智慧能源及碳排放监测管理云平台系统方案

智慧能源及碳排放监测管理云平台系统方案 6 31.1用户现状分析 31.2工程范围 71.3系统技术声明 81.3.1系统数据流 81.3.2系统结构 81.3.3系统配置 91.3.4系统硬件技术参数 91.3.5系统软件要求 1.3.6系统功能 1.3.7系统符合的标准 1.3.8系统的精度及可靠性 1.3.9设计计划 第二章总体设计 202.1设计原则 2.1.1开放性 2.1.2先进性 2.1.3高性能 2.1.4安全性 2.1.5可靠性 2.1.6扩展性 2.1.7性价比 2.2网络总体设计 2.2.1网络系统设计的目标 2.2.2网络系统设计原则 2.2.3网络结构 2.2.4网络系统构成 2.2.5网络设备 2.3数据库系统总体设计 232.3.1设计目标 2.3.2设计原则 2.3.3xxx能源介质综合计量系统信息管理结构 2.3.4系统数据库管理系统的确定 252.3.5系统应用数据库总体设计 2.3.6数据存储设计 252.4数据采集站系统总体设计 262.4.1设计原则 2.4.2总体目标 2.4.3设计要求 2.4.4配置设计原则 2.5安全系统总体设计 282.5.1管理安全策略 2.5.2网络安全技术策略 2.6项目目标 29第三章数据采集系统简介 313.1***可编程控制系统的特点 3.2***可编程控制系统常用模件说明 333.3控制柜尺寸结构 403.4操作站与工程师站构成与功能 413.5平均无故障时间及平均故障维修时间 3.5.1平均无故障时间(MTBF) 3.5.2平均故障维修时间(MTTR) 3.6系统环境能力 46 3.6.2热负荷 463.6.3室内照明 3.6.4抗干扰性能 3.6.5系统供电 3.8接地要求 3.9系统接线 第四章实时数据库系统PIMS 504.1实时数据库系统 4.1.1PIMS3.6过程信息管理系统简介 50 514.1.3PIMS3.6软件的组成 534.1.4应用程序工程 4.1.5系统需求 4.2PIMS的外部通信技术 55 56 56 574.3分布式技术 4.3.1网络通信方式 4.3.2远程数据源 4.3.3网络变量 604.3.4网络数据库连接 60 4.4PIMS先进的实时数据库技术 624.4.1实时数据库基本概念 63 64第五章智慧能源及碳排放监测管理云平台 错误!未定义书签。5.1智慧能源及碳排放监测管理云平台总体设计 665.1.1设计原则 5.1.2应用系统体系结构 5.1.3系统基本功能设计 5.1.4系统安全设计 695.2能源管理系统介绍 5.2.1系统设定模块 5.2.2生产管理模块 5.2.3能源管理模块 5.2.4设备管理模块 5.2.5计量管理模块 5.2.6库存管理模块 5.2.7质量管理模块 6.1网络拓扑结构 6.1.1网络结构说明 6.2数据采集系统配置 846.2.1公用动力区域 6.2.2油漆车间、废水站区域 6.2.3总装车间区域 6.2.4车身车间、化学品仓库区域 6.3系统数据库及网络发布 906.4北园区监视报警系统 6.5南园区能源管理系统配置清单 956.6系统参数表 97第七章工程服务及项目管理 99 7.1.2双方职责 99 99 7.2工程服务 7.2.1项目管理 7.2.2工程设计 7.2.3现场服务 7.3.2现场试验 7.4数据和文件 104 7.5.2系统技术培训 7.5.3现场培训 7.6引用规范和标准 7.6.2引用的规范和标准 第1页共114页前言新型的工业自动控制系统正以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统，它们具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等鲜明优点。为新型的工业自动控制信息系统工程提供了完整的解决方案--过程信息管理系统。