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1. 概述
某鋼鐵集團(tuán)能源動(dòng)力公司擔(dān)負(fù)著整個(gè)鋼鐵集團(tuán)能源供應(yīng)的重要使命，下屬多個(gè)熱源廠，服務(wù)用戶幾十家，覆蓋面積約50平方公里。改革開(kāi)放以來(lái)， 隨著集團(tuán)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，能源供應(yīng)也日新月異，飛速發(fā)展。數(shù)千個(gè)附屬設(shè)備組成一個(gè)龐大復(fù)雜的管網(wǎng)系統(tǒng)，其業(yè)務(wù)管理任務(wù)十分繁重。公司領(lǐng)導(dǎo)特別重視推廣先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，改進(jìn)企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理、提高生產(chǎn)效率、提升服務(wù)水平。計(jì)劃進(jìn)行能源管網(wǎng)自動(dòng)化集控工程建設(shè)。能源管網(wǎng)自動(dòng)化集控工程是一個(gè)以管理產(chǎn)能設(shè)備為核心內(nèi)容、監(jiān)控生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行情況，并具備在局域網(wǎng)上共享管網(wǎng)信息的綜合信息系統(tǒng)，它能夠快速方便地對(duì)管網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)、分析，對(duì)管網(wǎng)運(yùn)行中的突發(fā)事件進(jìn)行緊急事故處理，顯示受影響區(qū)域，能夠自主地快速采集數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行實(shí)時(shí)的更新， 做到快速、規(guī)范、統(tǒng)一地將管線、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等綜合管理起來(lái)，實(shí)時(shí)地反映管網(wǎng)運(yùn)行的最新?tīng)顟B(tài)；為管網(wǎng)的日常維護(hù)、檔案資料保存、規(guī)劃設(shè)計(jì)、工程改造提供有力的科學(xué)決策依據(jù)。
本控制方案主要考慮焦耐區(qū)域的設(shè)備控制、上位監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)共享、調(diào)度控制等。焦耐區(qū)域主要控制點(diǎn)有：焦耐電站3號(hào)鍋爐、兩臺(tái)汽機(jī)、化學(xué)制水站、輸配電、兩座5.4萬(wàn)氣柜與脫硫、減溫減壓站等六個(gè)模塊。
2. 系統(tǒng)目標(biāo)
監(jiān)視焦耐區(qū)域管網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)各測(cè)量點(diǎn)的溫度、壓力、差壓、瞬時(shí)流量、累計(jì)流量和產(chǎn)能設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。對(duì)各實(shí)測(cè)參數(shù)設(shè)置報(bào)警限值，出現(xiàn)異常情況后，中心控制室及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并發(fā)出報(bào)警。
自主地快速采集數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行實(shí)時(shí)的更新，快速、規(guī)范、統(tǒng)一地將管線、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等綜合起來(lái)，真實(shí)地反映管網(wǎng)運(yùn)行的最新?tīng)顟B(tài)。
測(cè)點(diǎn)各參量均由計(jì)算機(jī)自動(dòng)讀取并記錄，免去人工記錄上報(bào)等中間環(huán)節(jié)，杜絕數(shù)據(jù)失準(zhǔn)。
上級(jí)主管部門(mén)可以監(jiān)視主要生產(chǎn)參數(shù)，可自動(dòng)生成生產(chǎn)報(bào)表。
按照生產(chǎn)需求將必要的參數(shù)通過(guò)局域網(wǎng)存儲(chǔ)到指定服務(wù)器。
3. 系統(tǒng)方案
根據(jù)本工程特點(diǎn)，將系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分為三個(gè)層次。如圖1 。第一層為數(shù)據(jù)應(yīng)用層，使用成熟先進(jìn)的客戶機(jī)/服務(wù)器（Client/Server）體系結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)。第二層是數(shù)據(jù)采集層，由CAN總線采集控制模塊和上位機(jī)組成。第三層為設(shè)備控制層，由CAN總線采集控制模塊和現(xiàn)場(chǎng)一次儀表組成。
圖1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖
A、系統(tǒng)組網(wǎng)協(xié)議說(shuō)明
