前言

企業(yè)信息化已經(jīng)形成了從DCS/PLC/SCADA等過(guò)程控制系統(tǒng)到MES到ERP的三層模型。過(guò)程控制及數(shù)據(jù)采集層主要是按裝置監(jiān)測(cè)、控制生產(chǎn)過(guò)程，保證生產(chǎn)的安全進(jìn)行和產(chǎn)品質(zhì)量；MES層負(fù)責(zé)集成全廠(chǎng)所有系統(tǒng)，形成全廠(chǎng)數(shù)據(jù)平臺(tái)，并為生產(chǎn)管理服務(wù)，分析數(shù)據(jù)；ERP層負(fù)責(zé)全廠(chǎng)的經(jīng)營(yíng)管理，和事務(wù)性管理。

余熱電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)屬于MES層，是在基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)上的集實(shí)時(shí)信息、生產(chǎn)記錄、調(diào)度指揮、綜合統(tǒng)計(jì)、能源調(diào)配于一體的綜合信息平臺(tái)。 隨著集團(tuán)余熱發(fā)電業(yè)務(wù)BOT項(xiàng)目的逐漸增多，并且分布于全國(guó)各地。 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上遵循以下建設(shè)原則：

現(xiàn)有資源最大利用原則

充分利用現(xiàn)有的系統(tǒng)資源，盡最大程度減少客戶(hù)的總體采購(gòu)費(fèi)用。

投資經(jīng)濟(jì)性原則

在滿(mǎn)足目前系統(tǒng)運(yùn)行要求和一定時(shí)期內(nèi)系統(tǒng)運(yùn)行要求的前提下，選擇投資最經(jīng)濟(jì)的方案，從而滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)性?xún)r(jià)比的要求。同時(shí)，系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中充分考慮了開(kāi)放性和可伸縮性，用戶(hù)可以根據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用的不斷成熟，通過(guò)增加、更換模塊的方式，方便快捷的擴(kuò)展系統(tǒng)的能力，從而能夠充分地保護(hù)用戶(hù)的投資。

統(tǒng)一完整性原則

整體框架、功能不變，獨(dú)立于應(yīng)用進(jìn)行全面規(guī)劃、統(tǒng)一協(xié)調(diào)。

立足企業(yè)全局應(yīng)用，對(duì)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)硬件平臺(tái)、接口、信息編碼體系、應(yīng)用軟件功能等進(jìn)行統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，避免交叉重復(fù)，減少資源浪費(fèi)，合理劃分網(wǎng)絡(luò)層次、結(jié)構(gòu)和信息流向，充分考慮實(shí)時(shí)信息的特殊要求，充分考慮系統(tǒng)接口和容量，滿(mǎn)足系統(tǒng)擴(kuò)建以及擴(kuò)展其他應(yīng)用的需要。

先進(jìn)性原則

選擇主流新技術(shù)，具備未來(lái)的可持續(xù)建設(shè)性、可適應(yīng)性能力。

在軟件的選擇上保證提供的所有軟件產(chǎn)品為最新正式版本；具有很好的開(kāi)放性，支持相關(guān)的主流標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范；支持主流的操作系統(tǒng)和硬件平臺(tái)。在開(kāi)發(fā)技術(shù)和手段上具有先進(jìn)性，采用國(guó)際上先進(jìn)的技術(shù)成果，具有良好的升級(jí)能力，設(shè)計(jì)及配件具有良好的靈活性。在業(yè)務(wù)上，滿(mǎn)足未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)的要求。

安全性原則

確保現(xiàn)有系統(tǒng)在項(xiàng)目過(guò)程中的延續(xù)可用性、安全運(yùn)行性。

系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)具備相應(yīng)安全措施，防止未經(jīng)授權(quán)的用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行非法訪(fǎng)問(wèn)。在使用平臺(tái)及查詢(xún)系統(tǒng)多樣化的情況下，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、應(yīng)用系統(tǒng)等多個(gè)方面設(shè)置安全措施，以確保符合安全性要求。

系統(tǒng)可靠性

采用先進(jìn)可靠的容錯(cuò)技術(shù)，保證任何軟件模塊的維護(hù)和更新都不影響其它軟件模塊，軟件具有容錯(cuò)能力。不同時(shí)期軟件版本能向下兼容，軟件版本易于升級(jí)，且在升級(jí)過(guò)程中不影響系統(tǒng)運(yùn)行。及時(shí)提供最新版本的軟件，且該軟件是經(jīng)過(guò)測(cè)試正式推出的，其可靠性、穩(wěn)定性經(jīng)過(guò)嚴(yán)格驗(yàn)證。

系統(tǒng)可管理性

產(chǎn)品具備安裝、使用方便等特點(diǎn)，同時(shí)具有較強(qiáng)的管理手段，能夠合理配置和調(diào)整系統(tǒng)資源，監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，控制系統(tǒng)運(yùn)行，并能夠利用軟件的可管理能力，做到集中存儲(chǔ)、集中備份、集中管理。

系統(tǒng)邏輯架構(gòu)如下所示：

系統(tǒng)邏輯架構(gòu)圖如上圖所示，分為總部側(cè)和余熱電站側(cè)兩部分。

(一)余熱電站側(cè)

在各余熱電站側(cè)，放置一臺(tái)數(shù)據(jù)采集接口機(jī)，其上安裝與各控制系統(tǒng)的接口軟件（包括OPC接口軟件和開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用接口軟件等）。通過(guò)這些接口軟件將電站控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集并上傳至總部側(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中。