过程信息管理系统能有效继承全场生产信息，形成安全可靠的实时数据库，填补企业经营管理系统和控制系统之间的信息鸿沟，使管理层能够及时准确地了解生产情况、发现生产中的问题，并为先进控制软件提供应用平台，实现了办公室和生产现场的信息沟通，是企业信息化建设中不可缺少的组成部分。过程信息管理系统是大型多层软件体系平台。使用过程信息管理系统用户可以方便、快速地构造不同需求的数据采集与监控系统。过程信息管理系统进行现场生产数据的浏览，使管理层能够及时准确地了解生产情况、发现生产中存在的问题。具有投资少、工期短、运行稳定、操作简单等特点。广泛地应用于石油、对于中、小型的企业，它可以提供管理层对生产的监控功能，可以自动生成简单统提供现场数据，使管理系统的数据更加及时、准确。过程信息管理系统综合集成软件是专门针对现已广泛应用在工业企业的各种集散控制系统(DCS)、可编程控制器(PLC)、现场总线仪表、数据采集与控制软件(HMI/SCADA)(等智能自动化系统设计的用于企业网络环境下的全园区生产过程数据采集、数据存储、数据查看、数据处理和数据管理的软件系统。过程信息管理系统可以实现企业网络环境下的实时数据采集、实时流程查看、实时趋势浏览、报警记录与查看、开关量变位记录与查看、报表数据存贮、历史趋势存贮与查看、标准ODBC/SQL过程数据接口等功能，从而实现企业过程控制系统与信息系统的网络集成、综合管理。过程信息管理系统迄今已完成了上百个客户的系统工程项目，为用户提供包括需求分析、方案咨询、方案论证、系统设计、设备选型、软件开发、安装调试和系统维护等完整的专业化服务，积累了丰富的行业系统集成及应用软件的开发第2页共114页本项目的能源计量网络系统是按全园区一体化网络系统的模式设计的，既考虑到计量设备实时数据上传功能，也考虑到了管理信息系统的各项功能。现场数据上传至调度室实时数据库，调度室则通过信息管理指令系统，对全园区信息、移动、调配等工作进行安排、指挥，从而构成全园区一体化的信息管理系统。本方案使能源计量管理的信息，包括生产的动态数据、历史数据、各项离线采集的数据等，都能够通过系统实现实时、方便、高效、统一的管理和监控，形成各车间和园区级的能源成本核算依据。管理人员无论是在办公室还是出差，都能随时随地通过企业管理网络查看这些数据并获得相关报表。系统同时还具有良好的开放性和灵活性，可在功能上实现不断地扩展与完善，并考虑了将来与集团公司建立全公司计算机网络的统一要求。第3页共114页第一章综述根据实际情况编制该园区项目规划时就考虑到先进能源计量系统的建立，为各级部门配备了智能化能源计量设备，并预留了通讯接口，现希望在此基础上建立一套完整的、具有世界先进水平的能源数据信息系统。通过应用先进，成熟可靠的硬件、软件和网络技术，准确、快速地记录能源消耗相关数据，并提供基于WEB的监控、配置、查询、分析等功能，供各相关部门查询分析能源相关信息。目的是通过对全园区区各部门电，天然气，水等能源介质的统一综合管理，使得各部门能对各自的能源使用情况进行查询分析，帮助各能源使用部门发现潜在的节能机会，最大限度地提高企业的能源利用效率，科学有效地管理企业的能源使用，从而降低能源使用费用，为建立节约型社会发挥作用。该项目可分为以下两部分内容：能源数据信息系统变压器状态监控系统我公司将基于对用户需求的深入分析与理解，利用多年的流程工业信息系统开发、工程实施经验，从系统的安全性、稳定性、高性能、扩展性以及良好的性能价格比等角度综合分析，为xxx提供能源计量管理信息系统解决方案。以帮助xxx提高生产效率，加强企业管理，以及为将来全公司生产信息系统设计实施奠定基础。该方案包括如下三个主要部分：现场计量数据采集系统PIMS实时数据库系统能源计量管理分析系统1.1用户现状分析1计量仪表情况现场计量仪表数量如下表所示：第4页共114页电气公用动力公用动力1222油漆车间4812221总装车间121车身车间1222415园区区314库2237727空调园区唐山汇中天然气公司同欣自动化仪表5第5页共114页变压器监视项目设备汇总：公用动力37油漆车间99112总装车间549车身车间3变压器设备通讯协议：设备园区家设备型号第6页共114页2通用集团园区网络集团园区网络已投入使用运行。