孟繁楠

（河鋼集團(tuán)舞鋼公司自動(dòng)化部）

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

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

1 前言

本項(xiàng)目是“舞鋼計(jì)量信息網(wǎng)”項(xiàng)目在能源計(jì)量及能源管理方面的擴(kuò)充改造，特別是在滿(mǎn)足流體計(jì)量的結(jié)算職能基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)能源管理的信息化，為生產(chǎn)廠(chǎng)加強(qiáng)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(jì)量工作信息化水平。

加強(qiáng)動(dòng)力能源的管理，加強(qiáng)對(duì)各廠(chǎng)的廠(chǎng)際能源結(jié)算和重點(diǎn)工藝用能源計(jì)量考核，對(duì)于節(jié)能降耗，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。

2 開(kāi)發(fā)背景及簡(jiǎn)介

2010年初舞鋼計(jì)量信息網(wǎng)系統(tǒng)由20個(gè)遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集站、1臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、5臺(tái)采集機(jī)、1臺(tái)數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，1臺(tái)WEB服務(wù)器組成，可實(shí)現(xiàn)能源數(shù)據(jù)采集、指標(biāo)計(jì)算、能源數(shù)據(jù)分析、系統(tǒng)事件記錄和報(bào)警、設(shè)備狀況監(jiān)視，趨勢(shì)圖顯示、報(bào)表處理和WEB發(fā)布。系統(tǒng)采用485線(xiàn)和MOXA模塊連接現(xiàn)場(chǎng)智能儀表，同時(shí)，采用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)Oracle技術(shù)，結(jié)合實(shí)時(shí)系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)，并將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行集成發(fā)布，采用多級(jí)系統(tǒng)授權(quán)的系統(tǒng)管理機(jī)制，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)與系統(tǒng)運(yùn)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(dāng)時(shí)流體計(jì)量有300余點(diǎn)能源檢測(cè)數(shù)據(jù)入網(wǎng)，存在的問(wèn)題是網(wǎng)絡(luò)覆蓋面小，入網(wǎng)點(diǎn)數(shù)少，數(shù)據(jù)應(yīng)用水平不高。公司一、二級(jí)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(wèn)題是對(duì)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(yán)重的障礙，使公司計(jì)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(jì)量設(shè)施配備不全問(wèn)題沒(méi)有徹底解決；三級(jí)重要工序流體量還沒(méi)有上網(wǎng)，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不完備等。

我自動(dòng)化部“以信息化帶動(dòng)計(jì)量工作”，在完善公司計(jì)量基本設(shè)施建設(shè)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)計(jì)量管理，加速計(jì)量信息系統(tǒng)建設(shè)，采用先進(jìn)技術(shù)和管理手段實(shí)現(xiàn)計(jì)量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)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(chǎng)礦合理調(diào)度使用資源，推動(dòng)工藝進(jìn)步提供保證。

3 目標(biāo)和任務(wù)

建立以計(jì)量管理數(shù)據(jù)庫(kù)為核心的、涵蓋90%以上能源計(jì)量點(diǎn)的計(jì)量信息系統(tǒng)，將公司主要管網(wǎng)、重要的動(dòng)力設(shè)備等的運(yùn)行數(shù)據(jù)，能源介質(zhì)參數(shù)等信息納入計(jì)量管理數(shù)據(jù)庫(kù)，為公司生產(chǎn)管理、設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警、能耗分析、成本核算、經(jīng)濟(jì)合同管理提供及時(shí)、完整、準(zhǔn)確的計(jì)量和工藝檢測(cè)數(shù)據(jù)。提供從瞬時(shí)數(shù)據(jù)到小時(shí)、班、月到年等時(shí)間檔次的統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)；及時(shí)統(tǒng)計(jì)分析出生產(chǎn)廠(chǎng)或公司為單位的能耗數(shù)據(jù)；建立先進(jìn)的企業(yè)計(jì)量信息和能耗綜合查詢(xún)系統(tǒng)，為決策提供可靠的分析數(shù)據(jù)。將公司計(jì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的應(yīng)用提高到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，做到數(shù)據(jù)真實(shí)、分析及時(shí)，真正成為公司的計(jì)量信息中心。

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

（1）在完善與擴(kuò)充計(jì)量的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)公司生產(chǎn)主要工藝工序的計(jì)量監(jiān)測(cè)。

（2）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的能源計(jì)量結(jié)算，從及時(shí)性、準(zhǔn)確性方面提高結(jié)算服務(wù)質(zhì)量。

