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前言
企業(yè)信息化已經(jīng)形成了從DCS/PLC/SCADA等過程控制系統(tǒng)到MES到ERP的三層模型。過程控制及數(shù)據(jù)采集層主要是按裝置監(jiān)測、控制生產(chǎn)過程，保證生產(chǎn)的安全進(jìn)行和產(chǎn)品質(zhì)量；MES層負(fù)責(zé)集成全廠所有系統(tǒng)，形成全廠數(shù)據(jù)平臺，并為生產(chǎn)管理服務(wù)，分析數(shù)據(jù)；ERP層負(fù)責(zé)全廠的經(jīng)營管理，和事務(wù)性管理。
余熱電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)屬于MES層，是在基于實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)上的集實時信息、生產(chǎn)記錄、調(diào)度指揮、綜合統(tǒng)計、能源調(diào)配于一體的綜合信息平臺。 隨著集團(tuán)余熱發(fā)電業(yè)務(wù)BOT項目的逐漸增多，并且分布于全國各地。 在系統(tǒng)設(shè)計上遵循以下建設(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的總體采購費用。
投資經(jīng)濟(jì)性原則
在滿足目前系統(tǒng)運行要求和一定時期內(nèi)系統(tǒng)運行要求的前提下，選擇投資最經(jīng)濟(jì)的方案，從而滿足用戶對系統(tǒng)性價比的要求。同時，系統(tǒng)在設(shè)計中充分考慮了開放性和可伸縮性，用戶可以根據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用的不斷成熟，通過增加、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)用戶的投資。
統(tǒng)一完整性原則
整體框架、功能不變，獨立于應(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，對系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)硬件平臺、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，避免交叉重復(fù)，減少資源浪費，合理劃分網(wǎng)絡(luò)層次、結(jié)構(gòu)和信息流向，充分考慮實時信息的特殊要求，充分考慮系統(tǒng)接口和容量，滿足系統(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。在開發(fā)技術(shù)和手段上具有先進(jìn)性，采用國際上先進(jìn)的技術(shù)成果，具有良好的升級能力，設(shè)計及配件具有良好的靈活性。在業(yè)務(wù)上，滿足未來競爭的要求。
安全性原則
確保現(xiàn)有系統(tǒng)在項目過程中的延續(xù)可用性、安全運行性。
系統(tǒng)在設(shè)計時具備相應(yīng)安全措施，防止未經(jīng)授權(quán)的用戶對系統(tǒng)進(jìn)行非法訪問。在使用平臺及查詢系統(tǒng)多樣化的情況下，實時數(shù)據(jù)庫在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、應(yīng)用系統(tǒng)等多個方面設(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，軟件具有容錯能力。不同時期軟件版本能向下兼容，軟件版本易于升級，且在升級過程中不影響系統(tǒng)運行。及時提供最新版本的軟件，且該軟件是經(jīng)過測試正式推出的，其可靠性、穩(wěn)定性經(jīng)過嚴(yán)格驗證。
系統(tǒng)可管理性
產(chǎn)品具備安裝、使用方便等特點，同時具有較強(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)運行狀態(tài)，控制系統(tǒng)運行，并能夠利用軟件的可管理能力，做到集中存儲、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接口軟件和開發(fā)的專用接口軟件等）。通過這些接口軟件將電站控制系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)采集并上傳至總部側(cè)實時數(shù)據(jù)庫服務(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)庫服務(wù)器或其他故障引起數(shù)據(jù)無法上傳時，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，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，而且單個節(jié)點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)安裝實時數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和關(guān)系數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。實時數(shù)據(jù)庫作為核心，提供數(shù)據(jù)的壓縮、存儲、查詢、管理等功能，配有管理工具對實時數(shù)據(jù)庫進(jìn)行配置管理；關(guān)系數(shù)據(jù)庫用于存儲各電站關(guān)系數(shù)據(jù)。應(yīng)用服務(wù)器用于繪制流程圖，制作報表，用于對數(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)頁發(fā)布，可通過網(wǎng)頁的形式對流程圖、趨勢圖進(jìn)行瀏覽。同時系統(tǒng)可與ERP系統(tǒng)相連，便于ERP系統(tǒng)對實時數(shù)據(jù)庫數(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)，通過安全可靠的通信信道傳輸?shù)焦究偛浚M(jìn)入相關(guān)存儲設(shè)備的過程。
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)采集和存儲保持現(xiàn)場控制系統(tǒng)原有的時間間隔和精度，也可根據(jù)用戶的需要自由定義采集周期和精度，系統(tǒng)可支持毫秒級的時間精度。
采集方式
在與控制系統(tǒng)的采集器方面，紫金橋?qū)崟r數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供OPC采集器、文件采集器、計算采集器等，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、浮點等多種數(shù)據(jù)類型。同時系統(tǒng)的I/O驅(qū)動程序可以與很多種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)計構(gòu)建中，應(yīng)始終堅持以下建網(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)正常運行的關(guān)鍵保證，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中選用高可靠性網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，合理設(shè)計網(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)的正常運行。
標(biāo)準(zhǔn)開放性：系統(tǒng)設(shè)計采用國際標(biāo)準(zhǔn)，具有開放式體系結(jié)構(gòu)，便于將來系統(tǒng)升級，以及和其它系統(tǒng)的專網(wǎng)、國際互聯(lián)網(wǎng)等的聯(lián)接。
靈活性及可擴(kuò)展性：根據(jù)未來業(yè)務(wù)的增長和變化，網(wǎng)絡(luò)可以平滑地擴(kuò)充和升級，減少最大程度的減少對網(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（用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議，遵循TCP/IP 標(biāo)準(zhǔn)的面向數(shù)據(jù)報的運輸層協(xié)議）數(shù)據(jù)包的方式發(fā)送實時數(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)的實時性；同時，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（點對點或點對多點），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)包時采用CRC 校驗等多種校驗方式，確保了上傳的實時數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
數(shù)據(jù)存儲
紫金橋?qū)崟r數(shù)據(jù)庫可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行長時間、高分辨率歷史存儲。歷史保存時間可以精確到1毫秒，針對實時數(shù)據(jù)庫特點進(jìn)行了多次數(shù)據(jù)壓縮處理，有效地節(jié)約了存儲空間。通過優(yōu)化歷史數(shù)據(jù)索引引擎，讓用戶快速存取數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)應(yīng)用
實時數(shù)據(jù)庫提供了各種實用組件，以便用戶對實時數(shù)據(jù)庫進(jìn)行顯示、統(tǒng)計、分析、報告。
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題，各個電站所出現(xiàn)的問題都可被及時發(fā)現(xiàn)、及時反饋和及時解決，同時也使公司對各電站的運情狀況了如指掌，便于對各電站的考核，提高經(jīng)濟(jì)效益。
通過分析各電站的數(shù)據(jù)，也可大大縮短新工藝的研發(fā)周期，提高設(shè)計質(zhì)量，提高公司對市場的快速反應(yīng)能力，提高公司決策的正確性和預(yù)見性，從而大大提高競爭實力，推動公司的發(fā)展。
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