一、概述

　　本系統(tǒng)的目的是對全公司范圍內(nèi)風(fēng)、水、電、氣等產(chǎn)品的生產(chǎn)量、使用量（消耗）、庫存及與能源消耗有關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時的采集和存儲，并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計和分析，并提供給有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和部門作為生產(chǎn)指揮與調(diào)度的依據(jù)，做到合理生產(chǎn)，節(jié)能降耗。

　　本系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上分為三級：總公司級、廠級、車間級。各車間（或設(shè)備）的主要數(shù)據(jù)指標(biāo)送到廠級子系統(tǒng)，與全廠有關(guān)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)匯總后再送到總公司級。

　　本系統(tǒng)在技術(shù)上能夠保證長期穩(wěn)定運行，全自動地采集和傳送數(shù)據(jù)，投入運行后，對原生產(chǎn)設(shè)備無任何不利影響。首鋼氧氣廠前期提供六個現(xiàn)場測試點：其中3個流量點，3個壓力點。對氧氣廠與能源消耗有關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時的采集和存儲，并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計和分析，提供給廠領(lǐng)導(dǎo)和部門作為生產(chǎn)指揮與調(diào)度的依據(jù)，做到合理生產(chǎn)，節(jié)能降耗。

　　本系統(tǒng)的實施分為三步進(jìn)行：第一步實現(xiàn)1---3個廠級子系統(tǒng)的建設(shè)；第二步實現(xiàn)公司級互聯(lián)；第三步實現(xiàn)公司內(nèi)其他廠級子系統(tǒng)的建設(shè)和互聯(lián)。

　　二、系統(tǒng)實現(xiàn)目標(biāo)

　　1、以計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)及軟件為手段建立首鋼穩(wěn)定可靠、覆蓋所有有效區(qū)域的分布式生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，建立生產(chǎn)實時、歷史數(shù)據(jù)庫及其管理系統(tǒng)。

　　2、該分布式實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)是一個開放式的、應(yīng)用規(guī)?？勺杂缮炜s的系統(tǒng)。

　　3、通過實時數(shù)據(jù)庫的壓縮功能使全部過程數(shù)據(jù)的歷史趨勢可以保存10年以上。

　　4、該能源管理系統(tǒng)將真正實現(xiàn)

　　能源和過程的可視化

　　能源流向清晰化

　　高峰負(fù)荷降低化

　　能源消耗最優(yōu)化

　　帳單生成自動化

　　三、系統(tǒng)功能及其實現(xiàn)方法

　　系統(tǒng)如圖：

    1、數(shù)據(jù)采集

　　數(shù)據(jù)采集層將以德國GMC公司的U16XX系列數(shù)據(jù)總站為中心，對廠級或車間級的主要生產(chǎn)設(shè)備的能源消耗、設(shè)備產(chǎn)出等主要生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行實時采集、存儲和傳輸。每一臺數(shù)據(jù)總站可以直接聯(lián)接由現(xiàn)場儀表輸出的模擬量標(biāo)準(zhǔn)信號，也可以通過Lonworks現(xiàn)場總線聯(lián)接。數(shù)據(jù)總站具有豐富的管理功能,可對各種不同數(shù)據(jù)進(jìn)行累積計量或趨勢存儲，各數(shù)據(jù)總站之間可以互聯(lián)，可以無縫接入廠級或公司級的局域網(wǎng)，供上級系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的分析和利用。

　　2、生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時顯示、運算、存儲功能

　　(1)采用圖形界面，可根據(jù)用戶的需要創(chuàng)建總貌圖、流程圖、工框圖、趨勢曲線圖、儀表棒圖、報警畫面，實時顯示現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)。各畫面之間可方便的進(jìn)行切換

　　(2)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行運算處理，根據(jù)用戶的需要對現(xiàn)場原始生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計計算，并通過各種形式實時顯示。

　　(3)現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)的定時存儲，可根據(jù)用戶的需要每間隔一定時間對現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲?？杀３质暌陨系臍v史數(shù)據(jù)和報警信息。

　　3、查詢功能

　　形成歷史數(shù)據(jù)庫可方便的進(jìn)行分類查詢

　　(1)單元數(shù)據(jù)查詢

　　(2)實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)查詢、監(jiān)測

　　(3)各類歷史數(shù)據(jù)查詢

　　(4)生產(chǎn)實時趨勢、歷史趨勢查詢

　　4、報表打印功能

　　可根據(jù)用戶的具體要求自動生成和打印各種報表，包括

　?。?）生產(chǎn)日報

　?。?）生產(chǎn)情況月報

　　以便數(shù)據(jù)管理部門或決策者分析能源使用情況，并提供數(shù)據(jù)管理決策的依據(jù)。并且報表格式、數(shù)據(jù)構(gòu)成、采樣間隔等參數(shù)都可隨時更改。

