智能測控終端在企業(yè)計量調(diào)度管理中的設(shè)計及應(yīng)用

隨著局域網(wǎng)的應(yīng)用在大中型企業(yè)日漸普及，網(wǎng)絡(luò)資源逐漸豐富，物理網(wǎng)絡(luò)資源的共享為基于以太的企業(yè)計量調(diào)度管理網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成為可能。

1、前言

在我國大中型企業(yè)，以往傳統(tǒng)的計量信息采集調(diào)度管理受企業(yè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的制約，經(jīng)過了從早期依賴人工定時巡檢抄錄、人工統(tǒng)計到采用電話線組網(wǎng)或無線專網(wǎng)方式組網(wǎng)，進(jìn)行定時信息自動采集管理的過程。由于以上兩種組網(wǎng)方式投資少、組網(wǎng)方便，因此在企業(yè)局域網(wǎng)建設(shè)尚未完善的情況下，一直是企業(yè)計量信息調(diào)度管理應(yīng)用的最佳選擇，但是由于其網(wǎng)絡(luò)的依賴性、特殊性，兩者都存在傳輸速率低、信號干擾大、誤碼率高、數(shù)據(jù)交互式實時性差、穩(wěn)定性差等缺點。隨著計量管理現(xiàn)代化、信息化建設(shè)的推進(jìn)，為更好的滿足企業(yè)計量調(diào)度管理及ERP建設(shè)的要求，這種應(yīng)用的不適應(yīng)越來越明顯。如何解決企業(yè)發(fā)展中所碰到的這個技術(shù)準(zhǔn)題，搞好計量管理工作，成為擺在自動化技術(shù)人員面前的一個現(xiàn)實的問題。隨著計算機(jī)測控技術(shù)和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異的發(fā)展，局域網(wǎng)的應(yīng)用在大中型企業(yè)日漸普及，網(wǎng)絡(luò)資源逐漸豐富，物理網(wǎng)絡(luò)資源的共享為基于以太的企業(yè)計量調(diào)度管理網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成為可能。

2、解決方案

由于企業(yè)網(wǎng)的物理網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)構(gòu)建成功，資源共享成為可能，計量信息網(wǎng)絡(luò)可以構(gòu)建為企業(yè)網(wǎng)的一個邏輯子網(wǎng)，物理上使用企業(yè)網(wǎng)的資源，邏輯上自為體系。網(wǎng)絡(luò)前端的測控設(shè)備，通?？蛇x擇基于IPC結(jié)構(gòu)的計算機(jī)系統(tǒng)或PLC系統(tǒng)，IPC基于WINDOWS系統(tǒng)平臺開發(fā)，穩(wěn)定性和可靠性不高；PLC系統(tǒng)受成本投入、協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)及軟件編程環(huán)境的制約；作為大型分散式測控網(wǎng)絡(luò)兩者都存在不適應(yīng)性。HSST-2002JZ智能測控終端作為基于以太網(wǎng)的新一代智能化網(wǎng)絡(luò)末端設(shè)備，克服了以上兩種系統(tǒng)的弊端，能很好的滿足目前企業(yè)計量調(diào)度網(wǎng)建設(shè)的需求，該終端可以采用數(shù)字或模擬方式從現(xiàn)場儀表采集數(shù)據(jù)，通過本地編程或遠(yuǎn)端編程對各種接入信號進(jìn)行處理，并將數(shù)據(jù)通過以態(tài)網(wǎng)傳輸?shù)较到y(tǒng)服務(wù)器，實現(xiàn)計量信息的共享。系統(tǒng)模擬圖所示：

系統(tǒng)組織圖

2.1 HSST-2002JZ智能測控終端

HSST-2002JZ智能測控終端綜合了數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程設(shè)備監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)通信以及信息管理的多項實用技術(shù)與理論，將計算機(jī)控制技術(shù)、信道傳輸技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)有機(jī)結(jié)合，該設(shè)備采用模塊化結(jié)構(gòu)，體積緊湊、高度集中、結(jié)構(gòu)簡潔、易于維護(hù)、擴(kuò)展性好、具有極高的的I/O密集度，它與傳統(tǒng)的采集終端產(chǎn)品相比無論從集成度、結(jié)構(gòu)設(shè)計及處理能力等方面都有其獨特的優(yōu)點，在功能上和性能上都有很大的提高。