接口軟件具有緩存功能，當(dāng)由于網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器或其他故障引起數(shù)據(jù)無(wú)法上傳時(shí)，接口軟件緩存從控制系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)上傳恢復(fù)時(shí)，接口軟件將緩存的這部分?jǐn)?shù)據(jù)繼續(xù)上傳到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性和準(zhǔn)確性。利用接口緩存功能，能夠有效地防止數(shù)據(jù)丟失，而且單個(gè)節(jié)點(diǎn)的故障不影響其它控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集，起到故障隔離作用。

(二)總部側(cè)

為保證系統(tǒng)安全，總部側(cè)劃分為2個(gè)網(wǎng)絡(luò)，分別是管控網(wǎng)層和管理網(wǎng)層。在管控網(wǎng)安裝實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)作為核心，提供數(shù)據(jù)的壓縮、存儲(chǔ)、查詢(xún)、管理等功能，配有管理工具對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行配置管理；關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)各電站關(guān)系數(shù)據(jù)。應(yīng)用服務(wù)器用于繪制流程圖，制作報(bào)表，用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析應(yīng)用。管理網(wǎng)層中Web服務(wù)器用于網(wǎng)頁(yè)發(fā)布，可通過(guò)網(wǎng)頁(yè)的形式對(duì)流程圖、趨勢(shì)圖進(jìn)行瀏覽。同時(shí)系統(tǒng)可與ERP系統(tǒng)相連，便于ERP系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的應(yīng)用。

數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集是指從電站各種系統(tǒng)中讀取所需數(shù)據(jù)，通過(guò)安全可靠的通信信道傳輸?shù)焦究偛浚M(jìn)入相關(guān)存儲(chǔ)設(shè)備的過(guò)程。

需要采集的數(shù)據(jù)包括各電站的DCS數(shù)據(jù)和PLC數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)保持現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)原有的時(shí)間間隔和精度，也可根據(jù)用戶(hù)的需要自由定義采集周期和精度，系統(tǒng)可支持毫秒級(jí)的時(shí)間精度。

采集方式

在與控制系統(tǒng)的采集器方面，紫金橋?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)提供OPC采集器、文件采集器、計(jì)算采集器等，可以支持一般標(biāo)準(zhǔn)的通信接口，如OPC、DDE 等接口方式及數(shù)值、字符串、浮點(diǎn)等多種數(shù)據(jù)類(lèi)型。同時(shí)系統(tǒng)的I/O驅(qū)動(dòng)程序可以與很多種I/O設(shè)備進(jìn)行通信，目前支持的I/O設(shè)備包括DCS、PLC、智能模塊、板卡、智能儀表、變頻器等。系統(tǒng)支持一些控制系統(tǒng)的專(zhuān)用接口，從控制系統(tǒng)的HMI中直接高效采集數(shù)據(jù)，如和利時(shí)公司的MACS，浙大中控、ABB的AC800F、山東魯能控制的LN2000 等系統(tǒng)。

通信鏈路建設(shè)

為達(dá)到公司總部鏈路建設(shè)的目標(biāo)要求，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)構(gòu)建中，應(yīng)始終堅(jiān)持以下建網(wǎng)原則：

高可靠性：網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠是應(yīng)用系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵保證，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中選用高可靠性網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，合理設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，制訂可靠的網(wǎng)絡(luò)備份策略，保證網(wǎng)絡(luò)具有故障自愈的能力，最大限度地支持各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)放性：系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，具有開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)，便于將來(lái)系統(tǒng)升級(jí)，以及和其它系統(tǒng)的專(zhuān)網(wǎng)、國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)等的聯(lián)接。

靈活性及可擴(kuò)展性：根據(jù)未來(lái)業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)和變化，網(wǎng)絡(luò)可以平滑地?cái)U(kuò)充和升級(jí)，減少最大程度的減少對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和現(xiàn)有設(shè)備的調(diào)整。

數(shù)據(jù)傳輸

采用UDP（用戶(hù)數(shù)據(jù)包協(xié)議，遵循TCP/IP 標(biāo)準(zhǔn)的面向數(shù)據(jù)報(bào)的運(yùn)輸層協(xié)議）數(shù)據(jù)包的方式發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，所有工作在內(nèi)存中進(jìn)行，所以能充分的保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性；同時(shí)，UDP 數(shù)據(jù)包遵循標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP 協(xié)議，其以廣播方式發(fā)送（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)），不需要確認(rèn)返回信息，減輕了網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)關(guān)機(jī)的負(fù)載，大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和健壯性，系統(tǒng)接收UDP 數(shù)據(jù)包時(shí)采用CRC 校驗(yàn)等多種校驗(yàn)方式，確保了上傳的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

紫金橋?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間、高分辨率歷史存儲(chǔ)。歷史保存時(shí)間可以精確到1毫秒，針對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)特點(diǎn)進(jìn)行了多次數(shù)據(jù)壓縮處理，有效地節(jié)約了存儲(chǔ)空間。通過(guò)優(yōu)化歷史數(shù)據(jù)索引引擎，讓用戶(hù)快速存取數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)應(yīng)用

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)提供了各種實(shí)用組件，以便用戶(hù)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行顯示、統(tǒng)計(jì)、分析、報(bào)告。

系統(tǒng)應(yīng)用效益

構(gòu)建余熱電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可有效地消除各余熱發(fā)電子公司與總公司之間信息冗余和信息流通不暢的問(wèn)題，各個(gè)電站所出現(xiàn)的問(wèn)題都可被及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)反饋和及時(shí)解決，同時(shí)也使公司對(duì)各電站的運(yùn)情狀況了如指掌，便于對(duì)各電站的考核，提高經(jīng)濟(jì)效益。

通過(guò)分析各電站的數(shù)據(jù)，也可大大縮短新工藝的研發(fā)周期，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高公司對(duì)市場(chǎng)的快速反應(yīng)能力，提高公司決策的正確性和預(yù)見(jiàn)性，從而大大提高競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，推動(dòng)公司的發(fā)展。

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