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PLC高速数据采集分析系统 ─ 详尽解析质量管理及工业大数据来源 |
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2 PDA - 高速数据采集分析系统 PDA正逐渐成为设备、工艺等各专业工程师的主要分析工具，同时它也是一个高性能的通用产品，是工业4.0时代大数据基础平台。 PDA服务器通过多种形式采集来自不同信号源的数据，采样点数可灵活配置。 □ 为设备制造厂提供设备测试的手段 □ 为生产厂的运行维护提供设备故障诊断和状态检测的有效方法 □ 为动态过程分析提供便捷的工具 □ 为产品质量异议判别提供准确的依据 □ 为新产品、新工艺开发提供强力数据支撑 □ 智能无人驾驶数据记录仪―雷达、图像识别、语音识别、深度学习、激光测距、路径规划、驾驶指令、导航定位、设备状态 2.1 PDA系统概述 PDA系统可不间断同时采集多种多台PLC控制器数据，采样周期可到0.05毫秒，采样点数可到100000点，支持常用主流PLC、网络、总线、硬件接口模块等，支持多服务器多客户端模式，特殊设备合作开发PDA驱动，定制专用分析功能。
图2.1 应用界面 2.2 应用领域
图2.2 PDA系统应用行业
图2.3 PDA系统应用领域 2.3 系统功能性能
2.4 技术参数 支持主流PLC控制器、总线、智能系统及设备。
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□ 采集主流PLC控制器数据 □ 采集智能控制器数据 □ 采集现场总线上的数据 □ 采集远程AI、DI模块信号 □ 无线数据采集 □ 采集内存映象网数据 □ 采集PC数据 □ 多种多台PLC、无限点 □ 专用设备合作开发驱动 □ 采集硬件卡AI、DI信号 0~5V / 0~ ±5V / 1~5V / 0~10V / 0~ ±10V
0~10mA / 0~ ±10mA / 4~20mA / 0~ ±20mA 0~ mV等弱信号 +5
/ +12 / +24VDC数字量
16Bit A/D转换，PDA系统时基0.5~200.0ms 8 / 16通道模拟量输入，隔离 / 全隔离型 通道可按信号类型分组 模块可级联扩展至数百点 □ 热电阻Pt100/Cu50 □ 热电偶J/ K/ T/ E/ R/ S/ B □ 角位移、电子尺 □ 电位器、频率信号 □ SSI串行同步接口 通信速率：250KHz、500KHz、1MHz、2MHz 数据长度：16 / 32位 □ 实时数据文件 □ Siemens S7-400 / FM458 采样周期可到2ms，点到点 □ Siemens
S7-300 S7-1200 S7-1500 □ Siemens TDC、S7-200smart □ GDM(Global data memory) □ Simotion
SCOUT □ Mitsubishi □ 电能表DL/T645-2007 |
□ PowerPC、VxWorks □ GE PACSystem □ GE 9070/9030 □ ALSTOM HPCi □ ABB AC500/AC31 □ BECKHOFF □ WAGO MOOG □ OPC / OPC Ua □ LogiCAD TCS
CoDeSys IsaGraF □ Modicon 984/Quantum/Premium/ Momentum/M340 □ Rockwell Automation/Allen-Bradley MicroLogix 1000, 1100, 1200, 1500 SLC 500 CompactLogix FlexLogix PLC-5 ControlLogix SoftLogix 5800 RSLogix □ Westinghouse
WDPF □ Ethernet UDP □ Ethernet TCP □ S7 Ethernet
TCP / iso □ Profinet □ Beckhoff Realtime Ethernet □ EtherCAT □ Beckhoff Ads □ MPI / DP □ Profibus-DP □ Modbus、ModbusTCP □ RS232 /
RS485 □ CANopen DeviceNet □ EGD □ EtherNet/IP □ Reflective
memory □ TC-net □ Inverter and
so on □ 其它专用总线 |
图2.6 现场总线及支持厂商
2.7 数据平台PLC通讯协议服务
2.7.1 自动化总线协议分类
自动化系统总线和协议种类繁多，有些开放，有些是专用的。
按通讯介质分类如下表。
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序 号 |
通讯介质 |
速度 |
PDA数据采集方案 |
例子 |
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硬件 |
软件协议 |
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1 |
RS-232 |
全波特率 |
普通串口 |
PDA集成 |
