智能测控终端在企业计量调度管理中的设计及应用

智能测控终端在企业计量调度管理中的设计及应用

随着局域网的应用在大中型企业日渐普及，网络资源逐渐丰富，物理网络资源的共享为基于以太的企业计量调度管理网络建设成为可能。

1、前言

在我国大中型企业，以往传统的计量信息采集调度管理受企业网络建设的制约，经过了从早期依赖人工定时巡检抄录、人工统计到采用电话线组网或无线专网方式组网，进行定时信息自动采集管理的过程。由于以上两种组网方式投资少、组网方便，因此在企业局域网建设尚未完善的情况下，一直是企业计量信息调度管理应用的最佳选择，但是由于其网络的依赖性、特殊性，两者都存在传输速率低、信号干扰大、误码率高、数据交互式实时性差、稳定性差等缺点。随着计量管理现代化、信息化建设的推进，为更好的满足企业计量调度管理及ERP建设的要求，这种应用的不适应越来越明显。如何解决企业发展中所碰到的这个技术准题，搞好计量管理工作，成为摆在自动化技术人员面前的一个现实的问题。随着计算机测控技术和信息网络技术日新月异的发展，局域网的应用在大中型企业日渐普及，网络资源逐渐丰富，物理网络资源的共享为基于以太的企业计量调度管理网络建设成为可能。

2、解决方案

由于企业网的物理网络已经构建成功，资源共享成为可能，计量信息网络可以构建为企业网的一个逻辑子网，物理上使用企业网的资源，逻辑上自为体系。网络前端的测控设备，通常可选择基于IPC结构的计算机系统或PLC系统，IPC基于WINDOWS系统平台开发，稳定性和可靠性不高；PLC系统受成本投入、协议标准及软件编程环境的制约；作为大型分散式测控网络两者都存在不适应性。HSST-2002JZ智能测控终端作为基于以太网的新一代智能化网络末端设备，克服了以上两种系统的弊端，能很好的满足目前企业计量调度网建设的需求，该终端可以采用数字或模拟方式从现场仪表采集数据，通过本地编程或远端编程对各种接入信号进行处理，并将数据通过以态网传输到系统服务器，实现计量信息的共享。系统模拟图所示：

系统组织图

2.1 HSST-2002JZ智能测控终端

HSST-2002JZ智能测控终端综合了数据采集、远程设备监控、网络通信以及信息管理的多项实用技术与理论，将计算机控制技术、信道传输技术、网络管理技术有机结合，该设备采用模块化结构，体积紧凑、高度集中、结构简洁、易于维护、扩展性好、具有极高的的I/O密集度，它与传统的采集终端产品相比无论从集成度、结构设计及处理能力等方面都有其独特的优点，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
内置22.1-100Mhz的微处理器，大容量非易失性存储器，内置硬时钟、数据掉电不丢失。

2.1.2 基于以太网络的上位网络接口
该产品配置有以太网接口，自带IP地址（IP地址可通过操作面板或上位机进行设置），遵循标准TCP/IP Modbus通用协议（根据需求可自定义协议），上位计算机系统可通过编程或使用通用组态工具软件直接进行数据访问。同时也可通过Internet浏览器直接察看现场数据。由于采用工业标准的MODBUS TCP/IP协议，因此该设备也可方便的与集散控制系统（DCS/PLC系统）进行数据交互，因此该设备具有良好的开放性。

2.1.3 基于PLC结构的软硬件设计
该产品采用PLC的软硬件结构，硬件I/O支持模拟量输入、模拟量输出，开关量输入、开关量输出等模块，可以根据需要进行配置；提供模块化结构函数应用高级语言，可以通过本地编程或远端编程通过网络下发至终端内运行，程序具备逻辑运算和过程控制功能，可以完成复杂的控制，编程灵活方便。可以采用缺省的RS485/232通讯协议与其它智能仪表进行通讯，也可以根据用户的要求定制任意的RS485/232通讯协议进行通讯。