完成了园区区内集团办公大楼，各二级单位，生产车间等点的光纤连接及宽带布线。xxx园区网网络光纤拓扑范围广泛，光纤信息点分布广、点多，且各点基本延伸到了各生产车间。网络运行具有高效性、稳定性和可扩展性。所以xxx园区网完全满足建立能源计量网所需的网络结构和网络连接。xxx能源计量网在物理上可以利用园区网现有的规模和设备，在xxx园区网下建立一个独立的子网系统，主要用于各二级单位间能源数据的网络化管理，实现二级单位一级能源数据的自动采集、传输、运算、存储，并自动生成月报、日报、年报、网上查询等功能。由于能源计量网安装范围广、数量较多，可以考虑以生产车间为单位建立数据采集工作站(每个二级单位应有自己区域内各个介质的流量测量工艺流程图),由工作站与流量计采用合理的拓扑结构联网成为实时网络系统，且具有可扩展性，具备抗干扰及抗噪声技术，符合工业规范。工作站采集单位范围内的数据要做到实时性、连续性和可靠性。工作站针对不同的通信协议对数据进行正确的编译、处理，生成实时数据库。工作站与就近的xxx园区网的信息点接口，将生成的实时数据库上传。工作站与信息点的接口应能保证数据的正确解释和传输。为便于今后生产调度管理、实时信息管理以及考核到班组，工作站应有开放性，预留将全园区PLC,DCS就近接入网中的接口及软件。3需要解决的问题经过现场调研，根据信息系统的需求，目前xxx能源计量系统存在下列问题：◆地域分布比较广，xxx能源计量点多、能源介质种类多、计量点分散在各个车间内部的仪表需要连接的工作量大◆长期以来依靠人工取纸、人工抄表统计，获取的能源计量信息少、传输速度慢、处理周期长、能源浪费大不利于问题隐患的发现，同时会造成生产的波动生产工艺流程复杂，能源品种众多，能源消耗数量巨大，节能降耗和提高经济效益的矛盾日趋严重第7页共114页1.2工程范围根据本项目技术规范书提供南园区能源计量系统所需的设备、备品备件、通信电缆、软件平台以及满足系统运行、维护所需要的全部技术文件，并负责系统的安装，调试及相应的服务。◆负责将系统数据的采集，传送，存储，发布，应负责整个数据系统的完整性◆根据目前现场表具的情况，确定表具接入方式，并保证该接入方式能保证信号稳定，可靠◆保证系统采集的数据与表具本身的数据一致◆表具本身的精度校验由第三方完成，费用不属于此次项目内◆参考使用园区区公司内部网络，但必须提供对于网络的具体要求，和对网络系统资源的占用情况进行说明，供技术评标过程中，与IT部门进行协调工作(遵循SGMIT部门关于公司内部网的规章制度)注：报价中包括对原有计量设备监控所需的通讯软件、规约协议、信息列表及地址、专用通讯接口的相关费用，以及新增监控设备的费用。第8页共114页1.3系统技术声明该技术要求适用于整个能源数据信息系统，包括能源数据信息系统和变压器状态监控系统。整个系统应首先考虑可靠性，其次是可扩展性。1.3.1系统数据流数据管理数据管理接收各区域再通过以太网发送至服务器通过web形式发在个人电脑上能源消耗信息，数采单元功能说明监控服1.3.2系统结构南园区能源计量系统分为3层：数据采集终端、数据监控系统、数据管理与数据采集终端：负责直接从计量仪表采集数据。数据监控系统：负责从各数据采集终端中读取数据，集中显示所有表具状态信息和整个系统状态，提供整个系统的维护相关信息(如报警，警告等)。数据管理与发布：定时从数据监控系统读取数据，并保存；根据用户的配置将数据进行统计、分类、整理后，通过Web发布到通用公司的内部网上。南园区能源计量系统系统使用公司内部的以太网，现场网络情况必须满足以第9页共114页对于数据采集终端，数据采集采用专用485屏蔽通信电缆。对于实时监控与数据采集之间的网络，通过公司内部的以太网，必须保证整体带宽10M以上，平均占用率不超过30%,可以设置专用通讯网段，并保证网络安全和稳定。对于实时监控和能源信息管理发布的网络，通过公司内部的以太网，必须保证整体带宽10M以上，平局占用率不超过30%,保证网络安全和稳定。