智能測控終端在企業計量調度管理中的設計及應用

隨著局域網的應用在大中型企業日漸普及，網絡資源逐漸豐富，物理網絡資源的共享為基于以太的企業計量調度管理網絡建設成為可能。

1、前言

在我國大中型企業，以往傳統的計量信息采集調度管理受企業網絡建設的制約，經過了從早期依賴人工定時巡檢抄錄、人工統計到采用電話線組網或無線專網方式組網，進行定時信息自動采集管理的過程。由于以上兩種組網方式投資少、組網方便，因此在企業局域網建設尚未完善的情況下，一直是企業計量信息調度管理應用的最佳選擇，但是由于其網絡的依賴性、特殊性，兩者都存在傳輸速率低、信號干擾大、誤碼率高、數據交互式實時性差、穩定性差等缺點。隨著計量管理現代化、信息化建設的推進，為更好的滿足企業計量調度管理及ERP建設的要求，這種應用的不適應越來越明顯。如何解決企業發展中所碰到的這個技術準題，搞好計量管理工作，成為擺在自動化技術人員面前的一個現實的問題。隨著計算機測控技術和信息網絡技術日新月異的發展，局域網的應用在大中型企業日漸普及，網絡資源逐漸豐富，物理網絡資源的共享為基于以太的企業計量調度管理網絡建設成為可能。

2、解決方案

由于企業網的物理網絡已經構建成功，資源共享成為可能，計量信息網絡可以構建為企業網的一個邏輯子網，物理上使用企業網的資源，邏輯上自為體系。網絡前端的測控設備，通常可選擇基于IPC結構的計算機系統或PLC系統，IPC基于WINDOWS系統平臺開發，穩定性和可靠性不高；PLC系統受成本投入、協議標準及軟件編程環境的制約；作為大型分散式測控網絡兩者都存在不適應性。HSST-2002JZ智能測控終端作為基于以太網的新一代智能化網絡末端設備，克服了以上兩種系統的弊端，能很好的滿足目前企業計量調度網建設的需求，該終端可以采用數字或模擬方式從現場儀表采集數據，通過本地編程或遠端編程對各種接入信號進行處理，并將數據通過以態網傳輸到系統服務器，實現計量信息的共享。系統模擬圖所示：

系統組織圖

2.1 HSST-2002JZ智能測控終端

HSST-2002JZ智能測控終端綜合了數據采集、遠程設備監控、網絡通信以及信息管理的多項實用技術與理論，將計算機控制技術、信道傳輸技術、網絡管理技術有機結合，該設備采用模塊化結構，體積緊湊、高度集中、結構簡潔、易于維護、擴展性好、具有極高的的I/O密集度，它與傳統的采集終端產品相比無論從集成度、結構設計及處理能力等方面都有其獨特的優點，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
內置22.1-100Mhz的微處理器，大容量非易失性存儲器，內置硬時鐘、數據掉電不丟失。

2.1.2 基于以太網絡的上位網絡接口
該產品配置有以太網接口，自帶IP地址（IP地址可通過操作面板或上位機進行設置），遵循標準TCP/IP Modbus通用協議（根據需求可自定義協議），上位計算機系統可通過編程或使用通用組態工具軟件直接進行數據訪問。同時也可通過Internet瀏覽器直接察看現場數據。由于采用工業標準的MODBUS TCP/IP協議，因此該設備也可方便的與集散控制系統（DCS/PLC系統）進行數據交互，因此該設備具有良好的開放性。

2.1.3 基于PLC結構的軟硬件設計
該產品采用PLC的軟硬件結構，硬件I/O支持模擬量輸入、模擬量輸出，開關量輸入、開關量輸出等模塊，可以根據需要進行配置；提供模塊化結構函數應用高級語言，可以通過本地編程或遠端編程通過網絡下發至終端內運行，程序具備邏輯運算和過程控制功能，可以完成復雜的控制，編程靈活方便。可以采用缺省的RS485/232通訊協議與其它智能儀表進行通訊，也可以根據用戶的要求定制任意的RS485/232通訊協議進行通訊。