Modbus |
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2 |
RS-485 |
全波特率 |
转RS-232 |
PDA集成 |
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3 |
RS-485 |
全波特率 |
专用网卡支持 |
PDA集成 API/OPC 网关 第三方接口 |
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4 |
专用RS-485 |
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专用网卡支持 |
PDA集成 API/OPC 网关 第三方接口 |
Profibus-DP CAN DeviceNet |
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5 |
以太网 |
较快 |
普通以太网口 |
PDA集成 |
Profinet |
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6 |
以太网 |
快速 |
专用网卡支持 |
PDA集成 API/OPC 网关 第三方接口 |
EtherCAT |
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7 |
内存映象网 |
快速 |
专用网卡支持 |
PDA集成 API/OPC 网关 第三方接口 |
GE Reflective Memory Siemens GDM TMEIC TC-net |
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8 |
其它 |
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部分PLC中可不用编程序，按变量地址或符号直接读取PLC中的数据。
对于同一厂商不同时期或不同厂商对同一协议的不同理解PDA均区别对待。
对第三方数据平台全面开放实时数据接口，便于用户进行灵活多样的数据存贮和处理。
PDA系统具有完善的通讯协议软件开发模板，能快速地开发未知未来协议。
2.7.2 主流常用自动化协议
2.7.2 .1 过程自动化
AS-interface • BSAP[Bristol Standard
Asynchronous Protocol] • CC-Link Industrial Networks •
CIP[Common Industrial Protocol] • CAN bus[Control Area Network](CANopen •
DeviceNet) • ControlNet • DF1 •
DirectNET • EPA
Ethernet for plant automation • EtherCAT[Ethernet for
Control Automation Technology] • EGD[Ethernet Global Data, GE/ALSTOM HPCi]
• Ethernet
Powerlink • EtherNet/IP[Rockwell ControlLogix/CompactLogix/MicroLogix]
•
FIP[Factory Instrumentation Protocol] • FINS •
FF[FOUNDATION fieldbus](H1 • HSE) • GDM[Siemens Global
Data Memory] • GE RFM[Reflective Memory, 5565/5576 VxWorks LogiCAD
CoDeSys IsaGRAF]• GE SRTP[Service Request Transport Protocol, GE
Fanuc 90/VersaMax/PACSystems] • HART Protocol • Honeywell SDS • HostLink
• INTERBUS
• IO-Link • Lightbus
• Lonworks
•
MECHATROLINK • MelsecNet • Modbus/Modbus Tcp[Schneider-Modicon 984/Quantum…] •
MP-bus[Modular Power Bus]• Optomux • PieP • Profibus
• PROFINET
•
RAPIEnet[Real-time automation protocol for industrial ethernet] • Realtime
Ethernet[Beckhoff] • SafetyBUS p • SERCOS interface • SERCOS III • Sinec H1 • Symotion • SynqNet • TMEIC TC-net •
TTEthernet[Time-Triggered Ethernet] • WorldFip。
2.7.2 .2 工业控制系统
EtherNet/IP-backplate[Rockwell ControlLogix/CompactLogix/MicroLogix]
