)據(jù)通信進(jìn)程CDTP負(fù)責(zé)客戶機(jī)實(shí)時(shí)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(jī)數(shù)據(jù)處理進(jìn)程CDMP負(fù)責(zé)對(duì)CDTP進(jìn)程讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理;客戶機(jī)用戶界面進(jìn)程CDAP用于實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。

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　　基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)和過程自動(dòng)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集進(jìn)程采集進(jìn)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集進(jìn)程發(fā)送消息通知網(wǎng)絡(luò)通信與數(shù)據(jù)處理進(jìn)程，網(wǎng)絡(luò)通信與數(shù)據(jù)處理進(jìn)程首先對(duì)共享數(shù)據(jù)區(qū)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理;接著激活跟蹤線程，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(jī)列表，向連接到前端數(shù)據(jù)采集服務(wù)器的客戶機(jī)發(fā)送采集到的數(shù)據(jù);然后激活數(shù)據(jù)處理線程進(jìn)行特征值計(jì)算、質(zhì)量分布計(jì)算和判定;最后激活數(shù)據(jù)存儲(chǔ)線程，將數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)文件。同時(shí)通知前端數(shù)據(jù)采集服務(wù)器顯示及管理界面進(jìn)程，以驅(qū)動(dòng)顯示及管理界面進(jìn)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(jì)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(tái)。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?jǐn)?shù)據(jù)不完整、缺少相關(guān)的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)及質(zhì)量控制參數(shù)等不足。