如果需要发布到广域网，需要企业提供专用IP宽带上网和申请域名服务。访问客户端必须安装IE6.0或以上版本浏览器，无需其它软硬件设置。发布平台对电子邮件发布无特殊网络要求。1.3.3系统配置以下为配置简单说明，详细配置请参考第六章：数据采集终端：根据项目技术要求，采用我公司能源计量专用数据采集终端数据监控系统：配备监控工作站一台，其位置在联合站房中控室数据管理与发布：配备能源数据信息管理工作站一台，其位置在联合站房中控室变压器监控：配备变压器监控工作站一台，位置在电气巡检办公室内另配备笔记本电脑2台，用以调试，编程，远程访问等(型号：IBMT60参数：英特尔酷睿2双核处理器T5600内存：512MB硬XP专业版)1.3.4系统硬件技术参数数据采集终端：◆数据采集终端保证各表具以其最大数据通讯速度进行通讯◆数据采集终端平均无故障时间(MTBF)15,0000小时◆数据采集终端通过工业现场标准抗电磁干扰和安全性认证如：UL、CSA、第10页共114页◆当网络通讯出错，或者控制器出错时。数据采集终端上有故障报警灯显示，以方便巡检人员判断终端运行状态◆数据采集终端的程序采用国际通用WINCC编程软件，简单易懂的图形化编程界面(如梯型图等)编程、调试，编程软件稳定、可靠。工程师日后进行维护或扩展工作时，程序可以在线编辑，不影响原系统正常工作。◆数据采集终端具有本地数据存储功能，网络中断时数据本地存储，保证数据的完整性，保证3天的数据缓存。采用GCS-1最高端的CPU,配备64M内存，平均每CPU连接点数<90点，按照断线情况下每秒保存一次数据，三天的数据量：90*16/8*24*60*60*3/1024/1024=44.5M。网络恢复正常后，系统自动读取断线期间的历史数据。◆数据采集终端保证个别表具对应网端的故障不应该影响整个系统或数据采集终端的运行。◆数据采集终端采用专用的通讯模块和相应卡件，通过配置相应卡件即可能满足接入多种通讯信号(如现场总线，包括profibus,modbus等，脉冲输入，模拟量输入等)的要求，为以后增加设备作准备，系统应该这方面的扩展能力(针对重点能耗设备增加)。◆系统考虑以后的性能的扩展性，只需增加相应的通讯卡件和模拟量、开关量卡件，便能满足系统扩容的要求。◆每个数据采集终端配备UPS电源，以提供电源保护及连续供电能力，用以在断电的情况下保证至少两小时的电源供应，并防止外部电源波动影响数据采集终端正常工作。UPS放置在系统机柜中。第11页共114页1.3.5系统软件要求根据系统结构，将软件系统分为以下4个类：系统软件，数据库软件，监控系统软件(指数据库软件，监控组态软件，能源管理及发布软件的运行平台)数据库软件数据库软件采用企业级历史实时数据库PIMS3.6DB。企业级历史实时数据库基于标准的关系数据库，(如SQLServer***5),能系统能够存取5年以上的数据。系统配备120G以上大容量硬盘，在1000点情况下，每日生成历史数据不超过30M,5年数据<30*365*5=55GB。第12页共114页并发操作：应能允许不同程序(任务)对数据库内的同一数据进行并发访问，可保证在并发方式下数据库的完整性。一致性：在任一个工程师站上对数据库中的数据进行修改时，数据库系统可自动对所有的相关数据进行修改，以保证数据的一致性。安全性：设置相应的操作权限，满足权限的用户可对数据库进行修改。导出数据(如Excel导出等),允许买方利用数据库进行二次开发。监视组态软件采用企业级工控软件PIMS3.6DRAW,与能源数据采集终端之间接口稳定可靠，软件和硬件间系统架构无缝连接。系统支持标准国际通用OPC接口，保证系统开放性，方便与各园区家仪表设备的通讯与历史实时数据库统属PIMS3.6软件包，的紧密集成。基于对象的图形界面。监视系统配置5个客户端，并具备扩展能力，可以做到客户端的扩展无需调试编辑，扩展过程不影响原有系统的使用。能源管理及发布组态软件采用成熟软件，在国内应用多个类似实例。