淺談舞鋼計量信息網(wǎng)二期改造

孟繁楠

（河鋼集團舞鋼公司自動化部）

摘 要：大力推廣應(yīng)用信息化技術(shù)，加強計量工作管理，提高計量服務(wù)水平，在滿足結(jié)算計量的基礎(chǔ)上，為節(jié)能降耗做貢獻。

關(guān)鍵詞：舞鋼計量信息網(wǎng)；MOXA Oracle9i；能耗統(tǒng)計分析

1 前言

本項目是“舞鋼計量信息網(wǎng)”項目在能源計量及能源管理方面的擴充改造，特別是在滿足流體計量的結(jié)算職能基礎(chǔ)上，實現(xiàn)能源管理的信息化，為生產(chǎn)廠加強能源管理提供信息，為舞鋼的節(jié)能降耗服務(wù)，全面提升公司計量工作信息化水平。

加強動力能源的管理，加強對各廠的廠際能源結(jié)算和重點工藝用能源計量考核，對于節(jié)能降耗，提高企業(yè)經(jīng)濟效益具有重要意義。

2 開發(fā)背景及簡介

2010年初舞鋼計量信息網(wǎng)系統(tǒng)由20個遠程現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集站、1臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、5臺采集機、1臺數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，1臺WEB服務(wù)器組成，可實現(xiàn)能源數(shù)據(jù)采集、指標計算、能源數(shù)據(jù)分析、系統(tǒng)事件記錄和報警、設(shè)備狀況監(jiān)視，趨勢圖顯示、報表處理和WEB發(fā)布。系統(tǒng)采用485線和MOXA模塊連接現(xiàn)場智能儀表，同時，采用實時數(shù)據(jù)庫Oracle技術(shù)，結(jié)合實時系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)采集、存儲，并將實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進行集成發(fā)布，采用多級系統(tǒng)授權(quán)的系統(tǒng)管理機制，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫與系統(tǒng)運行的安全性，利用VLAN技術(shù)建立本地虛擬網(wǎng)絡(luò)，交系統(tǒng)與本地管理網(wǎng)絡(luò)邏輯隔離。

當時流體計量有300余點能源檢測數(shù)據(jù)入網(wǎng)，存在的問題是網(wǎng)絡(luò)覆蓋面小，入網(wǎng)點數(shù)少，數(shù)據(jù)應(yīng)用水平不高。公司一、二級流體能源配備基本齊全，在結(jié)算上以月結(jié)算為主。存在的問題是對外信息發(fā)布工作遲遲未上，這樣在信息交流與信息共享方面存在嚴重的障礙，使公司計量信息化服務(wù)得不到充分的體現(xiàn)；一些基建工程遺留的計量設(shè)施配備不全問題沒有徹底解決；三級重要工序流體量還沒有上網(wǎng)，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不完備等。

我自動化部“以信息化帶動計量工作”，在完善公司計量基本設(shè)施建設(shè)的基礎(chǔ)上，加強計量管理，加速計量信息系統(tǒng)建設(shè)，采用先進技術(shù)和管理手段實現(xiàn)計量數(shù)據(jù)的實時采集處理，為公司ERP系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并為公司及各廠礦合理調(diào)度使用資源，推動工藝進步提供保證。

3 目標和任務(wù)

建立以計量管理數(shù)據(jù)庫為核心的、涵蓋90%以上能源計量點的計量信息系統(tǒng)，將公司主要管網(wǎng)、重要的動力設(shè)備等的運行數(shù)據(jù)，能源介質(zhì)參數(shù)等信息納入計量管理數(shù)據(jù)庫，為公司生產(chǎn)管理、設(shè)備運行監(jiān)測預(yù)警、能耗分析、成本核算、經(jīng)濟合同管理提供及時、完整、準確的計量和工藝檢測數(shù)據(jù)。提供從瞬時數(shù)據(jù)到小時、班、月到年等時間檔次的統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)；及時統(tǒng)計分析出生產(chǎn)廠或公司為單位的能耗數(shù)據(jù)；建立先進的企業(yè)計量信息和能耗綜合查詢系統(tǒng)，為決策提供可靠的分析數(shù)據(jù)。將公司計量監(jiān)測數(shù)據(jù)的應(yīng)用提高到國內(nèi)先進水平，做到數(shù)據(jù)真實、分析及時，真正成為公司的計量信息中心。

在上述目標基礎(chǔ)上確立的舞鋼計量信息網(wǎng)建設(shè)任務(wù)是：

（1）在完善與擴充計量的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對公司生產(chǎn)主要工藝工序的計量監(jiān)測。

（2）實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的能源計量結(jié)算，從及時性、準確性方面提高結(jié)算服務(wù)質(zhì)量。