• GE
SNP/SNPX •
MTConnect • OPC[OLE
for Process Control] • Profibus-MPI/DP • S7 Ethernet Tcp/iso[Siemens S7-400/S7-300/TDC/FM458]。
2.7.2 .3 楼宇自动化
1-Wire • BACnet • C-Bus • CC-Link •
DALI[Digital Addressable Lighting Interface] • DSI[Digital Signal
Interface] • Dynet • Enocean • FIP •
Idranet • KNX[EIB/BatiBus/EHSA]
• LonTalk • Modbus •
Modbus/Tcp • oBIX • VSCP • X10 • xAP[xAP
Home Automation protocol] • xPL • ZigBee。
2.7.2 .4 电力系统自动化
CDT[Cyclic Digital Transmission] • IEC 60870 • (IEC 60870-5-101 • IEC 60870-5-102 • IEC 60870-5-103 • IEC 60870-5-104 • IEC 60870-6) • DNP3 • FIP • IEC 61850 • IEC 62351 • Modbus • Profibus。
2.7.2 .5 智能抄表
ANSI C12.18 • IEC 61107 • DLMS/IEC 62056 •
DL/T645[Multi-function watt-hour meter communication protocol] • M-Bus • Modbus • ZigBee。
2.7.2 .6 车辆/交通工具
AFDX[Avionics Full-Duplex Switched Ethernet] • ARINC
429 • CAN
bus(ARINC 825 • SAE J1939 • NMEA 2000 • FMS) • FIP • FlexRay • IEBus • IDB-1394
• J1587 • J1708 •
KWP2000[Keyword Protocol 2000] • SMARTwireX • UDS[Unified
Diagnostic Services] • LIN[Local Interconnect Network] • MOST • VAN[Vehicle Area
Network]。
2.8 数据采集及分析视图
图2.7 数据采集软件运行界面
图2 .8~图2.29为分析软件运行界面。
图2.8 分析软件主界面及多栏显示
图2.9 系统组态
图2.10 双x轴标记
图2.11 动态Y轴及双Y轴标记
图2.12 二/三维视图分析
图2.13 调整视图高度
图2.14 三维曲面视图及曲面拟合
图2.15 FFT-频谱分析
图2.16 数据统计表格
图2.17 逻辑信号-公式
图2.18 X轴滚轮趋势图平移
图2.19 Y轴滚轮缩放和平移
图2.20 数字表
图2.21 X-Y转换和对齐
图2.22 曲线标注
图2.23 轧机刚度测量
图2.24 质量数据记录QDR报表
图2.25 大型液压缸性能测试
2.9 WinCC-PDA FTView-PDA
Web-PDA
图2.26 C#中调用PDAClient.ocx
图2.27 WinCC中调用PDAClient.ocx
图2.28 浏览器中调用PDAClient.ocx
图2.29 FactoryTalk View调用PDAClient.ocx
2.10 Linux下使用PDAClient分析工具
Linux下Wine可以直接调用PDAClient分析工具。
图2.30 Linux下使用PDAClient.exe
2.11 PDA云
pdaCloud可将①天文件列表.Lst、②天秒级数据文件.dat、③合适的高速数据文件.dat、④日志文件.log发送到指定的云同步文件夹中，把⑤实时数据及曲线写入云数据库，供WinRC或移动端远程监控。
图2.31 PDA云数据准备
2.12 全厂毫秒级高速数据采集
PDA支持10毫秒3万点的数据采集，全厂中的慢速或触发信号统一高速保存，超过3万点可以采用多台PDA服务器，PDAServer把采集的信号降频后写入多台SQLServer、MySQL、ORACLE等关系型数据库，毫秒级信号写入influxDB等时序型数据库，其它子系统需要实时数据也由PDAServer高速或降频转发。
图2.32 PDA采集的数据保存到数据库
2.13 高速数据转发
PDA服务器增加多口网卡，其它系统需要的数据原则上不直连L1控制器，都通过PDA转发获取，不同的网段通过不同的网口转发。
图2.33 PDA采集的数据高速转发到其它系统
设备测试 故障诊断 质量分析
毫秒级的数据采样
高效实时数据压缩
捕捉信号瞬时突变
友情链接 百度 腾讯 新浪 网易 搜狐 凤凰 淘宝 京东 中国自动化网 中国工控网 西门子 罗克韦尔 华军软件园 天空软件站 非凡软件站 多多软件站 携程 知乎
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