2.1.1 完善的硬件配置
內(nèi)置22.1-100Mhz的微處理器，大容量非易失性存儲器，內(nèi)置硬時鐘、數(shù)據(jù)掉電不丟失。

2.1.2 基于以太網(wǎng)絡(luò)的上位網(wǎng)絡(luò)接口
該產(chǎn)品配置有以太網(wǎng)接口，自帶IP地址（IP地址可通過操作面板或上位機(jī)進(jìn)行設(shè)置），遵循標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP Modbus通用協(xié)議（根據(jù)需求可自定義協(xié)議），上位計算機(jī)系統(tǒng)可通過編程或使用通用組態(tài)工具軟件直接進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問。同時也可通過Internet瀏覽器直接察看現(xiàn)場數(shù)據(jù)。由于采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS TCP/IP協(xié)議，因此該設(shè)備也可方便的與集散控制系統(tǒng)（DCS/PLC系統(tǒng)）進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，因此該設(shè)備具有良好的開放性。

2.1.3 基于PLC結(jié)構(gòu)的軟硬件設(shè)計
該產(chǎn)品采用PLC的軟硬件結(jié)構(gòu)，硬件I/O支持模擬量輸入、模擬量輸出，開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出等模塊，可以根據(jù)需要進(jìn)行配置；提供模塊化結(jié)構(gòu)函數(shù)應(yīng)用高級語言，可以通過本地編程或遠(yuǎn)端編程通過網(wǎng)絡(luò)下發(fā)至終端內(nèi)運(yùn)行，程序具備邏輯運(yùn)算和過程控制功能，可以完成復(fù)雜的控制，編程靈活方便?？梢圆捎萌笔〉?a target="_blank">RS485/232通訊協(xié)議與其它智能儀表進(jìn)行通訊，也可以根據(jù)用戶的要求定制任意的RS485/232通訊協(xié)議進(jìn)行通訊。

2.1.4 自動控制和遠(yuǎn)端控制
由于采用PLC結(jié)構(gòu)的軟硬件設(shè)計，該終端可以根據(jù)工程的實際進(jìn)行配置，并通過編程實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的智能控制（過程量控制、PID調(diào)節(jié)控制等）和通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠(yuǎn)端指令控制，因此該設(shè)備的應(yīng)用能滿足實現(xiàn)計量管理和工藝生產(chǎn)控制雙重功能。

2.1.5 緊湊的硬件結(jié)構(gòu)和靈活的安裝方式
該產(chǎn)品采用超大規(guī)模集成電路設(shè)計，板卡小型化，整個終端結(jié)構(gòu)小巧、緊湊、可以盤內(nèi)安裝，也可以壁掛式安裝，靈活性好，適用于在分散性的現(xiàn)場，對于解決企業(yè)分散區(qū)域的計量管理提供理想的硬件支持。

2.1.6 良好的人機(jī)界面設(shè)計
良好的交互功能，設(shè)備配置一體化控制面板，可以輕松的對整個系統(tǒng)進(jìn)行配置及信息瀏覽。

2.1.7 高可靠性、低故障率
該產(chǎn)品的核心部件全部采用進(jìn)口產(chǎn)品，采用高可靠性設(shè)計，硬件故障率低，可以長期無故障在線運(yùn)行，滿足連續(xù)化計量和工藝生產(chǎn)的要求。

2.2 系統(tǒng)設(shè)計方案

根據(jù)計量管理的需要，我們將各檢測和控制點就近分組，每組配備一個采集終端，在終端上組態(tài)實現(xiàn)采集和控制功能，各終端分配唯一的IP地址并就近接入企業(yè)網(wǎng)。采用一臺浪潮服務(wù)器作為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，服務(wù)器通過VB編程實現(xiàn)對各終端的數(shù)據(jù)采集和控制，企業(yè)網(wǎng)內(nèi)其它計算機(jī)可以通過對數(shù)據(jù)庫的訪問實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和生產(chǎn)控制。

