青岛卷烟厂动力能源管理信息系统的设计与实现--优秀毕业论文 可复制黏贴.pdf

分类号 t p 3 0 2 1 题 北京工业大学工程硕士学位论文 英文并列 题 i n f o r m a t i o ns y s t e md e s i g na n da c h i e v e 丁程领域 筮 主工狸 导师姓名 王冠 学位授予h 期 授予单位名称和地址 j t 壅i 些厶堂j e 塞出麴幽竖 丕魁 q q 兰 2 船 眈 9 拢 6 凹 千 l 加 将 引加 公l陬凯级 代倪竹 学 密 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果 尽我所知 除了文中特别加以标注和致谢的地方外 论文中不包含其它人已经 发表或撰写过的研究成果 也不包含为获得北京 t 业大学或其它教育机构的学位或 证书而使用过的材料 与我 同t 作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文r f l 作了明确的说明并表示了谢意 签名 啦暾日期 刎 上 7 关于论文使用授权的说明 本人完全了解北京t 业大学有关保留 使川学位论文的规定 即 学校有权保 留送交论文的复印件 允许论文被查阅和借阅 学校可以公布论文的全部或部分内 容 可以采用影印 缩印或其它复制手段保存论文 签名 导帅签名 之g 日期 上丛生盟 i 摘要 摘要 近几年 随着自动化控制技术的发展 特别是信息技术的快速发展 工业自 动化和管理信息化的结合已成为工业控制系统的发展趋势 在这种大环境下 国 内各烟厂都充分利用先进的信息化技术促进企业的高速发展 该论文是作者在参与青岛卷烟厂动力能源管理信息系统设计开发的基础上 完成的 本文针对青岛卷烟厂动力能源管理的特点 在经过充分的调研 需求分 析的基础上 设计了动力能源管理信息系统 该系统与企业现有的动力能源监控 系统 企业e r p 系统 m e s 系统等进行有效集成 系统的基础数据来源于动力能 源监控系统 经过对基础信息的清洗 汇总 整理后 根据需要生成动力能源部 门及其它相关部门需要的报表 论文结合青岛卷烟厂现有的能动力能源管理现状 提出了建立动力能源管理 信息系统的必要性 根据实际需求 对系统按功能进行了模块划分 本文实现了 设备管理 工艺管理 能源管理 交接班管理 基础信息管理 权限管理等几 个功能 对系统数据库及接口进行了优化设计 从而可以快速 方便 全面的对 整个工厂的动力能源系统进行管理 加强了部门内部的管理 提高了工作质量 效率和现代化水平 降低了生产成本 解决了企业以前半机械半人工的操作模式 使部门管理走上了规范化的道路 系统在开发过程中解决了遇到的主要技术问题有 第一 以前的报表千差万 别 且管理不到位 通过报表功能设计 用户可依据要求组合出需要的数据 第 二 在数据采集方面 选用o p c 接口技术 保证数据采集的实时性和有效性 第 三 本系统与厂内其系统的接口问题 通过采用i d o c 接口技术 成功的实现了 系统与e r p 系统 m e s 系统的连接 该项目已经在青岛卷烟厂成功应用 得到了厂领导及使用部门一致好评 同 时也为行业内其它烟厂提供了有益参考 关键词动力能源 管理信息 系统 北京i 业人学硕十学位论文 a b s tr a c t i nr e c e n ty e a r s w i t ht h ed e v e l o p m e n to fa u t o m a t i o na n dc o n t r o l t e c h n o l o g y i n p a r t i c u l a r t h er a p i dd e v e l o p m e n to fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y i n d u s t r i a la u t o m a t i o n a n dm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n o r i e n t e dr e s e a r c hh a sb e c o m et h ed e v e l o p m e n tt r e n do f i n d u s t r i a lc o n t r o ls y s t e m s i nt h i se n v i r o n m e n t t h ed o m e s t i cc i g a r e t t ef a c t o r i e sh a v e f u l lu s eo fa d v a n c e di n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yt op r o m o t et h er a p i d l yd e v e l o p m e n to f e n t e r p r i s e s t h ea u t h o r si n v o l v e di nq i n g d a oc i g a r e t t ef a c t o r yp o w e re n e r g ym a n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns