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王金順，王星鋒

隨著市場經(jīng)濟(jì)的不斷深化和企業(yè)改制工作的持續(xù)發(fā)展，企業(yè)對(duì)能源計(jì)量工作提出了更高、更新的要求，主要表現(xiàn)在必須保證企業(yè)的水、電、汽等能源計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、科學(xué)性、權(quán)威性，同時(shí)要求能源計(jì)量信息能夠快速有效地提供給各生產(chǎn)、經(jīng)營等部門，以保證生產(chǎn)、經(jīng)營的合理、高效調(diào)度。
山東鋁業(yè)公司是國家特大型冶金企業(yè)，能源消耗巨大，能源計(jì)量點(diǎn)多且分散，長期以來，能源計(jì)量工作大多采用人工抄報(bào)的方式，存在很多弊端。為此，該公司于2000年10月開始組織開發(fā)了能源計(jì)量信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，簡稱能源計(jì)量信息網(wǎng)。計(jì)量網(wǎng)的數(shù)采系統(tǒng)選用了北京和利時(shí)系統(tǒng)工程股份有限公司的FOPLC系統(tǒng)，監(jiān)控軟件選用了該公司的Focsoft3.0。
1  系統(tǒng)構(gòu)成
1.1  概述
如圖1所示，系統(tǒng)利用了山東鋁業(yè)公司內(nèi)部覆蓋全公司各二級(jí)廠礦單位的ATM網(wǎng)以及各二級(jí)廠礦單位各自的內(nèi)部局域網(wǎng)。另外，在計(jì)量局域網(wǎng)內(nèi)專門增加一臺(tái)能源量數(shù)據(jù)庫服務(wù)器兼作WEB服務(wù)器，用于能源計(jì)量信息管理。
 