（3）利用計量信息系統(tǒng)，實現(xiàn)對計量生產(chǎn)過程的適時監(jiān)測，強化計量生產(chǎn)的指揮調(diào)度功能。

（4）利用計量信息系統(tǒng)，對有關(guān)生產(chǎn)廠提供能源結(jié)算功能、同時提供以能源計量為基礎(chǔ)的消耗計算與分析功能。

（5）利用計量信息系統(tǒng)，對公司有關(guān)部門和領(lǐng)導(dǎo)提供能源消耗統(tǒng)計分析分析功能。

（6）利用計量信息系統(tǒng)，為主要生產(chǎn)廠和公司生產(chǎn)部提供重要流體量管網(wǎng)的運行監(jiān)測功能。

（7）根據(jù)公司信息化的發(fā)展需要，為其它信息系統(tǒng)提供必要的計量信息源。

4 系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程設(shè)計

舞鋼能源計量信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)流程如圖所示，主要有：

（1）數(shù)據(jù)采集站。整個網(wǎng)絡(luò)以自動化部現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集站為中心，分別通過儀表室收集各計量點的流體量數(shù)據(jù)。目前只采集流體量產(chǎn)出廠的發(fā)生量數(shù)據(jù)和流體量消耗廠的使用量數(shù)據(jù)。在本項目功能實現(xiàn)后，增加對主要生產(chǎn)線的工藝量數(shù)據(jù)的采集及處理，在滿足能源計量的同時，實施對重要工藝點的能耗檢測，以實現(xiàn)流體量信息處理的全面網(wǎng)絡(luò)化。

（2）流體量消耗廠現(xiàn)場儀表和生產(chǎn)調(diào)度。通過生產(chǎn)現(xiàn)場的采集并發(fā)送流體配出量數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)采集站，同時該廠生產(chǎn)調(diào)度利用網(wǎng)絡(luò)輸送的自動化部信息或公司總調(diào)信息指揮本廠生產(chǎn)運行。

（3）自動化部生產(chǎn)調(diào)度利用網(wǎng)絡(luò)信息監(jiān)控各類管網(wǎng)的狀況，并指揮現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集站的運行，確保有關(guān)廠礦生產(chǎn)的正常進行；計量辦形成能源統(tǒng)計分析報表報送給公司能源處。

（4）公司總調(diào)通過網(wǎng)絡(luò)信息監(jiān)控各類管網(wǎng)的狀況，并指揮協(xié)調(diào)各生產(chǎn)廠生產(chǎn)運行，確保公司生產(chǎn)的平穩(wěn)順態(tài)運行；能源處通過網(wǎng)絡(luò)掌握全公司的能源產(chǎn)出與消耗狀況，進行綜合統(tǒng)計與分析，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供信息。

5 項目實施

該項目工程包含數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)、數(shù)據(jù)庫建設(shè)和應(yīng)用程序建設(shè)四項。以公司生產(chǎn)的流體量計量為主，實現(xiàn)儀表室數(shù)據(jù)采集、儀表室運行監(jiān)控、管網(wǎng)運行監(jiān)控、能源消耗結(jié)算、能源消耗統(tǒng)計分析等。

5.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)建設(shè)

能源網(wǎng)采集結(jié)構(gòu)示意如圖：

舞鋼計量信息網(wǎng)在舞鋼公司共建立了25個遠程數(shù)據(jù)采集站，此項中新增了一軋鋼、二軋鋼、二煉鋼、一號高壓室和二號高壓室等20多個采集站，采集站附近智能儀表數(shù)據(jù)通過485信號線集中至采集站的MOXA模塊，然后經(jīng)光纖傳至中心機房六臺采集機，數(shù)據(jù)采集服務(wù)器匯總五臺采集機的數(shù)據(jù)，統(tǒng)一寫入Oracle數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

MOXA串口設(shè)備聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器可將RS-232或RS-422/485工業(yè)串口設(shè)備（如PLC，測量儀及傳感器等）立即連上網(wǎng)絡(luò)，就像讓你的串口設(shè)備具有了網(wǎng)口一樣。MOXA串口服務(wù)器提供了Real COM/TTY，TCP Server，TCP Client，和UDP工作模式，可確保與使用標準的網(wǎng)絡(luò)API（Winsock，BSD Sockets）的網(wǎng)絡(luò)軟件具備兼容性。該串口服務(wù)器支持自動IP設(shè)定協(xié)議（DHCP，BootP），以及通過Web Browser console手動設(shè)置。兩者都提供了快速有效的安裝方法。有了MOXA Windows Utility工具，執(zhí)行安裝的動作簡單愉快，所有系統(tǒng)的設(shè)置都可存儲并復(fù)制到其他設(shè)備聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器上。以Visual Basic 6.0作為開發(fā)工具，自主開發(fā)數(shù)據(jù)采集程序，對儀表數(shù)據(jù)進行集中采集。另外在數(shù)據(jù)采集服務(wù)器上自主開發(fā)采集站及各計量點數(shù)據(jù)監(jiān)控畫面，可以更直觀的觀察到各采集站、計量點的情況。使系統(tǒng)維護和故障處理節(jié)省了大量的時間。endprint