2.1.4 自動控制和遠端控制
由于采用PLC結構的軟硬件設計，該終端可以根據工程的實際進行配置，并通過編程實現對現場設備的智能控制（過程量控制、PID調節控制等）和通過網絡實現遠端指令控制，因此該設備的應用能滿足實現計量管理和工藝生產控制雙重功能。

2.1.5 緊湊的硬件結構和靈活的安裝方式
該產品采用超大規模集成電路設計，板卡小型化，整個終端結構小巧、緊湊、可以盤內安裝，也可以壁掛式安裝，靈活性好，適用于在分散性的現場，對于解決企業分散區域的計量管理提供理想的硬件支持。

2.1.6 良好的人機界面設計
良好的交互功能，設備配置一體化控制面板，可以輕松的對整個系統進行配置及信息瀏覽。

2.1.7 高可靠性、低故障率
該產品的核心部件全部采用進口產品，采用高可靠性設計，硬件故障率低，可以長期無故障在線運行，滿足連續化計量和工藝生產的要求。

2.2 系統設計方案

根據計量管理的需要，我們將各檢測和控制點就近分組，每組配備一個采集終端，在終端上組態實現采集和控制功能，各終端分配唯一的IP地址并就近接入企業網。采用一臺浪潮服務器作為數據庫服務器，服務器通過VB編程實現對各終端的數據采集和控制，企業網內其它計算機可以通過對數據庫的訪問實現數據共享和生產控制。

2.2.1、系統采用C/S結構，基于ORACLE數據庫開發，數據庫管理包括網絡配置檔案、線路資源檔案、系統參數檔案、網絡運行流程檔案管理以及實時數據庫、歷史數據庫管理等。

2.2.2、服務器：應用程序基于WIN2000NT平臺，用VB（DELPHI）開發，實現與各測控站和工作站的信息交互，服務器每2~10秒（可設定）將儀表數據記錄實時數據庫，用于現場監控及曲線繪制，同時數據按設定的記錄間隔存入歷史數據庫，便于歷史數據的查詢管理。

2.2.3、客戶端：應用程序基于WIN2000NT平臺，用VB（DELPHI）開發，通過與服務器的數據交互，實現工藝流程繪制、數據實時刷新、數據查詢、統計分析、報表生成打印、曲線繪制、報警處理與查詢、遠程控制等管理功能的要求。

2.3 計量管理功能

根據計量調度管理工作的需求，應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，數據定位實時刷新顯示功能。
良好的人機界面操作，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）。
實時的數據采集、刷新顯示、存儲功能，監控采集周期可根據用戶要求自行設定。
實時數據的走勢曲線繪制功能。
實時閥門調節走勢曲線繪制功能。
歷史數據存儲、任意時間段數據查詢、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。
遠程參數設定功能。
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配置信息表管理功能。
靈活的系統擴展和更改功能，增減新站點和增減線路，只需簡單的對系統配置表進行設置即可完成。
關聯數據的綜合統計、分析、判斷功能：提供總管與相關聯的支管流量關聯數據的比較、統計、分析等功能。
對前端執行設備的控制功能。
局域網內數據共享功能。
向上層網（如總公司管理網）的互聯功能
多級密碼權限管理功能，針對不同的管理級別和職能軟件提供不同操作權限，以提高系統的保密性和安全性。
通過編程實現自定義功能等。

3、應用效果

該設備的應用解決了長期困擾大中型企業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據數據滯、數據可信度地、掌握情況不及時、有問題不能及時發現、不易進行科學數據統計分析和及時有效的生產調度等弊端，全面提高了能源信息化管理和生產調度自動化管理水平，達到科學的生產指揮調度，為企業ERP建設提供了可靠的數據平臺。