y s t e md e s i g na n dd e v e l o p m e n t s ot h a tt h ep a p e rc a l lb ec o m p l e t e d i n t h i sp a p e r t h ed y n a m i ce n e r g ym a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mw a sd e s i g n e db a s i n g o nt h es u f f i c i e n tr e s e a r c h d e m a n da n a l y s i sa n dq i n g d a oc i g a r e t t ef a c t o r yp o w e r e n e r g ym a n a g e m e n tf e a t u r e s t h es y s t e mi n t e g r a t e dc o m p a n y se x i s t i n gp o w e ra n d e n e r g ym o n i t o r i n gs y s t e m s e n t e r p r i s ee r ps y s t e m s m e ss y s t e m s t h ed a t ao ft h e s y s t e mi sf r o mp o w e re n e r g ym o n i t o r i n gs y s t e m t h eb a s i ci n f o r m a t i o ni sc l e a n e d a g g r e g a t e da n ds o r t e d a c c o r d i n gt h er e q u i r m e n to ft h ep o w e re n e r g ys e c t o ra n do t h e r r e l e v a n td e p a r t m e n t s t h es y s t e mg e n e r a t e st h er e p o r t a c o r d i n gt ot h es t a t u so fq i n g d a oc i g a r e t t ef a c t o r y s e n e r g ym a n a g e m e n t w e p r o p o s e d t h en e c e s s a r yo ft h ee s t a b l i s h m e n to fd y n a m i c e n e r g ym a n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns y s t e mi nt h ep a p e r a c c o r d i n gt ot h ea c t u a ln e e d so ft h es y s t e m w e d i v i d e dt h es y s t e mi n t od i f f e r e n tf o n c t i o n a lm o d u l e s t h i sp a p e r p r e s e n t st h e e q u i p m e n tm a n a g e m e n t p r o c e s sm a n a g e m e n t e n e r g ym a n a g e m e n t s h i f tr e l i e f m a n a g e m e n t b a s i ci n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t r i g h t sm a n a g e m e n t a n ds e v e r a lo t h e r f e a t u r e s w e o p t i m a ld e s i g ns y s t e md a t a b a s ea n di n t e r f a c e s ot h a tw ec a nf a s t c o n v e n i e n ta n dc o m p r e h e n s i v em a n a g et h ee n t i r e p o w e rp l a n te n e r g ys y s t e m s s t r e n g t h e n i n go fm a n a g e m e n tw i t h i nt h ed e p a r t m e n t a n di m p r o v et h eq u a l i t yo f w o r k s y s t e mi n t h e d e v e l o p m e n tp r o c e s s s o l v e dt h e m a j o rt e c h n i c a lp r o b l e m s e n c o u n t e r e da r e t h ef i r s t s y s t e ms o l v e