5.2 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)

建設(shè)滿足能源計量及電能計量的光纖服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)采集計算機與存儲服務(wù)器之間采用UDP通訊協(xié)議。該系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)Sever-Client的結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)通訊基于VB程序的WinSock控件之間的UDP通訊傳輸，分為心跳（判斷兩個計算機之間的通訊是否正常）信息和數(shù)據(jù)信息兩種。數(shù)據(jù)采集服務(wù)器通過數(shù)據(jù)采集服務(wù)器程序?qū)Ω鱾€站點的采集數(shù)量進行實時的統(tǒng)一監(jiān)視，通過主畫面可直觀地了解現(xiàn)場采集站是否正常工作，采集點數(shù)的變化，心跳信息是否正常（心跳正常代表通訊正常），采集的數(shù)據(jù)是否寫入數(shù)據(jù)庫。

5.3 數(shù)據(jù)庫建設(shè)

建設(shè)基于Oracle9i的計量管理數(shù)據(jù)庫，基本功能包括：原始數(shù)據(jù)保存；日、周、旬、月、年累計；按品種、按用戶、按時間統(tǒng)計查詢分析；數(shù)據(jù)臺帳、設(shè)備臺帳生成；各種報表的生成，包括：日報、周報、旬報、月報、年報，按時間自由生成；部分數(shù)據(jù)的歷史記錄曲線生成和web發(fā)布。能源數(shù)據(jù)的標準折算、發(fā)生量和配出量平衡分析；按日報和月結(jié)算對用戶單位發(fā)布結(jié)算信息。數(shù)據(jù)庫的維護，包括：代碼的生成；部分數(shù)據(jù)人工修正，手工錄入、自動補算等。

5.4 應(yīng)用程序建設(shè)

編制能源計量結(jié)算數(shù)據(jù)分析處理軟件、生產(chǎn)工藝狀態(tài)監(jiān)測軟件、管網(wǎng)運行監(jiān)測軟件以及系統(tǒng)管理軟件，建設(shè)具備生產(chǎn)廠能源消耗管理基礎(chǔ)的應(yīng)用程序架構(gòu)，實現(xiàn)現(xiàn)場采集、故障監(jiān)視、能源介質(zhì)計量示意監(jiān)視報警、能源管理、能耗統(tǒng)計分析管理功能。

利用能源計量管理軟件將采集到的數(shù)據(jù)進行集成發(fā)布，通過JAVA軟件和Oracle9i數(shù)據(jù)庫進行后臺操作，使數(shù)據(jù)更加穩(wěn)定，數(shù)據(jù)實時傳送到各個用戶，客戶端在局域網(wǎng)上通過瀏覽器實時監(jiān)測、打印報表和統(tǒng)計。

6 社會效益和經(jīng)濟效益

2013年下半年該項目開發(fā)完成，舞鋼公司擁有完全的自主知識產(chǎn)權(quán)，社會效益和經(jīng)濟效益明顯。

主要體現(xiàn)在：（1）能源計量網(wǎng)絡(luò)信息管理系統(tǒng)開發(fā)對公司在能源介質(zhì)消耗計量方面有了質(zhì)的飛躍，對統(tǒng)計數(shù)據(jù)提供保證，在應(yīng)用中反映良好，對公司節(jié)約能源消耗方面提供重要依據(jù)。（2）對能源介質(zhì)的自動計量，可提高資源利用率，提高生產(chǎn)效率，提高市場競爭力，提高管理水平，降低生產(chǎn)成本。（3）減少煤氣、廢汽、廢水排放而造成的環(huán)境污染和資源浪費。（4）該項目開發(fā)的工藝、技術(shù)及產(chǎn)品，促進了控制技術(shù)在全公司的推廣，為其它用途計量過程控制的開發(fā)提供了相關(guān)技術(shù)資料。（5）由于實現(xiàn)了能源的科學(xué)、合理分配，避免了能源在生產(chǎn)過程中的浪費，舞鋼公司目前能源費用月均約3000萬元，按節(jié)能效果1～1.5%計算：月可節(jié)約能源費用約30～45萬元，年可節(jié)約約360～540萬元。降低各類故障的直接經(jīng)濟損失每年約100萬元。以上合計年可節(jié)資降損約460～640萬。endprint