2.2.1、系統(tǒng)采用C/S結(jié)構(gòu)，基于ORACLE數(shù)據(jù)庫開發(fā)，數(shù)據(jù)庫管理包括網(wǎng)絡(luò)配置檔案、線路資源檔案、系統(tǒng)參數(shù)檔案、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行流程檔案管理以及實時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫管理等。

2.2.2、服務(wù)器：應(yīng)用程序基于WIN2000NT平臺，用VB（DELPHI）開發(fā)，實現(xiàn)與各測控站和工作站的信息交互，服務(wù)器每2~10秒（可設(shè)定）將儀表數(shù)據(jù)記錄實時數(shù)據(jù)庫，用于現(xiàn)場監(jiān)控及曲線繪制，同時數(shù)據(jù)按設(shè)定的記錄間隔存入歷史數(shù)據(jù)庫，便于歷史數(shù)據(jù)的查詢管理。

2.2.3、客戶端：應(yīng)用程序基于WIN2000NT平臺，用VB（DELPHI）開發(fā)，通過與服務(wù)器的數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)工藝流程繪制、數(shù)據(jù)實時刷新、數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計分析、報表生成打印、曲線繪制、報警處理與查詢、遠(yuǎn)程控制等管理功能的要求。

2.3 計量管理功能

根據(jù)計量調(diào)度管理工作的需求，應(yīng)用軟件具備的主要功能有：

直觀的電子地圖繪制、工藝流程圖繪制，數(shù)據(jù)定位實時刷新顯示功能。
良好的人機(jī)界面操作，提供用戶多種操作方式（包括菜單方式和電子地圖點擊方式等）。
實時的數(shù)據(jù)采集、刷新顯示、存儲功能，監(jiān)控采集周期可根據(jù)用戶要求自行設(shè)定。
實時數(shù)據(jù)的走勢曲線繪制功能。
實時閥門調(diào)節(jié)走勢曲線繪制功能。
歷史數(shù)據(jù)存儲、任意時間段數(shù)據(jù)查詢、曲線繪制以及報表處理打印功能。
定時自動和人工手動切換功能。
遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)定功能。
各檢測點的異常情況（超上下限等）報警及歷史事件存儲、查詢功能。
檢測點信息表及系統(tǒng)配置信息表管理功能。
靈活的系統(tǒng)擴(kuò)展和更改功能，增減新站點和增減線路，只需簡單的對系統(tǒng)配置表進(jìn)行設(shè)置即可完成。
關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的綜合統(tǒng)計、分析、判斷功能：提供總管與相關(guān)聯(lián)的支管流量關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的比較、統(tǒng)計、分析等功能。
對前端執(zhí)行設(shè)備的控制功能。
局域網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)共享功能。
向上層網(wǎng)（如總公司管理網(wǎng)）的互聯(lián)功能
多級密碼權(quán)限管理功能，針對不同的管理級別和職能軟件提供不同操作權(quán)限，以提高系統(tǒng)的保密性和安全性。
通過編程實現(xiàn)自定義功能等。

3、應(yīng)用效果

該設(shè)備的應(yīng)用解決了長期困擾大中型企業(yè)自動化計量管理工作的難題，克服了以往計量管理工作中存在的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)滯、數(shù)據(jù)可信度地、掌握情況不及時、有問題不能及時發(fā)現(xiàn)、不易進(jìn)行科學(xué)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和及時有效的生產(chǎn)調(diào)度等弊端，全面提高了能源信息化管理和生產(chǎn)調(diào)度自動化管理水平，達(dá)到科學(xué)的生產(chǎn)指揮調(diào)度，為企業(yè)ERP建設(shè)提供了可靠的數(shù)據(jù)平臺。