dt h em a i nt e c h n i c a lp r o b l e m se n c o u n t e r e di n t h ed e v e l o p m e n t t h ep r e v i o u sr e p o r t sw a sv a r ya n dm a n a g e m e n tw a sn o ti np l a c e t h r o u g ht h er e p o r t i n gf u n c t i o nd e s i g n t h es y s t e mc a np r o v i d ec o m b i n a t e dd a t ab a s e d o nt h eu s e r sr e q u i r e m e n t t h es e c o n d i nt h ed a t ac o l l e c t i o n u s i n go p ci n t e r f a c e n i 曼皇璺璺鼍鼍皇曼曼皇曼皇曼曼量量皇皇曼皇曼曼皇曼曼曼葛曼曼曼曼曼量茎窑圣曼曼曼曼鼍量璺曼曼曼曼曼曼皇皇量曼曼舅曼曼皇量罾皇曼皇曼一 t e c h n l g y w ea c h i e v e dag o dr e a l t i m ed a t ac 1 l e c t i na i l de 虢c t i v e n e s s m t h i r d i tw a st h es y s t e mi n t e r f a c ew i t ht h ep l a n to fi t ss y s t e mp r o b l e m s s y s t e mt h r o u g h t h eu s eo fi d o ci n t e r f a c et e c h n o l o g y t h es u c c e s s f u lc o m p l e t e dt h es y s t e ma n de r p s y s t e m s m e ss y s t e m st oc o n n e c t t h ep r o je c th a sb e e n s u c c e s s f u l l ya p p l i e di nq i n g d a oc i g a r e t t ef a c t o r y t h e l e a d e r s h i pa n dt h eu s eo fd e p a r t m e n t a lu n a n i m o u s l yp r a i s e dt h es y s t e m i tp r o v i d e da u s e f u lr e f e r e n c et oo t h e rc i g a r e t t ef a c t o r y k e y w ords p o w e re n e r g y m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n s y s t e m 日录 量皇曼曼曼曼量鼍皇ii 皇i 曼鼍鼍曼曼量皇量皇量皇量曼皂量曼曼曼曼皇毫曼曹皇皇曼皇 目录 摘要 i a b s t r a c t ii 第1 章绪论 1 1 1 项目概述 l 1 2 项目背景及意义 2 1 2 1 项目背景 2 1 2 2 项目实施的意义 3 1 3 国内外研究或应用现状 4 1 3 1 动力能源管控系统国内外技术发展现状 4 1 3 2 烟草企业动力能源管控系统发展现状 5 1 4 本人主要工作 6 1 5 本文结构 7 第2 章动力能源管理信息系统相关技术介绍 9 2 1m i c r o s o f tv i s u a ls t u d i o n e t 开发平台 9 2 2m i c r o s o f ts q ls e r v e r2 0 0 0 数据库平台 1 0 2 3o p c 通讯方式 1 1 2 4 数据库接口技术 1 2 2 4 1a d o o l ed b 接口技术 1 2 2 4 2i d o c 接口技术 1 4 2 5c e l l 组件 插件 16 2 6 本章小结 17 第3 章动力能源管理信息系统需求分析 19 3 1 青岛卷烟厂动力能源管理现状 1 9 3 1 1 网络部分 1 9 3 1 2 控制部分 2 0 3 2 动力能源管理信息系统实施的必要性 2 1 3 3 动力能源管理信息系统功能需求分析 2 2 3 4 主要业务流程分析 2 6 北京i 业入学坝十学位论文 曼曼皇曼皇曼量皇曼曼皇皇曼吕皇曼皇曼曼曼曼曼皇曼曼曼i i 量曼鼍曼曼曼曼蔓曼曼曼曼曼舅皇皇舅曼 曼皇曼曼皇曼曼曼皇舅舅量皇曼皇曼皇量蔓皇量曼曼舅曼曼曼曼鲁 3 4 1 维修申请流程分析 2 6 3 4 2 报表生成流程分析 2 7 3 4 3 交班流程分析 2 8 3 4 4 接班流程分析 2 9 3 4 5 缺陷管理流程分析 3 0 3 4 6 与其它系统接口流程分析 31 3 4 7 数据采集流程分析 3 2 3 5 本章小结 3 3 第4 章动力能源管理信息系统的设计 3 5 4 1 系统总体设计 3 5 4 1 1 系统设计目标 3 5 4 1 2 系统设计原则 3 6 4 1 3 