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1硬件系統(tǒng)

硬件系統(tǒng)為:監(jiān)控層、數(shù)據(jù)采集層、現(xiàn)場(chǎng)層〔2〕。

1．1監(jiān)控層監(jiān)控層采用總線形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在總線上掛接的設(shè)備主要有:數(shù)據(jù)采集I/O服務(wù)器、IH數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、APP服務(wù)器、Web服務(wù)器、調(diào)度操作站、工程師站等。1)數(shù)據(jù)采集I/O服務(wù)器，分為電力、動(dòng)力、水三個(gè)系統(tǒng)，采用冗余配置，服務(wù)器安裝IFIX5．1組態(tài)軟件，在IFIX5．1的SCU中配置IGS、PFC、IEC驅(qū)動(dòng)同數(shù)據(jù)采集站通訊，具體通訊方式如下，采集西門子PLC系統(tǒng)數(shù)據(jù)的，則以工業(yè)太網(wǎng)為橋梁，IFIX通過(guò)IGS驅(qū)動(dòng)與其實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通訊;采用RTU采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)的，IFIX通過(guò)PFC驅(qū)動(dòng)與其實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通訊;采集申瑞765G綜保管理機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的，IFIX通過(guò)IEC驅(qū)動(dòng)與其實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通訊。2)GPRS服務(wù)器，能控?zé)o線遠(yuǎn)傳站通過(guò)柜內(nèi)S7－200、SINAUTMD720－3GPRS調(diào)制解調(diào)器、天線和GPRS通信管理軟件SINAUTMICROSC構(gòu)成GPRS網(wǎng)絡(luò)，最后通過(guò)OPC驅(qū)動(dòng)與能控中心GPRS服務(wù)器實(shí)現(xiàn)通訊連接。3)IH數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，IH數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上安裝GE公司的ProficyiHistorian實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，IH通過(guò)配置Collector采集器軟件從數(shù)據(jù)采集I/O服務(wù)器抓取數(shù)據(jù)，采集的數(shù)據(jù)周期以秒、分為單位刷新。4)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，安裝有DB2和Oracle兩種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，完成數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期歸檔以及數(shù)據(jù)的壓縮和數(shù)據(jù)的備份。5)APP服務(wù)器和Web服務(wù)器，APP服務(wù)器運(yùn)行基礎(chǔ)能源管理模塊，Web服務(wù)器用于Web。6)調(diào)度操作站，通過(guò)調(diào)度操作站能控調(diào)度可以對(duì)能控系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)及設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，而且能夠通過(guò)B/S(客戶端/服務(wù)器)的方式訪問(wèn)APP服務(wù)器的基礎(chǔ)能源管理模塊，使用自己權(quán)限所分配的功能。

1．2數(shù)據(jù)采集層數(shù)據(jù)采集層有124個(gè)數(shù)據(jù)采集站，包括西門子S7－300PLC82套、通訊柜41套，力控RTU(Remo-teTermialUite，遠(yuǎn)程終端單元)46套，覆蓋工源廠區(qū)、東風(fēng)廠區(qū)、南芬露天礦及歪礦，地域分散。同監(jiān)控系統(tǒng)的通訊方式有有線方式和無(wú)線方式。其中有興安解凍庫(kù)、四水源等十個(gè)站點(diǎn)敷設(shè)電纜困難且條件惡劣，增加了建設(shè)和維護(hù)的成本，因此采用GPRS無(wú)線通信方式;有線方式采用環(huán)網(wǎng)加星形的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，整個(gè)環(huán)網(wǎng)有7個(gè)主站，從EMS01到EMS07分別是能源中心、焦化儀表室、朱莊柜、六高爐主控室、4#轉(zhuǎn)爐機(jī)房、維檢中心、冷軋機(jī)房，環(huán)網(wǎng)將7個(gè)主站點(diǎn)連接起來(lái)，再由主站點(diǎn)以星形的結(jié)構(gòu)向外輻射用于連接所有的數(shù)據(jù)采集站。