2.1.4 自动控制和远端控制
由于采用PLC结构的软硬件设计，该终端可以根据工程的实际进行配置，并通过编程实现对现场设备的智能控制（过程量控制、PID调节控制等）和通过网络实现远端指令控制，因此该设备的应用能满足实现计量管理和工艺生产控制双重功能。

2.1.5 紧凑的硬件结构和灵活的安装方式
该产品采用超大规模集成电路设计，板卡小型化，整个终端结构小巧、紧凑、可以盘内安装，也可以壁挂式安装，灵活性好，适用于在分散性的现场，对于解决企业分散区域的计量管理提供理想的硬件支持。

2.1.6 良好的人机界面设计
良好的交互功能，设备配置一体化控制面板，可以轻松的对整个系统进行配置及信息浏览。

2.1.7 高可靠性、低故障率
该产品的核心部件全部采用进口产品，采用高可靠性设计，硬件故障率低，可以长期无故障在线运行，满足连续化计量和工艺生产的要求。

2.2 系统设计方案

根据计量管理的需要，我们将各检测和控制点就近分组，每组配备一个采集终端，在终端上组态实现采集和控制功能，各终端分配唯一的IP地址并就近接入企业网。采用一台浪潮服务器作为数据库服务器，服务器通过VB编程实现对各终端的数据采集和控制，企业网内其它计算机可以通过对数据库的访问实现数据共享和生产控制。

2.2.1、系统采用C/S结构，基于ORACLE数据库开发，数据库管理包括网络配置档案、线路资源档案、系统参数档案、网络运行流程档案管理以及实时数据库、历史数据库管理等。

2.2.2、服务器：应用程序基于WIN2000NT平台，用VB（DELPHI）开发，实现与各测控站和工作站的信息交互，服务器每2~10秒（可设定）将仪表数据记录实时数据库，用于现场监控及曲线绘制，同时数据按设定的记录间隔存入历史数据库，便于历史数据的查询管理。

2.2.3、客户端：应用程序基于WIN2000NT平台，用VB（DELPHI）开发，通过与服务器的数据交互，实现工艺流程绘制、数据实时刷新、数据查询、统计分析、报表生成打印、曲线绘制、报警处理与查询、远程控制等管理功能的要求。

2.3 计量管理功能

根据计量调度管理工作的需求，应用软件具备的主要功能有：

直观的电子地图绘制、工艺流程图绘制，数据定位实时刷新显示功能。
良好的人机界面操作，提供用户多种操作方式（包括菜单方式和电子地图点击方式等）。
实时的数据采集、刷新显示、存储功能，监控采集周期可根据用户要求自行设定。
实时数据的走势曲线绘制功能。
实时阀门调节走势曲线绘制功能。
历史数据存储、任意时间段数据查询、曲线绘制以及报表处理打印功能。
定时自动和人工手动切换功能。
远程参数设定功能。
各检测点的异常情况（超上下限等）报警及历史事件存储、查询功能。
检测点信息表及系统配置信息表管理功能。
灵活的系统扩展和更改功能，增减新站点和增减线路，只需简单的对系统配置表进行设置即可完成。
关联数据的综合统计、分析、判断功能：提供总管与相关联的支管流量关联数据的比较、统计、分析等功能。
对前端执行设备的控制功能。
局域网内数据共享功能。
向上层网（如总公司管理网）的互联功能
多级密码权限管理功能，针对不同的管理级别和职能软件提供不同操作权限，以提高系统的保密性和安全性。
通过编程实现自定义功能等。

3、应用效果

该设备的应用解决了长期困扰大中型企业自动化计量管理工作的难题，克服了以往计量管理工作中存在的数据数据滞、数据可信度地、掌握情况不及时、有问题不能及时发现、不易进行科学数据统计分析和及时有效的生产调度等弊端，全面提高了能源信息化管理和生产调度自动化管理水平，达到科学的生产指挥调度，为企业ERP建设提供了可靠的数据平台。