系统总体结构 3 7 4 2 开发环境 3 9 4 2 1 硬件开发环境 3 9 4 2 2 软件开发环境 3 9 4 3 系统功能模块设计 3 9 4 3 1 设备管理功能模块设计 3 9 4 3 2 工艺管理功能模块设计 4 3 4 3 3 能源管理功能模块设计 4 6 4 3 4 交接班管理功能模块设计 5 4 4 3 5 基础信息管理功能模块设计 5 7 4 3 6 权限管理功能模块设计 5 8 4 4 相关设计 6 l 4 4 1 数据库设计 6 1 4 4 2 系统接口设计 6 6 4 4 3 系统报表功能设计 6 7 5 2 1 系统数据采集接口设计 6 9 5 2 2 数据采集的实现 7 0 5 2 3o p c 客户端的数据上传 7 2 5 3 能源管理功能的实现 7 3 5 3 1 服务层设计 7 4 5 3 2 能源管理功能实现 7 6 5 4 权限管理功能的实现 7 8 5 4 1 服务层设计 7 8 5 4 2 权限功能实现 7 9 5 5 工艺管理功能的实现 8 1 5 5 1 服务层设计 8 l 5 5 2 工艺管理功能的实现 8 3 5 6 报表功能的实现 8 4 5 6 1 能源报表的实现 8 4 5 6 2 工艺报表的实现 8 6 5 6 3 温湿度报表 8 8 5 7 本章小结 9 2 第6 章动力能源管理信息系统的部署与测试 9 3 6 1 测试环境 9 3 6 1 1 测试过程及结果 9 3 6 1 2 测试用例 9 3 6 1 3 测试结果及分析 9 8 6 2 本章 j 结 一 9 8 结论 9 9 北京1 业人学颁十学位论文 参考文献 10 1 致谢 10 5 第1 章绪论 1 1 项目概述 近几年 全国烟草企业为了应对国内 国外发展形势的需要纷纷易地建厂 2 0 0 1 年 青岛卷烟厂开始进行 十五 易地技术改造 并提出了建设国内一流 卷烟企业的指导方针 建设一流的企业 必须要有一流的企业信息化技术来支撑 2 0 0 1 年9 月 颐中烟草 集团 公司配合国家烟草专卖局申请了 十五8 6 3 c i m s 项目 即 烟草行业现代集成制造系统总体方案设计及关键技术攻关 2 0 0 3 年 国家烟草总公司提出了 以信息化带动烟草现代化建设的发展 的重要决策 并 发布了 数字烟草发展纲要 该 纲要 的提出标示着烟草行业的信息化建设 已从被动的业务需求转变为主动制定与实施信息化战略 结合国家烟草专卖局 建立资源节约型 环境友好型企业 的总体要求和各地政府提出的节能降耗目 标 动力能源管控系统成为了青岛卷烟厂信息系统建设不可或缺的重要组成部 分 青岛卷烟厂动力能源管控系统是一个复杂的系统工程 技术方面涉及控制技 术 传感技术 计算机技术 网络技术 通讯技术 多媒体技术等多项技术 并 包含变配电 真空 空压 制冷 空调 给排水 热力 天然气 污水处理等 多个子系统的系统集成以及与c i m s 中其它系统如e r p m e s 视频监控等系统 的系统接口 它不同于一般的信息管理系统 不光有软件 还有大量的硬件及网 络设备 1 管控一体的系统如此庞大 在经过详细的分析及可行性研究的基础上 我们转换思路 改变目前普遍存在的设备层 监控层 管理层为基本架构的三层 结构的管控模式 建设性的提出对整个企业动力能源的管理分为监控系统和管理 信息系统两大独立系统 两大系统并存 使得整个动力能源管理结构清晰 分工 明确 管理范围拓宽 管理流程简单 明朗 动力能源管理信息系统 p e m s 主要是对动力能源中心的管理信息数据进 行计算 处理 存储 查询和统计分析 而目自订青岛烟厂新厂已安装生产设备和 监控设备 以及各自的设备控制运作系统 因此 动力能源管理信息系统要解决 的是共享其它系统的信息 对监控设备采集的信息进行清洗 汇总 整理 然后 北京 业人学顾十字位论文 根据需要生成动力能源部门及其它部门需要的报表 同时加强设备动力处内部的 管理 规范交接班的操作流程 详细记录工作过程中发现的情况 提高e r p 系 统 m e s 系统 动力能源系统监控之间的数据集成度 尽量避免数据的冗余 确保数据的准确 及时性 同时加强部门内部的管理 提高管理效率 1 2 项目背景及意义 1 2 1 项目背景 由于石油 煤炭等目前大量使用的传统化石能源枯竭 同时新的能源生产供 应体系又未能建立 能源短缺成为摆在我们面前的最为迫切的问题 根据经济学 家和科学家的普遍估计 到本世纪中叶 也即2 0 5 0 年左右 石油资源将会开采 殆尽 其价格也会升到很高 不再适应于大众化普及使用 如果新的能源体系尚 未建立 能源危机将席卷全球 尤其是以欧美等极大依赖于石油资源的发达国家 受害最为严重 工业大幅度萎缩 有的甚至可能因为抢占剩余的石油资源而引发 战争 能源的过度开采和使用 直接带来的就是环境污染问题 目前在全球范围内 都不同程度地出现了环境污染问题 如大气环境污染 海洋污染 城市环境问题 等 这些问题现在已经具有全球化了 环境污染除了直接破坏和影响整个生态系 统外 污染物的积累和迁移转化还会引起多种衍生的环境效应 给生态系统及人 类社会造成间接危害 有时这种间接危害比当时造成的直接危害更大 也更难消 除 人类的生活质量 身体健康和生产活动都受到了不同程度的影响 气候变暖 导致的海水上涨正使许多岛屿国家面临着失去家园的艰难境地 厄尔尼诺 现 像 拉尼娜 现像等因为污染所引发的气候问题 