1．3現(xiàn)場(chǎng)層1)本鋼現(xiàn)場(chǎng)層的設(shè)備現(xiàn)狀現(xiàn)場(chǎng)一次儀表有電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、差壓流量計(jì)、渦街流量計(jì)，提供4～20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，PLC和DCS系統(tǒng)有西門子S7、施耐德、AB、ABB、浙大中控JP－300XP、Honeywellpks系統(tǒng)HoneywellHC900等系統(tǒng)，電力綜保系統(tǒng)有北京四方、上海申瑞、清華紫光等廠家，電度表有湖南威勝和黑龍江龍電兩種型號(hào)。信號(hào)類型分為計(jì)量點(diǎn)和工藝點(diǎn)，計(jì)量點(diǎn)只對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集;工藝點(diǎn)包括數(shù)據(jù)的采集和設(shè)備的控制。2)采集方案的確定針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)際情況確定了如下的數(shù)據(jù)采集方案:(1)RTU采集方式，此種方式只對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。對(duì)于支持RS485協(xié)議的超聲波流量計(jì)，例如本溪新宇超聲波流量計(jì)，將該表通過(guò)串口通訊線接入到RTU的串口，通道協(xié)議選擇ModbusMaster，端口選擇Serial。采集原有西門子PLC系統(tǒng)數(shù)據(jù)的，將系統(tǒng)通過(guò)以太網(wǎng)方式接入RTU的網(wǎng)口，RTU配置軟件中通道協(xié)議選取西門子PLC，通訊口:TCPClient，IP地址為所通訊的PLC地址，端口號(hào)為102。原有系統(tǒng)為DCS，例如十一加的HoneywellHC900，將系統(tǒng)通過(guò)以太網(wǎng)方式接入RTU的網(wǎng)口，通道協(xié)議為ModbusTCP，通訊口:TCPClient，IP地址為所通訊的DCS地址，端口號(hào)為502。浙大中控的JP－300XP系統(tǒng)，如發(fā)電廠32號(hào)機(jī)和氧氣廠4#制氧機(jī)。將系統(tǒng)通過(guò)以太網(wǎng)方式接入RTU的網(wǎng)口，是通過(guò)OPC協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，在原有系統(tǒng)中安裝OPCTunnellerServer，然后在另外一臺(tái)計(jì)算機(jī)上使用OPCTunneller驅(qū)動(dòng)進(jìn)行采集，在RTU中通道協(xié)議中選擇OpcTunnellerMaster。與電力綜保通訊，將系統(tǒng)通過(guò)以太網(wǎng)方式接入RTU的網(wǎng)口，通道協(xié)議選擇IEC104，需要說(shuō)明的是采用此種通信方式的只有清華紫光和北京四方，不包括上海申瑞，申瑞通過(guò)綜保管理機(jī)765G直接同電力服務(wù)器通信。智能電表的數(shù)據(jù)采集，威勝龍電兩種電表都有網(wǎng)口，同威勝的電能采集器通訊，采集器通過(guò)以太網(wǎng)方式接入RTU的網(wǎng)口，通道協(xié)議選擇威勝WFET2000s，IP地址為電能采集器端設(shè)置的IP，端口號(hào)為9001。(2)I/O采集方式，數(shù)據(jù)的采集和設(shè)備的控制。計(jì)量點(diǎn)，新增的或原有的需接入能管中心的點(diǎn)通過(guò)儀表提供4～20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)接入到PLC柜或I/O柜的AI輸入模板。工藝點(diǎn)，例如燃?xì)鈴S五加、六加、九加等煤氣加壓站既有采集數(shù)據(jù)的要求，還有對(duì)現(xiàn)場(chǎng)閥門進(jìn)行控制要求的，系統(tǒng)則通過(guò)在原有西門子S7－300或400系統(tǒng)中加裝CP模板的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和設(shè)備的控制。新增加的CP模塊規(guī)劃的IP地址同原有系統(tǒng)的IP地址不在同一個(gè)網(wǎng)段，為兩個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)段，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集控制功能和對(duì)病毒隔離功能。

2系統(tǒng)功能

本鋼能管中心數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)從試運(yùn)行以來(lái)，實(shí)現(xiàn)了以下功能:1)數(shù)據(jù)采集設(shè)備控制對(duì)電力系統(tǒng)的電量、電流、電壓、功率、功率因數(shù)等，燃?xì)庀到y(tǒng)、熱電系統(tǒng)、氧氮?dú)逑到y(tǒng)的流量、壓力、溫度、柜位等，水系統(tǒng)的流量、壓力、水位等進(jìn)行采集，對(duì)電力系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)、燃?xì)庀到y(tǒng)的加壓機(jī)、水系統(tǒng)的泵等重要能源設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方操作控制和實(shí)時(shí)調(diào)整。2)報(bào)警功能監(jiān)控中心匯聚大量的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)根據(jù)故障程度和重要性，設(shè)置了重故障、輕故障和事件三種報(bào)警類型，提示調(diào)度員進(jìn)行相應(yīng)的操作。3)操作記錄對(duì)重要設(shè)備的操作進(jìn)行記錄，當(dāng)故障發(fā)生后可以為事故的原因分析提供依據(jù)。4)數(shù)據(jù)處理包括流量累計(jì)、計(jì)算煤氣熱值、多個(gè)數(shù)據(jù)之和或差等，例如混合煤氣的和。5)數(shù)據(jù)歸檔對(duì)于短時(shí)歸檔數(shù)據(jù)，提供過(guò)程曲線顯示;長(zhǎng)時(shí)歸檔數(shù)據(jù)，可按信號(hào)內(nèi)容、起/訖時(shí)間、時(shí)間粒度(分鐘/小時(shí)/天/月)、數(shù)值類型(Min/Max/Ave/Sum)進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)查詢，并可進(jìn)行曲線顯示。6)Web用戶可通過(guò)IE瀏覽器來(lái)訪問(wèn)Web服務(wù)器，獲取現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)，在Web畫面上不能進(jìn)行參數(shù)設(shè)定等操作。內(nèi)容包括各系統(tǒng)的工藝畫面，重要的報(bào)警畫面。

3結(jié)論

本鋼能管中心的建成使本鋼能源管理水平躍上新的高度，對(duì)能源的實(shí)時(shí)監(jiān)控、能源調(diào)度、能源優(yōu)化、和節(jié)能等方面起到顯著的作用。

作者：劉德政劉斌單位：本鋼板材股份有限公司計(jì)控廠本鋼板材股份有限公司煉鐵廠