内置能源管理模型，无需开发，通过简单配置便能组建全园区能源架构。语言版本：开发语言为国际先进JAVA网络语言。用户权限管理。采用服务器/浏览器架构。提供基于Web的分析工具，供各部门能源管理者查询，分析，跟踪，无需安装插件，无用户数量限制。承诺对以上所有软件在系统正式投入使用后的5年内提供免费升级，以确保第13页共114页各软件为市面上的最新版本。1.3.6系统功能数据采集系统从各能源计量表具中采集的数据包括但不仅限于：累计电量，流量。瞬时流量，需量，温度，压力，电压，电流，功率。室外温度，湿度历史数据(保存在表具存区中的数据)工作状态及报警(如：电池不足)事件纪录系统应能从每台能源计量设备中读取所有能够被读取的数据，并根据用户需需要读取的参数介质类别电气量公用动力自来水/中水瞬时流量累计流量天然气瞬时流量累计流量瞬时质量流量累计质量流量空调水瞬时流量累计流量瞬时冷热量累计量度回水温度瞬时流量累计流量瞬时冷热量累计量度回水温度瞬时流量累计流量瞬时热量累计度回水温度根据上表，结合附件<南园区表具情况汇总V2.rar>,估算该系统实施后，共配置CPU11个，系统数据采集周期<3s,单个CPU采集周期250ms,后期扩容，如果不增加CPU将不影响采集周期，每增加一个CPU将增加采集周期250ms。能源系统的实时监视实时监视系统显示信息为现场仪表回传数据，实时监视系统的运行状态数据；即现场仪表传感器，智能开关，保护仪表通过总线回传数据。能源监视系统的动态显示对能源系统各种能源(水、空气、燃气、电、蒸汽等)进行实时监视，并提供从概貌到具体的动态图形显示。具体内容包括但不仅限于以下项目：能源计量设备状态监视能源计量系统图及系统图中各设备，表具状态及参数，分别按区域，分和按设备分(具体见表)显示全园区能源系统总览(各车间各能耗功率，负荷等)动态显示各表读数(电，自来水，中水，压缩空气，天然气，热水等)各表具辅助参数显示(电压，电流，功率，流量，温度，压力等)辅助计量系统(空调水系统，工艺冷冻水系统等)数据趋势功能，跟踪记录(如：每分钟记录一次)能源系统维护功能系统事件记录，报警管理功能(表具，终端，服务器故障)事件记录功能应带时标系统自诊断功能图，供维护人员排除故障用能源管理系统的事件记录、报警管理系统时间同步功能变压器状态监视功能变压器及相关设备状态实时监视(图形化界面)根据用户的需求对异常状态和数据及时发出报警对回传数据报警信息，越界进行报警保存历史运行数据和曲线保存历史报警事件的发生时间和内容能源管理分析和能源数据网络化发布能源管理分析系统的管理人员或开发人员可以通过WEB的方式配置能源管理系统架构模型，设置表具与费率相关信息；能源管理分析子系统可以采集归档能耗数据，建立负荷档案；能源用户或者能源分析使用人员可以通过系统提供的工具进行能源使用分析。能源管理系统模型建立功能运用的图形化界面配置企业的能源架构设置归档时间间隔(一般为每隔15分钟),归档各能源表具的内容选择表具配置管理(设置表具的属性，其中包括表具能源类型，表具计量单位，所属设备类型，所属功能系统等)费率配置管理(能设置各种能源费用计算公式，能设置不同介质的不同时段分开计算(例如：电能有峰谷平之分，天然气有冬夏季之分),能源单价，各能源使用部门的分摊原则)区域配置功能(设置不同区域的组合，分类等)多层次客户端权限管理报表分析功能能源管理系统应该采用服务器/浏览器架构，将历史及最新的能源数据(趋势，报表，账单)发布在网上，并提供功能强大的基于Web的分析工具，供各部门能源管理者查询，分析，跟踪。基本报表功能：定期向能源使用部门发送能源使用情况报表，其中包括各介质能耗总量，最大，平均需量等信息第16页共114页基本分析功能：能以时间，表具，区域，系统，设备类型，温度，生产相关参数(生产时间，产量，车型)等为纬度，分析能耗总量，需量等测量信息并以不同单位(公制，英制，国标等)显示，转换。