f 时时窥视我们人类 不时给 我们造成巨大灾难 如何挽救我们因为环境污染而造成的千疮百孔的地球 限制能源的过度开采 与使用是人类目前所必须要解决的首要问题 但企业的运作与发展是离不开能源 的 就目前状况来说 在努力开发新能源的基础上 最大限度的减少能源的使用 合理分配能源 减少各种污染物的排放 是各个企业必须做头等大事 卷烟企业 历来是用能大户 传统的企业生产 对能源的管理缺少有效的措旅 能源管理手 第l 节缔论 段粗放 从而导致大量能源的浪费 2 0 0 6 年国家烟草专卖局在 加强企业节能 科学管理 的楷中明确的提出 要加强企业能源消耗管理 尤其是要加强原始记 录 统计台账 分析报表制度等方面的建设 烟草企业应根据企业自身用能量大 管理基础薄弱 管理粗放等特点逐步实现记录 统计 报表的规范化 完善化和 数字化 各烟草企业应定期进行能源消耗统计分析和能量平衡分析 完善企业能 耗统计制度 用信息技术改造传统产业 1 2 2 项目实施的意义 中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议 提出 十一五 期末单位国内生产总值能源消耗比 十五 期末降低2 0 左右 这一指标 是我国 十一五 期间最重要的约束性指标之一和节能工作的奋斗目标 因此 加 强企业动力能源管理 开展企业节能降耗活动 提高能源综合利用率是减少资源 消耗 保护环境的最有效途径 也是我国走新型工业化道路的重要内容 这对于 提高企业经济效益 缓解社会经济发展面临的能源和环境约束 完成 十一五 规划目标有着十分重要的意义 为了使企业能更好的完成动力能源的综合管理 建立一套自动化能源数据采集系统 对动力能源系统供应进行监测 以便企业实 时掌握能源状况 为实现能源自动化调控打下坚实的数据基础 同时方便企业的 计量和成本核算工作 成为国外工业企业下一步的主要工作目标 国内烟草企业动力能源系统在 十五 技改之前 虽然也认识到了企业能源 数据对于企业管理的重要性 并且采取了一些措施 主要是采用各种仪器 仪表 对能源数据进行采集 并派专人对仪器 仪表 与采集的数据进行现场维护 抄 取 并逐级统计 上报 建立数据库对数据进行管理 这样的缺点是手工操作效 率低 不能满足大范围的数据采集需要 因此 建立企业能源管理系统 是深化 企业管理 维护企业的 f 常运营具有重要意义 为响应国家烟草专卖局关于节能 减排的号召 各烟草企业在 十五 规划中都对其动力能源设备大都进行了大规 模的技术改造 单机设备的控制系统已逐渐完善 逐渐脱离人工操作的状态 但 却很少有企业能把所有子系统真正集成 各种数据完整收集 对所有设备真正实 现管控一体化 但随着我厂全新的管控一体化的动力能源管控系统的成功实施 将给整个烟草企业带来全新的动力能源管理理念 目前 山东中烟工业公司正准 北京i 业入学硕十学位论文 备将青岛卷烟厂动力能源管理方面的成功功经验在全省烟草企业进行推广 并制 定出一套规范的动力能源管理标准 这一做法得到了国家烟草专卖局的大力支 持 如果山东中烟试点成功 将会在全国烟草企业范围内进行推广 对国内其它 工业企业也有很大的借鉴作用 因此青岛卷烟厂动力能源管控系统的实施经验就 尤为重要 青岛卷烟厂根据企业生产管理需要 将整个动力能源管控系统分为两个相对 独立 又互相联系的两个系统 动力能源监控系统和动力能源管理信息系统 其 中动力能源监控系统通过管理及工业以太网 计算机设备 p l c 控制器及现场设 备 实现对全厂动力能源相关各子系统的自动控制 远程控制及现场控制 同时 实现数据采集 故障监测报警 集中监视 而动力能源管理信息系统是对监控系 统采集的数据进行清洗 计算 分析 从而形成各部门需要的报表 对动力管理 部门及动力设备 能源进行全面的管理 为企业分析各种能源指表 平衡用能有 着不可低估的作用 成为企业c i m s 系统的一个重要组成部分 1 3 国内外研究或应用现状 1 3 1 动力能源管控系统国内外技术发展现状 在世界能源紧缺的大形势下 工业企业 节能减排 已成为大势所趋和 必 修课程 近些年来 有关企业动力能源管控技术的研究与开发 在国内外已取 得了长足的发展 尤其反映在企业的能源设备由传统的耗能严重型向节能型方向 转变 国内 众多的耗能大户 如钢铁 石化 有色等企业也都纷纷下大力气加 强能源管理相关技术的研究 并加大动力能源的基础设施的改造力度 以合理组 织生产 合理分配能源 加强能源购进管理 加强项目的节能管理等措施 来保 证最大限度的减少企业用能 以山西省将成立 大型钢铁企业能源管理中心 为例 钢铁工业是山西省重 要的支柱产业之一 也是山西省重点耗能企业 2 0 0 9 年1 1 月2 3 日省政府决定 将在山西省大型钢铁企业开展能源管理中心建设工作 要求年生产规模3 0 0 万吨 钢以上 主要生产工艺及实施应符合国家产业政策 且具备一定的现场自动化基 础条件且经过适应性改造 能满足企业能源管理中心系统对数据采集要求的钢铁 4 第1 章绪论 量曼曼曼曼皇曼曼曼皇舅舅i i i i i i i 鲁舅曼鼍曼曼曼曼曼曼曼皇蔓曼曼皇量曼曼曼曼 企业 都必须开展企业能源管理中心项目建设 太钢集团等企业是推广实施的重 点 钢铁企业能源管理中心建设是一项整合自动化和信息化技术的管控 体化 节能新技术项目 企业通过能源生产 输配和消耗实施动态监控和管理 改进和 优化能源平衡 从而实现系统性节能降耗 