（3）利用計(jì)量信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)量生產(chǎn)過(guò)程的適時(shí)監(jiān)測(cè)，強(qiáng)化計(jì)量生產(chǎn)的指揮調(diào)度功能。

（4）利用計(jì)量信息系統(tǒng)，對(duì)有關(guān)生產(chǎn)廠(chǎng)提供能源結(jié)算功能、同時(shí)提供以能源計(jì)量為基礎(chǔ)的消耗計(jì)算與分析功能。

（5）利用計(jì)量信息系統(tǒng)，對(duì)公司有關(guān)部門(mén)和領(lǐng)導(dǎo)提供能源消耗統(tǒng)計(jì)分析分析功能。

（6）利用計(jì)量信息系統(tǒng)，為主要生產(chǎn)廠(chǎng)和公司生產(chǎn)部提供重要流體量管網(wǎng)的運(yùn)行監(jiān)測(cè)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(jì)量信息源。

4 系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)

舞鋼能源計(jì)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(gè)網(wǎng)絡(luò)以自動(dòng)化部現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集站為中心，分別通過(guò)儀表室收集各計(jì)量點(diǎn)的流體量數(shù)據(jù)。目前只采集流體量產(chǎn)出廠(chǎng)的發(fā)生量數(shù)據(jù)和流體量消耗廠(chǎng)的使用量數(shù)據(jù)。在本項(xiàng)目功能實(shí)現(xiàn)后，增加對(duì)主要生產(chǎn)線(xiàn)的工藝量數(shù)據(jù)的采集及處理，在滿(mǎn)足能源計(jì)量的同時(shí)，實(shí)施對(duì)重要工藝點(diǎn)的能耗檢測(cè)，以實(shí)現(xiàn)流體量信息處理的全面網(wǎng)絡(luò)化。

（2）流體量消耗廠(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)儀表和生產(chǎn)調(diào)度。通過(guò)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)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(shí)該廠(chǎng)生產(chǎn)調(diào)度利用網(wǎng)絡(luò)輸送的自動(dòng)化部信息或公司總調(diào)信息指揮本廠(chǎng)生產(chǎn)運(yùn)行。

（3）自動(dòng)化部生產(chǎn)調(diào)度利用網(wǎng)絡(luò)信息監(jiān)控各類(lèi)管網(wǎng)的狀況，并指揮現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集站的運(yùn)行，確保有關(guān)廠(chǎng)礦生產(chǎn)的正常進(jìn)行；計(jì)量辦形成能源統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表報(bào)送給公司能源處。

（4）公司總調(diào)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)信息監(jiān)控各類(lèi)管網(wǎng)的狀況，并指揮協(xié)調(diào)各生產(chǎn)廠(chǎng)生產(chǎn)運(yùn)行，確保公司生產(chǎn)的平穩(wěn)順態(tài)運(yùn)行；能源處通過(guò)網(wǎng)絡(luò)掌握全公司的能源產(chǎn)出與消耗狀況，進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)與分析，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供信息。

5 項(xiàng)目實(shí)施

該項(xiàng)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(kù)建設(shè)和應(yīng)用程序建設(shè)四項(xiàng)。以公司生產(chǎn)的流體量計(jì)量為主，實(shí)現(xiàn)儀表室數(shù)據(jù)采集、儀表室運(yùn)行監(jiān)控、管網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控、能源消耗結(jié)算、能源消耗統(tǒng)計(jì)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(jì)量信息網(wǎng)在舞鋼公司共建立了25個(gè)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集站，此項(xiàng)中新增了一軋鋼、二軋鋼、二煉鋼、一號(hào)高壓室和二號(hào)高壓室等20多個(gè)采集站，采集站附近智能儀表數(shù)據(jù)通過(guò)485信號(hào)線(xiàn)集中至采集站的MOXA模塊，然后經(jīng)光纖傳至中心機(jī)房六臺(tái)采集機(jī)，數(shù)據(jù)采集服務(wù)器匯總五臺(tái)采集機(jī)的數(shù)據(jù)，統(tǒng)一寫(xiě)入Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)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(cè)量?jī)x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(biāo)準(zhǔn)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(dòng)IP設(shè)定協(xié)議（DHCP，BootP），以及通過(guò)Web Browser console手動(dòng)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(dòng)作簡(jiǎn)單愉快，所有系統(tǒng)的設(shè)置都可存儲(chǔ)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(kāi)發(fā)工具，自主開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)采集程序，對(duì)儀表數(shù)據(jù)進(jìn)行集中采集。另外在數(shù)據(jù)采集服務(wù)器上自主開(kāi)發(fā)采集站及各計(jì)量點(diǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)控畫(huà)面，可以更直觀的觀察到各采集站、計(jì)量點(diǎn)的情況。使系統(tǒng)維護(hù)和故障處理節(jié)省了大量的時(shí)間。endprint