成本分析：设定年度单车成本目标，对于目前状态进行分析成本分摊：根据公共事业账单，来结算各部门的能源费用，以达到所有能源落实到人，防止管理盲区，合理分配基本费的费率等环境影响分析：用于分析温度，湿度等对能耗的影响；单位消耗分析：分析单车，单班，单线等能耗；目标分析：设定能耗目标，与实际消耗作对比；效率分析：(输出/输入)(压缩空气系统，电制冷机组，溴化锂机组，其它重点能耗设备);多变量数据回归分析：采用回归算法对多变量数据进行分析；能耗预测功能：利用历史信息能对将来进行预测；数据自动筛选分析：通过不同条件过滤数据，然后对满足特定条件的数据进能将总表与分表的数据对比，可定时段(如一周或一天等)自动生成分拆列表，并根据设定的偏差报警，以便最短时间发现计量率低的问题。北园区系统接入针对北园区能源系统目前状态，可应用我公司同型号的产品，将数据接入，以内部通讯方式，将北园区所有能源数据能传送至南园区，并与南园区能源数据进行统一管理，使得可以通过南园区能源信息系统平台进行数据管理，配置，发布。详细方案请参考后续方案设计，不包含在此项目中。此方案配置5年内价格不变，供日后系统升级参考。针对烟台，沈阳园区区的能源系统接入的具体方案，本方案设计用我公司同系列产品，通过广域宽带，配置VPN,通过内部程序接口将数据写入总部服务器，接入后将增大项目规模，对于系统负担可以忽略，只是增加了历史数据存储容量。1.3.7系统符合的标准所有设备的设计、制造、检查、试验及特性除本规范中规定的下列标准外，电工电子产品基本环境试验规程总则工业过程测量和控制装置的电磁兼容性第2部分：静电放电要求工业过程测量和控制装置的电磁兼容性第3部分：辐射电磁场要求工业过程测量和控制装置的电磁兼容性第3部分：电快速瞬变脉冲群要求可编程控制器第1部分通用信息可编程控制器第2部分设备特性可编程控制器第3部分编程语言可编程控制器第4部分用户导则第18页共114页工业自动化仪表用模拟气动信号工业自动化仪表用直流电流信号工业自动化仪表用直流电压信号当标准不一致时，按标准中要求最高的条款执行。引用标准应为最新的标准。1.3.8系统的精度及可靠性计算机监控系统具有的最低性能指标：系统可用率系统平均无故障时间(MTBF)150,000小时数据采集终端平均无故障间隔时间100,000小时系统CPU负荷率：在系统正常情况下系统对表具数据实时响应时间画面调用响应时间报警产生时间画面实时数据更新周期根据现有表具情况，结合附件<南园区表具情况汇总V2.rar>,估算该系统实施后，共配置CPU11个，系统数据采集周期<3s,单个CPU采集周期250ms,后期扩容，如果不增加CPU将不影响采集周期，每增加一个CPU将增加采集周期250ms。第19页共114页1.3.9设计计划概念性设计：在招标阶段根据标书提供初步解决方案。工程设计：在确定中标之后，由买方工程师3人赴卖方设计中心共同完成，在卖方研发中心对工程设计进行建模演示，与应用范例进行对比，经买方工程师在现场确认后，双方签字确认后作为工程设计完成的依据。详细设计：根据工程设计要求具体细化系统设计，最终设计完成须经买方审核批准，方可进入项目的具体实施阶段。*上述设计过程中，各阶段的进度控制，包括买方工程师的行程安排组织等皆由中标方负责，若由于安排不利造成进度延迟等问题的责任由中标方负责。根据用户的要求，设计时主要考虑：◆操作系统使用安全性、稳定性较好的Windows***0Server/Windows***3◆过程数据的采集采用技术成熟的PIMS系统◆支持网络访问监控和生产运行监控其它需要考虑的：◆高可靠性：系统稳定可靠，能够提供7X24X365不间断服务◆高安全性：系统要求具有一定防毒防黑能力第20页共114页第二章总体设计本方案设计主要基于xxx能源计量信息管理的需求进行设计，在提供高性能、高可靠性、可扩展性的基础上，尽量降低系统的初期投资成本。针对xxx存在的生产、业务问题及信息化现状，方案采PIMS过程信息管理网系统来统一解决能源信息的运行、录入信息的集成、存储、web浏览、分析、设备状态监视等方面问题。