这是利用高新技术和信息化技术改造 以提升企业技术管理水平 提高科技含量和经济效益 降低资源消耗和减少环境 污染的新型工业化道路的助推器 在国际方面 几乎所有涉及到自动化领域的公司均涉足能源管理项目的硬软 件系统研究与产品开发 其技术范围也从最初的只考虑单体设备的能耗降低 转 变为系统的节能降耗 强化企业能源管理水平 根据b c cr e s e a r c h 美国知名 市场调查公司 对全球能源管理系统 e m s 的市场进行调查分析及预测指出 2 0 0 5 年全球e m s 系统市场的收益从2 0 0 3 年的1 0 4 亿美元成长了3 6 5 达到 1 4 2 亿美元的规模 在2 0 0 6 年更是成长了2 6 9 达到1 7 6 亿美元规模 1 1 3 2 烟草企业动力能源管控系统发展现状 国内烟草企业动力能源系统在 十五 技改之前 虽然也认识到了企业能源 数据数据对于企业管理的重要性 并且采取了一些措施 主要是采用各种仪器 仪表对能源数据进行采集 并派专人对仪器 仪表 与采集的数据进行现场维护 抄取 并逐级统计 上报 建立数据库对数据进行管理 这样的缺点是手工操作 效率低 不能满足大范围的数据采集需要 因此 建立企业能源管理系统 是深 化企业管理 维护企业的正常运营具有重要意义 为响应国家烟草专卖局关于节 能减排的号召 各烟草企业在 十五 规划中都对其动力能源设备大都进行了大 规模的技术改造 单机设备的控制系统已逐渐完善 逐渐脱离人工操作的状态 但却很少有企业能把所有子系统真币集成 各种数据完整收集 对所有设备真正 实现管控一体化 但随着我厂全新的管控一体化的动力能源管控系统的成功实 施 将给整个烟草企业带来全新的动力能源管理理念 目前 山东中烟工业公司 f 准备将青岛卷烟厂动力能源管理方面的成功功经验在全省烟草企业进行推广 并制定出一套规范的动力能源管理标准 这一做法得到了国家烟草专卖局的大力 支持 如果山东中烟试点成功 将会在全国烟草企业范围内进行推广 对国内其 北京r 业大学硕 学位论文 它工业企业也有很大的借鉴作用 因此青岛卷烟厂动力能源管控系统的实施经验 就尤为重要 1 4 本人主要工作 论文主要以山东中烟工业公司青岛卷烟厂动力能源管理信息系统为依据 归 纳出在研制系统的动力能源管理系统过程中重点考虑的问题 1 结合企业生产需要 对系统进行需求分析 结合企业现有动力能源管理现状 进行系统的需求分析 从而得出系统 实施的必要性和可行性 并分析系统的主要的输入输出项目 处理的功能性能等 主要业务包括 维修申请 报表生成 交班 接班 缺陷管理 与其它系统接口 等 对信息系统涉及的主要流程采用流程框图的形式表现出来 2 对系统主要功能模块进行分解 进行信息化描述 具体到相应功能的实 现 根据业务需求 可将动力能源管理信息系统划分为 设备管理 工艺管理 能源管理 交接班管理 基础信息管理和权限管理等模块 确定各功能模块的主 要功能及相应的功能清单 其中 设备管理主要功能 设备管理是动力能源管理信息系统主要业务处理模块 它包括了与e r p 系统 m e s 系统 动力监控数据采集等系统的协调和信息集成 设备管理不但要管理动力能源部门的各项设备数据 还要对各项设备的运行情况 进行监控 实时掌握设备及相关仪器的相关信息 为精确管理体统数据依据 工艺管理主要功能 对动力中心供给卷烟生产所需的水 电 汽 气进行质 量分析 工艺参数标准来源工艺技术处 空调参数m e s 下传 其它手工维护 实时工艺参数来源于监控系统 合格率由参数标准和实时工艺参数计算得出 能源管理主要功能 能源管理的主要功能就是依靠动力监控系统采集上来的 数据 配合对应设备运行状况和生产状况 进行能耗分析 形成设备运行能耗 产品单箱能耗等管理所需要的能耗分析值 以报表形式提供出来 同时显示每天 电 水 气 汽的用量 并生成同 月 季 年报等 6 第l 审绪论 交接班管理主要功能 对动力能源部门下的班组进行交接班管理 交接班管 理主要分为交班操作 接班操作 交接班查询和缺陷管理四部分 基础信息管理主要功能 通过对系统常用的基础数据的分类与设置 建立和 维护基础信息数据库 实现基础信息管理 权限管理主要功能 权限管理完成与系统运行相关的组织结构 系统功能 人员及权限设置 通过对权限信息的统一管理 提供统一的权限信息服务 并通 过统一的用户认证 实现单点登录 3 系统的接口设计及实现方法 动力能源管理信息系统接口设计主要包括与e r p 系统 m e s 系统和动力能 源监控系统之间的接口设计 主要明确接口列表 研究接口的实现方式 4 系统的数据库设计及实现方法 本系统数据库选用s q l s e r v e r 2 0 0 0 通过对数据库逻辑结构设计 物理结 构设计 安全保密设计 优化设计等方面的研究 开发出适合于企业动力能源管 理信息系统的数据库 5 系统数据采集的设计与实现 整个动力能源管理系统的前台数据均为监控系统采集的数据 动力能源监控 系统各项数据通过现场的各个传感器 现场总线 p l c o p c 等 上传至实时服 务器 系统的数据采集设计 完成数据由监控系统实时服务器上传至管理服务 器 1 5 本文结构 论文共分六章 其组织结构如下 第一章绪论 简要介绍了动力能源管理信息系统的课题研究的背景 目标和主要内容 研 究的意义 第二章动力能源管理信息系统相关技术介绍 介绍本系统所涉及到数据库接1 2 