　　5、報警功能

　　具有聲音、圖像等多種報警手段，并提供歷史報警查詢。

　　四、首鋼氧氣廠綜合能源信息系統(tǒng)的實施方案

　　首鋼氧氣廠前期為我們提供了六個現(xiàn)場測試點：其中3個流量點，3個壓力點。

　　1、硬件方案：

　　硬件上選用德國GMC公司的產(chǎn)品搭建系統(tǒng)：數(shù)據(jù)總站選用U1601，6個采集點的模擬量直接連接到U1601的6個模擬量輸入口。將U1601數(shù)據(jù)總站兩個RS232接口的其中一個連接一個COMSERVER,將數(shù)據(jù)總站輸出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為局域網(wǎng)上可傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，然后送到局域網(wǎng)上的PC機(jī)里進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、分析和處理，以便有關(guān)人員利于查看和利用。如圖：

　　2.軟件方案：

　　本系統(tǒng)使用三維公司HMI軟件產(chǎn)品力控2.6（FORCECONTROL2.6）工業(yè)監(jiān)控組態(tài)軟件，以圖形化的方式顯示各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)，自動生成各種統(tǒng)計報表，報警記錄等等。其軟件實施方案如下：

　　◆數(shù)據(jù)采集：以廠級局域網(wǎng)上的某個PC機(jī)作為數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，安裝FORCECONTROL2.6監(jiān)控組態(tài)軟件，它以以太網(wǎng)形式與現(xiàn)場數(shù)據(jù)總站通訊，將U1601上的數(shù)據(jù)采集到PC機(jī)。

　　◆廠級數(shù)據(jù)應(yīng)用：該P(yáng)C機(jī)作為網(wǎng)絡(luò)上服務(wù)器端，通過力控網(wǎng)絡(luò)服務(wù)程序NetServer，其它一個或多個網(wǎng)絡(luò)結(jié)點機(jī)上安裝的力控客戶端網(wǎng)絡(luò)服務(wù)程序NetClient連接到服務(wù)器端，訪問服務(wù)器端，并可以對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置和管理。

　　◆公司級數(shù)據(jù)應(yīng)用：公司級以上的局域網(wǎng)上的其他用戶無須安裝力控軟件，而只需通過微軟IE瀏覽器就可以查詢到數(shù)據(jù)總站上的數(shù)據(jù)，同時進(jìn)行報表打印等操作。

　　軟件配置：

　　1.FORCECONTROL2.6服務(wù)器端軟件

　　說明：安裝在局域網(wǎng)上作為服務(wù)器的結(jié)點機(jī)上用于和U1601進(jìn)行通訊，并且通過TCP/IP方式，作為其他結(jié)點機(jī)的服務(wù)器端。

　　2.FORCECONTROL2.6客戶端軟件

　　說明：廠級局域網(wǎng)上一臺或多臺結(jié)點機(jī)每臺安裝一套，用于訪問服務(wù)器端數(shù)據(jù)，并通過服務(wù)器端向數(shù)據(jù)總站設(shè)置管理數(shù)據(jù)。

　　3.WEBSERVER程序

　　說明：運行在服務(wù)器端結(jié)點機(jī)上，將監(jiān)控畫面發(fā)布，以便與公司級網(wǎng)絡(luò)結(jié)點機(jī)通過微軟IE瀏覽器查詢能源數(shù)據(jù)。

　　附錄

　　力控2.6版本突出特點：

　　1、國際領(lǐng)先的過渡色與漸進(jìn)色功能，從根本上解決了很多同類軟件在過多使用過渡色、漸進(jìn)色該功能時，嚴(yán)重影響畫面刷新速度和系統(tǒng)運行效率的問題。優(yōu)化設(shè)計的調(diào)色板，使用戶更加方便多種顏色的選擇。

　　2、新增更多的矢量子圖，制作工程畫面更快捷。

　　3、提供面向?qū)ο缶幊谭绞?，?nèi)置間接變量、對象變量、模板變量，方便您構(gòu)造強(qiáng)大的企業(yè)級運行系統(tǒng)。

　　4、優(yōu)化的實時數(shù)據(jù)庫管理工具，工程管理更輕松。

　　5、國內(nèi)領(lǐng)先的網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)架，支持多層次網(wǎng)絡(luò)冗余及故障切換。增強(qiáng)的Web功能和Internet/Intranet瀏覽器技術(shù)，直接支持多文檔。