5.2 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)

建設(shè)滿(mǎn)足能源計(jì)量及電能計(jì)量的光纖服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)與存儲(chǔ)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(gè)計(jì)算機(jī)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(guò)數(shù)據(jù)采集服務(wù)器程序?qū)Ω鱾€(gè)站點(diǎn)的采集數(shù)量進(jìn)行實(shí)時(shí)的統(tǒng)一監(jiān)視，通過(guò)主畫(huà)面可直觀地了解現(xiàn)場(chǎng)采集站是否正常工作，采集點(diǎn)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(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)。

5.3 數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)

建設(shè)基于Oracle9i的計(jì)量管理數(shù)據(jù)庫(kù)，基本功能包括：原始數(shù)據(jù)保存；日、周、旬、月、年累計(jì)；按品種、按用戶(hù)、按時(shí)間統(tǒng)計(jì)查詢(xún)分析；數(shù)據(jù)臺(tái)帳、設(shè)備臺(tái)帳生成；各種報(bào)表的生成，包括：日?qǐng)?bào)、周報(bào)、旬報(bào)、月報(bào)、年報(bào)，按時(shí)間自由生成；部分?jǐn)?shù)據(jù)的歷史記錄曲線(xiàn)生成和web發(fā)布。能源數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)折算、發(fā)生量和配出量平衡分析；按日?qǐng)?bào)和月結(jié)算對(duì)用戶(hù)單位發(fā)布結(jié)算信息。數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)，包括：代碼的生成；部分?jǐn)?shù)據(jù)人工修正，手工錄入、自動(dòng)補(bǔ)算等。

5.4 應(yīng)用程序建設(shè)

編制能源計(jì)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(cè)軟件、管網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)軟件以及系統(tǒng)管理軟件，建設(shè)具備生產(chǎn)廠(chǎng)能源消耗管理基礎(chǔ)的應(yīng)用程序架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)采集、故障監(jiān)視、能源介質(zhì)計(jì)量示意監(jiān)視報(bào)警、能源管理、能耗統(tǒng)計(jì)分析管理功能。

利用能源計(jì)量管理軟件將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行集成發(fā)布，通過(guò)JAVA軟件和Oracle9i數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行后臺(tái)操作，使數(shù)據(jù)更加穩(wěn)定，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到各個(gè)用戶(hù)，客戶(hù)端在局域網(wǎng)上通過(guò)瀏覽器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、打印報(bào)表和統(tǒng)計(jì)。

6 社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益

2013年下半年該項(xiàng)目開(kāi)發(fā)完成，舞鋼公司擁有完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益明顯。

主要體現(xiàn)在：（1）能源計(jì)量網(wǎng)絡(luò)信息管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)對(duì)公司在能源介質(zhì)消耗計(jì)量方面有了質(zhì)的飛躍，對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)提供保證，在應(yīng)用中反映良好，對(duì)公司節(jié)約能源消耗方面提供重要依據(jù)。（2）對(duì)能源介質(zhì)的自動(dòng)計(jì)量，可提高資源利用率，提高生產(chǎn)效率，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(fèi)。（4）該項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的工藝、技術(shù)及產(chǎn)品，促進(jìn)了控制技術(shù)在全公司的推廣，為其它用途計(jì)量過(guò)程控制的開(kāi)發(fā)提供了相關(guān)技術(shù)資料。（5）由于實(shí)現(xiàn)了能源的科學(xué)、合理分配，避免了能源在生產(chǎn)過(guò)程中的浪費(fèi)，舞鋼公司目前能源費(fèi)用月均約3000萬(wàn)元，按節(jié)能效果1～1.5%計(jì)算：月可節(jié)約能源費(fèi)用約30～45萬(wàn)元，年可節(jié)約約360～540萬(wàn)元。降低各類(lèi)故障的直接經(jīng)濟(jì)損失每年約100萬(wàn)元。以上合計(jì)年可節(jié)資降損約460～640萬(wàn)。endprint