技术 数据库技术及c f n e t 编程技术 7 北京l 业大学硕十学位论文 第三章动力能源管理信息系统需求分析 根据系统业要需求 分析系统的各主要功能 并分析系统的主要的输入输出 项目 处理的功能性能等 第四章动力能源管理信息系统设计 详细介绍了动力能源管理信息系统的设计 包括 系统功能划分 软硬件配 置 数据库设计等 现 第五章动力能源管理信息系统功能实现 详细介绍系统的实现过程 包括数据采集 各主要功能模块及报表功能的实 第六章动力能源管理信息系统功能测试 介绍了本系统测试环境配置 测试方法 测试用例及测试结果等 通过测试 证明系统的设计符合原有功能需求要求 第2 章动力能源管理信息系统秆i 关技术介绍 第2 章动力能源管理信息系统相关技术介绍 2 1m i c r o s o f tv i s u a ls t u d i o n e t 开发平台 m i c r o s o f t n e t 平台的基本思想是 侧重点从连接到互联网的单一网站或设 备上 转移到计算机 设备和服务群组上 使其通力合作 提供更广泛更丰富的 解决方案 用户将能够控制信息的传送方式 时间和内容 计算机 设备和服务 将能够相辅相成 从而提供丰富的服务 而不是像孤岛那样 由用户提供唯一的 集成 企业可以提供一种方式 允许用户将它们的产品和服务无缝地嵌入自己的 电子构架中 这种思路将扩展二十世纪八十年代首先由p c 赋予的个人权限 m i c r o s o f t n e t 将开创互联网的新局面 基于h t m l 的显示信息将通过可编程的 基于x m l 的信息得到增强 x m l 是经 万维网联盟 定义的受到广泛支持的行业 标准 w e b 浏览器标准也是由该组织创建的 微软公司为开发它投入了大量精力 但它并不是m i c r o s o f t 的专有技术 x m l 提供了一种从数据的演示视图分离出实 际数据的方式 这是新一代互联网的关键 提供了开启信息的方式 以便对信息 进行组织 编程和编辑 可以更有效地将数据分布到不同的数字设备 允许各站 点进行合作 提供一组可以相互作用的 w 曲服务 m i c r o s o f t n e t 平台包括用于创建和操作新一代服务的 n e t 基础结构和工 具 可以启用大量客户机的 n e tu s e re x p e r i e n c e 用于建立新一代高度分布式的 数以百万计的 n e t 积木式组件服务 以及用于启用新一代智慧互联网设备 的 n e t 设备软件 m i c r o s o f t n e t 产品和服务一包括w i n d o w s n e t 连同建立积木式服务的核 心集成套件 m s n t m n e t 个人订购服务 o f f i c e n e t v i s u a ls t u d i o n e t 以及用于 n e t 的b c e n t r a l t m n e t 环境中的突破性改进在于 1 使用统一的i n t e m e t 标准 如x m l 将不同的系统对接 2 这是i n t e m e t 上首个大规模的高度分布式应用服务架构 3 使用了一个名为 联盟 的管理程序 这个程序能全面管理平台中运行的 9 北京 业大学硕十学位论文 服务程序 并且为它们提供强大的安全保护后台 n e t 平台包括如下组件 1 用户数据访问技术 其中包括一个新的基于x m l 的 以浏览器为组件的 混合信息架构 叫做 通用画板 2 基于w i n d o w sd n a2 0 0 0 的构建和开发工具 3 一系列模块化的服务 其中包括认证 信息传递 存储 搜索和软 件送递功能 4 一系列驱动客户设备的软件 2 2m i c r o s o f ts q ls e w e r2 0 0 0 数据库平台 s q ls e r v e r 是一个关系数据库管理系统 它最初是由m i c r o s o f ts y b a s e 和 a s h t o n t a t e 家公司共同开发的 并于1 9 8 8 年推出了第一个0 s 2 版本 在 w i n d o w sn t 推出后 m i c r o s o f t 与s y b a s e 在s q ls e r v e r 的开发上就分道扬镳了 m i c r o s o f t 将s q ls e r v e r 移植至l j w i n d o w sn t 系统上 专注于开发推广s q ls e r v e r i 拘w i n d o w sn t 版本 s y b a s e 则较专注于s q ls e r v e r 在u n i x 操作系统上的应 用 m i c r o s o f ts q ls e v e r 2 0 0 0 是一种典型的具有客户机 服务器体系架构的关系 数据库管理系统 它使用t r a n s a c t s q l 语句在服务器和客户机之间传送请求和响 应 m i c r o s o f ts q ls e v e r 具有可靠性 可伸缩性 可管理性 可用性等特点 为 用户提供了完整的数据库解决方案 m i c r o s o f ts q ls e v e r 2 0 0 0 的服务器环境可以 是w i n d o w s2 0 0 0 w i n d o w sn t 或者w i n d o w s9 