圖1  能源計(jì)量信息網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)成

設(shè)計(jì)人員將全公司范圍內(nèi)的一、二級(jí)水、電、汽等能源檢測點(diǎn)按區(qū)域分成三組，為數(shù)采系統(tǒng)設(shè)置了氧化鋁廠采集站、特鋁公司采集站和自備電廠采集站，各采集站采用了Profibus-DP現(xiàn)場總線。所有能源檢測信號(hào)就近接入采集站，各采集站的計(jì)算機(jī)均就近接入二級(jí)廠礦單位的局域網(wǎng)。
1.2  主要硬件選擇
由于能源計(jì)量信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的信息處理量特別大、實(shí)時(shí)性要求非常強(qiáng)，這就要求能源量數(shù)據(jù)庫服務(wù)器必須具備信息處理速度快、存儲(chǔ)容量大、連續(xù)運(yùn)行、可靠穩(wěn)定等能力。為此選定研華工控機(jī)（PIV1G）作為能源量數(shù)據(jù)庫服務(wù)器兼做WEB服務(wù)器。
對(duì)于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)需要一種能夠支持網(wǎng)絡(luò)、采樣及時(shí)、穩(wěn)定準(zhǔn)確、價(jià)格適中的系統(tǒng)。經(jīng)過考察，多方比較后，決定選用性價(jià)比較高的北京和利時(shí)公司的FOPLC系統(tǒng)。其主要配置為：FB121 DP主站卡、FM253-1DP00 DP從站模塊、FM231-1BD51 AI模塊、Focsoft3.0監(jiān)控軟件等。其主要優(yōu)點(diǎn)是：網(wǎng)絡(luò)支持性好，僅需PING通IP地址，即可方便地接入局域網(wǎng)；采集單元全部模塊化，安裝維護(hù)簡單；人機(jī)界面友好，工程師只需對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行簡單的組態(tài)即可完成數(shù)據(jù)的采集；可靠穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)、采樣及時(shí)，采集到的數(shù)據(jù)滿足了所有用戶的需求。
水、電、汽信號(hào)檢測儀表全部采用具有4~20mA標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)輸出的Ⅲ型儀表，模擬信號(hào)傳輸電纜采用0.5m²的屏蔽電纜。
2  系統(tǒng)軟件
本系統(tǒng)軟件是以Focsoft3.0為核心，利用其提供的API接口函數(shù)以及優(yōu)秀的ODBC、網(wǎng)絡(luò)支持功能，采用VB6.0、SQL-Server7.0、MSDev 開發(fā)而成。系統(tǒng)軟件主要分三部分：數(shù)據(jù)采集軟件，數(shù)據(jù)傳輸、處理、存儲(chǔ)軟件，信息發(fā)布軟件。
2.1  數(shù)據(jù)采集軟件
每個(gè)采集站均安裝一套Focsoft3.0軟件和一套VB6.0開發(fā)的應(yīng)用程序，通過Focsoft3.0軟件直接完成水的瞬時(shí)流量、電的瞬時(shí)功率、汽的電信號(hào)瞬時(shí)值、汽的瞬時(shí)壓力及瞬時(shí)溫度值的數(shù)據(jù)采集。同時(shí)VB6.0應(yīng)用程序使用API函數(shù)與Focsoft3.0進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，同時(shí)計(jì)算出經(jīng)過壓力、溫度補(bǔ)償后的汽瞬時(shí)流量值，并完成水電汽流量的日累計(jì)、月累計(jì)、日均壓力、月均壓力等的計(jì)算，計(jì)算結(jié)果將返回Focsoft3.0。
2.2  數(shù)據(jù)傳輸、處理、存儲(chǔ)軟件
首先在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上利用SQL-Server7.0建立一個(gè)能源量信息數(shù)據(jù)庫。
利用Focsoft3.0優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)支持功能，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的網(wǎng)上傳輸與發(fā)布，具體方式為：在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上也安裝一套Focsoft3.0軟件，將數(shù)據(jù)庫服務(wù)器以及各現(xiàn)場數(shù)采站在Focsoft3.0定義為“域”，即可將各采集站的數(shù)據(jù)快速傳輸?shù)椒?wù)器的Focsoft3.0中。在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上利用VB6.0應(yīng)用程序從Focsoft3.0中獲取數(shù)據(jù)后進(jìn)行分析、處理，得到公司能源量的所有信息，實(shí)時(shí)寫入能源量信息數(shù)據(jù)庫中。
2.3  信息發(fā)布軟件
利用MSDev 編程，將能源量信息在公司ATM網(wǎng)上發(fā)布。在軟件編制中采用了ActiveX技術(shù)，當(dāng)用戶打開WEB頁時(shí)，自動(dòng)將服務(wù)器端的ActiveX控件下載至客戶端，從而保證了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)一致性，同時(shí)提高了系統(tǒng)的可維護(hù)性。
在軟件編制中還采用了WEB頁局部刷新技術(shù)，只更新數(shù)據(jù)，而不更新表格、表頭等整個(gè)頁面。達(dá)到了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示的要求，也起到了很好的視覺效果。
根據(jù)管理要求，該軟件中采用了IP地址識(shí)別加密技術(shù)，將不同IP地址的計(jì)算機(jī)賦以不同的權(quán)限，當(dāng)不同權(quán)限的用戶在IE里輸入相同的網(wǎng)址時(shí)，看到的僅僅是與其權(quán)限相對(duì)應(yīng)的信息。
3  系統(tǒng)主要功能
3.1  數(shù)據(jù)采集
實(shí)現(xiàn)全公司350多個(gè)一、二級(jí)水、電、汽等能源檢測信號(hào)的自動(dòng)數(shù)據(jù)采集，包括蒸汽流量的壓力、溫度自動(dòng)補(bǔ)償計(jì)算，各能源量的日累計(jì)、月累計(jì)計(jì)算。
3.2  數(shù)據(jù)平衡分析及報(bào)警
實(shí)現(xiàn)全公司能源量的供―用數(shù)據(jù)平衡分析、各區(qū)域的供―用數(shù)據(jù)平衡分析、單塊儀表的數(shù)據(jù)分析，以此產(chǎn)生報(bào)警信息，自動(dòng)記錄到數(shù)據(jù)庫中。同時(shí)根據(jù)儀表維護(hù)責(zé)任分工，系統(tǒng)將自動(dòng)使各相關(guān)維護(hù)班組的警鈴或警燈發(fā)出報(bào)警。
3.3  數(shù)據(jù)自動(dòng)恢復(fù)
當(dāng)某塊儀表由于檢修等原因停止運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)記錄停運(yùn)時(shí)間，當(dāng)儀表恢復(fù)正常運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)將根據(jù)儀表停運(yùn)前兩天的數(shù)據(jù)平均值，自動(dòng)模擬恢復(fù)停運(yùn)期間的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。同時(shí)，這一過程經(jīng)有關(guān)人員確認(rèn)后，其相關(guān)信息也將被自動(dòng)記錄到數(shù)據(jù)庫中。
3.4  信息自動(dòng)保存
公司能源量的所有信息都將連續(xù)的保存在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中。保存的信息內(nèi)容有：各檢測點(diǎn)的儀表配置及更換時(shí)間；檢測信號(hào)的瞬時(shí)量、日累計(jì)量、月累計(jì)量、日均值、月均值；供―用平衡分析值；報(bào)警信息含報(bào)警原因、時(shí)間、對(duì)象等。所有信息在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的保存時(shí)間為18個(gè)月，每星期自動(dòng)將增量部分備份一次，每季度將全部信息復(fù)制到光盤一次。
3.5  信息發(fā)布及瀏覽
系統(tǒng)利用WEB服務(wù)器對(duì)全公司發(fā)布能源量信息，包括實(shí)時(shí)信息與非實(shí)時(shí)信息。公司各用戶通過任意一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)使用IE瀏覽器即可查看信息，內(nèi)容包括：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示報(bào)表、實(shí)時(shí)報(bào)警信息顯示報(bào)表、歷史記錄查詢（含報(bào)表和曲線兩種方式）、各區(qū)域的供―用分析數(shù)據(jù)及曲線、各檢測點(diǎn)分布圖、各檢測儀表的相關(guān)參數(shù)（如型號(hào)、量程范圍、使用單位、安裝位置、維護(hù)單位、檢定日期、檢定原始記錄等）。
3.6  統(tǒng)計(jì)及打印
公司各用戶在瀏覽器上可以通過對(duì)檢測儀表的名稱、位置、供用屬性、時(shí)間等的選擇，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)出本單位能源量的日?qǐng)?bào)、旬報(bào)、月報(bào)，并打印。統(tǒng)計(jì)及打印分兩種方式：定時(shí)統(tǒng)計(jì)打印和隨時(shí)統(tǒng)計(jì)打印。
3.7  信息反饋
個(gè)別單位對(duì)個(gè)別能源量信息有異議時(shí)，可以通過瀏覽器中的能源管理意見箱提交計(jì)量管理部門落實(shí)解決。
4  系統(tǒng)應(yīng)用效果
山東鋁業(yè)公司能源計(jì)量信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)自2001年1月開通以來，給公司各部室及各二級(jí)單位提供了及時(shí)準(zhǔn)確的計(jì)量數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)、經(jīng)營的合理、高效調(diào)度提供了保障，從而為公司降低成本創(chuàng)造了條件，僅2001年一年，就比上一年度節(jié)約水、電、汽價(jià)值達(dá)3600多萬元。同時(shí)，本系統(tǒng)的建立也使公司的計(jì)量工作步入了一個(gè)全新的發(fā)展軌道，為實(shí)現(xiàn)信息化管理邁出了重要的一步。