由于熱能總廠測(cè)控區(qū)域內(nèi)附有局域網(wǎng)，考慮使用原網(wǎng)路，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議TCP/IP，該協(xié)議簡(jiǎn)單實(shí)用，可連接各種檔次機(jī)器。TCP/IP協(xié)議是一套把因特網(wǎng)上的各種系統(tǒng)互連起來(lái)的協(xié)議組，保證因特網(wǎng)上數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確快速傳輸。參考開(kāi)放系統(tǒng)互連(OSI)模型，TCP/IP通常采用一種簡(jiǎn)化的四層模型，分別為：應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層。
(1) 應(yīng)用層
網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層是一個(gè)定義清晰的會(huì)話過(guò)程，如通常所說(shuō)的Http、Ftp、Telnet等。在本系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)來(lái)自服務(wù)器和采集站，應(yīng)用層只對(duì)大的數(shù)據(jù)報(bào)作打包拆包處理。
(2) 傳輸層
傳輸層讓網(wǎng)絡(luò)程序通過(guò)明確定義的通道及某些特性獲取數(shù)據(jù)，如定義網(wǎng)絡(luò)連接的端口號(hào)等，實(shí)現(xiàn)該層協(xié)議的傳輸控制協(xié)議TCP和用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP。在本系統(tǒng)中使用TCP數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議?！ ?/FONT>
(3) 網(wǎng)絡(luò)層
網(wǎng)絡(luò)層讓信息可以發(fā)送到相鄰的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上的任一主機(jī)上，IP協(xié)議就是該層中傳送數(shù)據(jù)的機(jī)制。同時(shí)為建立網(wǎng)絡(luò)間的互連，應(yīng)提供ARP地址解析協(xié)議,實(shí)現(xiàn)從IP地址到數(shù)據(jù)鏈路物理地址的映像。
(4) 鏈路層
控制同一物理網(wǎng)絡(luò)上的不同機(jī)器間數(shù)據(jù)傳送的底層協(xié)議。
B、系統(tǒng)組網(wǎng)模式
本系統(tǒng)采用客戶/服務(wù)器（C/S）模式。設(shè)置數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器一臺(tái)，其余各采集站、監(jiān)控站均為客戶機(jī)。C/S體系結(jié)構(gòu)是指將系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分為服務(wù)器端和客戶機(jī)，兩端分別設(shè)計(jì)并執(zhí)行，服務(wù)器提供數(shù)據(jù)操作的各項(xiàng)服務(wù)，客戶機(jī)則為用戶提供最終操作界面，由此平衡了服務(wù)器及客戶機(jī)的處理負(fù)荷，大大地提高了系統(tǒng)的執(zhí)行效率，優(yōu)化了系統(tǒng)的性能，減少了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)吞吐量和數(shù)據(jù)傳輸。服務(wù)器端是指運(yùn)行大型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（RDBMS）的高性能服務(wù)器，客戶機(jī)是指由用戶操作的若干臺(tái)微機(jī)，在本系統(tǒng)中則為各采集站。在服務(wù)器上運(yùn)行的大型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)主要為業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)、訪問(wèn)、查詢、備份、恢復(fù)等操作提供一系列重要的服務(wù)，并且為數(shù)據(jù)的安全訪問(wèn)等提供嚴(yán)格的權(quán)限控制；服務(wù)器端通常情況下對(duì)用戶而言是不透明的?？蛻魴C(jī)上主要運(yùn)行根據(jù)業(yè)務(wù)需求定制開(kāi)發(fā)的處理系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、匯總、查詢、打印等多種操作功能。
C、數(shù)據(jù)采集監(jiān)控
根據(jù)實(shí)際控制設(shè)備實(shí)際分布，設(shè)立6個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，鍋爐監(jiān)控點(diǎn)設(shè)工程師站一個(gè)及一般監(jiān)控站一個(gè)，其余監(jiān)控點(diǎn)只設(shè)一臺(tái)上位，以上位機(jī)為核心組成一個(gè)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)下位機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，它對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的處理以及控制算法都是以數(shù)字計(jì)算為基礎(chǔ)，通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)。硬件由上位機(jī)
北京市公安局海淀分局備案號(hào)：11010802023656號(hào)