其客户机环境可以是w i n d o w s 2 0 0 0 w i n d o w sn t w i n d o w s9 x w i n d o w s3 x m s d o s 第三方平台和i n t e m e t 浏览器等 s q ls e r v e r 特点 1 数据库引擎全面支持x m l 2 可以安装在w i n d o w s 的多种版本上 联合服务器 索引视图等的支持可以 使s q ls e r v e r 2 0 0 0 升级到最大w e b 站点所需的性能级别 3 分布式查询可以引用其它种类数据库中的数据 保证分布式数据库中数 据更新的完整性 复制能够维护资料的多个副本 这些用户可以自己修改合并到 发布服务器 保证资料完整性并且将管理并发修改数据库的开销减到最小 4 易于安装 部署和使用 包含数据仓库功能 2 3o p c 通讯方式 o p c 全称o l ef o rp r o c e s sc o n t r o l 它是基于m i c r o s o f t 公司的d i s t r i b u t e d i n t e r n e ta p p l i c a t i o n d n a 构架和c o m p o n e n to b j e c tm o d e l c o m 技术的 使 w i n d o w s 的应用程序和现场过程控制应用之间建立了桥梁 6 1 o p c 规范定义了一个工业标准接口 这个标准使得c o m 技术适用于过程控 制和制造自动化等应用领域 o p c 接口既可以适用于通过网络把最下层的控制 设备的原始数据提供给作为数据的使用者 o p c 应用程序 的h m i 硬件监督 接口 s c a d a 监督控制与数据采集 批处理等自动化程序 以至更上层的 历史数据库等应用程序 也可以适用于应用程序和物理设备的直接连接 1 9 1 o p c 系统主要有三部分组成 o p c 服务器 o p c 接口 o p c 应用程序 其 中0 p c 服务器是按照应用程序 客户程序 的要求提供数据采集服务的 o p c 应用程序是接受服务的 其是通过调用o p c 数据存取服务对象所提供的方法 属性和事件来实现的 通过o p c 客户端的应用程序 操作人员不仅可以监测服 务器上实时数据的当前值 包括信息和特性 还能对其实施控制 并可从服务器 上获取报警信息和事件记录 o p c 服务器是按照各个供货商的硬件所开发的 使之可以吸收各个供应厂商硬件和系统的差异 从而实现不依存于硬件的系统构 成 同时利用一种叫做v a r i a n t r 的数据类型 可以不依存于硬件中固有数据类型 按照应用程序的要求提供数据格式 2 0 1 o p c 客户端应用程序访问o p c 服务器 步骤如下 l 获取o p c 服务器中的o p cs e r v e r 对象 o p cs e r v e r 是客户应用程序访 问o p c 服务器的唯一入口和实例化点 2 使用o p cg r o u p 类的a d dg r o u p 方法创建g r o u p 对象 3 创建i t e m 对象 北京t 业大学硕士学位论文 mm t l t 皇曼曼曼曼曼曼量曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼鼍皇鼍曼曼曼曼曼曼曼曼鼍量曼皇曼皇詈曼曼皇曼曼量曼皇曼曼曼曼量鼍量 4 获取h e m 对象 进行各种读写操作 客户应用程序不需访问o p cs e r v e r 的内部设计 只需按照o p cs e r v e r 所要 求的格式调用方法 属性 事件来实现 典型的o p c 体系结构如下图2 1 物理服务器 数据库 s 本地或远程o p c 服务器 多客户共 服务器数据缓存 享 jl p c 自动化接l 包装器 3 r p c 客广端o p c 客广端 2 4 数据库接口技术 图2 1典型的o p c 体系结构 2 4 1a d o o l ed b 接口技术 不同的应用程序之间的数据存取方式不是唯一的 对于应用程序和数据库之 间进行数据存取操作 微软公司提供了一种比较适用的方法 数据存取对象d a o d a t aa c c e s so b j e c t s 远程数据对象r d o r e m o t ed a t ao b j e c t s 和a c t i v e x 数据对象a d o a c t i v e xd a t ao b j e c t s 如图2 2 所示 通过d a o r d o a d o 数据存取模式 应用程序可真接通过o d b c 或o l ed b 应用程序接口来访问不 同的数据库资源 2 0 1 2 s q l 数据源 其它数据源 图2 2d a o r d o a d o 存取资料源 f i g2 2d a o r d o a d o t oa c c e s sd a t as o u r c e s 图2 2 中 o d b c o p e nd a t a b a s ec o n n e c t i o n 为各种关系型搂据提供统一 的操作界面 而o l ed b 是底层接口 它使用o l ec o m 技术从各种不同的数据 源得到数据提供的接口 使用o l ed b 技术 可以通过统一的数据访问方式来访 问不同类型的数据源 例如 可访