　　6、國內(nèi)獨一的內(nèi)置實時關(guān)系數(shù)據(jù)庫，免去您在向管理信息系統(tǒng)延伸時必須捆綁各種第三方關(guān)系數(shù)據(jù)庫所帶來的煩惱。

　　7、增強(qiáng)的I/O框架，不僅增加了I/O冗余、直接讀取記錄設(shè)備存儲數(shù)據(jù)等高級功能，同時具備了更好的開放性和靈活性。

　　◆系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性

　　力控吸收了國際上眾多知名DCS控制軟件的思想精華，并經(jīng)歷了大量復(fù)雜工程應(yīng)用的嚴(yán)峻考驗。它徹底解決了很多監(jiān)控組態(tài)軟件不穩(wěn)定或死機(jī)問題，為用戶解除了后顧之憂。

　　◆安全保護(hù)功能

　　力控提供了完備的安全保護(hù)機(jī)制，以保證生產(chǎn)過程的安全可靠。力控的用戶管理將用戶分為操作工、班長、工程師、系統(tǒng)管理員等多個級別，并可根據(jù)級別限制對重要工藝參數(shù)的修改，以有效避免生產(chǎn)過程中的誤操作。

　　◆報警和事件記錄功能

　　力控在運行時自動記錄系統(tǒng)狀態(tài)變化、操作過程等重要事件。一旦發(fā)生事故，可就此作為分析事故原因的依據(jù)，為實現(xiàn)事故追憶，提供基礎(chǔ)資料。

　　◆網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　力控是真正的分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在工程項目中用戶可以根據(jù)實際需要，靈活地構(gòu)建符合要求的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

　　◆WWW網(wǎng)絡(luò)功能

　　力控的WebServer功能不是由JAVA語言編寫的，具有更好的實時性。以Internet方式調(diào)用力控界面的速度要比解釋性語言JAVA的速度快數(shù)倍，確保了實時應(yīng)用的速度。

　　◆完善的多層次網(wǎng)絡(luò)熱備功能

　　力控支持多層次網(wǎng)絡(luò)冗余，支持報警、歷史數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)時鐘的同步。在雙機(jī)冗余基礎(chǔ)上，其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點自動跟蹤冗余主/從機(jī)的切換。各個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點不僅可以監(jiān)視，還能夠進(jìn)行控制。

　　◆分布式實時數(shù)據(jù)庫

　　力控實時數(shù)據(jù)庫內(nèi)置多種功能塊，可實現(xiàn)累計、統(tǒng)計、控制、線形化、PID控制、各種運算等功能。數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)按區(qū)域管理，通過高效的壓縮技術(shù)和海量的存儲技術(shù)，可以處理10萬點以上的數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)可以保存5年以上并保證數(shù)據(jù)處理精度和速度，是生產(chǎn)人員分析生產(chǎn)過程變化規(guī)律的有力工具。數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)為可組態(tài)的“活結(jié)構(gòu)”，用戶可根據(jù)實際需要自定義自己的各類數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，方便對數(shù)據(jù)的管理和查找。運行于不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的力控實時數(shù)據(jù)庫可以互相訪問。

　　功能特征

　　豐富的圖形開發(fā)工具

　　力控優(yōu)化設(shè)計的圖庫，提供了豐富的子圖和“子圖精靈”，任意拖拽不變形，使您的工程畫面精益求精。

　　自定義運行菜單

　　力控支持用戶自定義菜單，其中包括窗口彈出式菜單和定義在各個圖形對象上的右鍵菜單。配合腳本程序與自定義菜單，可以實現(xiàn)更為靈活與復(fù)雜的人機(jī)交互過程。

　　報表功能

　　力控的內(nèi)置式“萬能報表”，像EXCEL等電子表格一樣，任意設(shè)置報表格式，實現(xiàn)各種運算、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、統(tǒng)計分析、報表打印等功能。萬能報表可處理顯示任意實時數(shù)據(jù)和任意時刻的歷史數(shù)據(jù)，形成實時報表、歷史報表或格式更為復(fù)雜的報表。萬能報表并具備豐富的報表函數(shù)進(jìn)行控制。另外還可形成報表模板，多次使用。

　　打印

　　內(nèi)置多種打印函數(shù)，可根據(jù)畫面的大小進(jìn)行任意設(shè)置打印范圍。

　　動作腳本語言

　　動作腳本類型和觸發(fā)方式多樣，支持?jǐn)?shù)組運算和循環(huán)控制。

　　I/O驅(qū)動

　　力控?fù)碛胸S富的I/O驅(qū)動程序，支持多種硬件設(shè)備和通訊協(xié)議。

　　支持RS232/422/485、Ethernet、Arcnet、Can、LonWorks、MODBUS、PROFIBUS等各種