方案分三大组成部分：◆园区区数据采集系统◆PIMS实时数据库系统◆能源计量分析管理系统涉及到仪表、系统改造、数据采集、网络铺设、网络安全管理、能源计量信息管2.1设计原则2.1.1开放性考虑到本系统中将涉及到不同园区商的设备技术，以及系统的扩展需求，在本项目的产品技术选型中，我们将尽量避免采用专有技术，从而使本系统中的软硬件平台具有充分的开放性。2.1.2先进性本系统中的软硬件平台建设、应用系统的设计开发以及系统的维护管理所采用的产品技术均综合考虑当今互联网的发展趋势，采用相对先进同时市场相对成熟的产品技术，以满足系统未来的发展需求。2.1.3高性能考虑到本系统为大量远端用户提供WEB服务以及OPC通讯功能，系统设计将从服务器处理能力、网络带宽传输能力、软件系统效率等角度综合分析，合理设保障服务质量。第21页共114页2.1.4安全性本系统对安全性问题予以高度重视，从操作系统层，网络层，应用层每个层次都有相应的措施。系统运用了网段隔离，用户验证等技术以解决传输安全，系统安全和信息安全的需求。另外，该系统拥有全部源代码，且源代码不公开。2.1.5可靠性本系统的设计将在尽可能减少投资的情况下，从系统结构、网络结构、技术措施、设备选型等方面综合考虑，以确保系统中任何一个环节都没有单故障节点，实现7×24×365的不间断服务。2.1.6扩展性在本系统中，所有的网络、服务器、存贮、应用软件的设计都将遵循可扩充的原则，以实现随着生产管理业务的发展而扩展。2.1.7性价比本系统的设计中，在满足用户需求与系统的高性能、高可靠性的前提下，尽量利用现有资源，及考虑将来的扩展性，来降低用户的投资。2.2网络总体设计2.2.1网络系统设计的目标设计出合理、最优的网络结构，建立起运行稳定、安全性强、维护方便的网络系统，为xxx能源介质计量系统内部与外部数据的交换、共享提供可靠的物理通路，网络系统维护简单。2.2.2网络系统设计原则◆技术的先进性、成熟性◆网络的可用性、可靠性、安全性◆可管理性、可维护性和较高的容错能力◆开放性、灵活性、可伸缩性、可升级性◆快速响应性、较强的负载能力第22页共114页连接性、兼容性高性能价格比2.2.3网络结构逻辑上，为了保证系统的安全，可以采用VLAN划分，实现xxx能源介质计量系统通讯网络与xxx光纤主干网的逻辑隔离，通过三层交换技术实现信息集整个网络系统设计的主要思路为：◆充分利用主干网，借用主干网通道。◆接入层提供100MB/S交换以太网，实现各园区站及终端连接。◆通过VALN划分，在逻辑上建立相对独立的xxx能源介质计量系统网络，通过三层交换技术实现信息集成。◆建立xxx能源介质计量系统数据中心，采用C/S和B/S混合模式的三层应用架构，实现信息集成。◆布线系统采用结构化布线思路，充分利用原有设施。◆利用软硬件技术，提供完备的系统安全措施和保障。◆网络中心机房必须符合条件，应配备相应的不间断电源等。2.2.4网络系统构成从目前的技术发展、技术条件和应用需求出发，考虑到现场部分设备可利用，因而充分利用现有设备，对性能较低或不能满足集成要求的设备进行升级，以满足系统集成需求。服务器：选用高档微机服务器。其中数据库服务器、应用服务器整合配置充分保证用户的投资，具体的设备配置见设备清单。◆存储设备：数据的完整性与安全性对xxx能源介质计量系统这样一个与企业生产紧密相关的系统至关重要，因而数据的存储安全是一个不容忽视的关键问题。操作系统：本系统操作系统采用Windows***3Server,以节省投资，减少后期的维护投入。第23页共114页2.2.5网络设备◆网络交换机：选择能与整个网络集成的设备，汇聚层和接入层交换机支◆光通讯设备：采用与网络交换设备同品牌或兼容的设备。◆此外，系统应配备相应的不间断电源，以保证系统的可靠运行，相应的打印设备的配备也是必需的。2.3数据库系统总体设计2.3.1设计目标数据库系统是“以数据为中心的”或“面向数据”的系统，其关键任务是数据收集、管理和数据挖潜。数据库设计关系到xxx能源介质计量系统的稳定性、可靠性、安全性以及整个应用系统的响应能力，因此，设计出能够满足整个应用系统的最优数据库模式、建立能够有效存储组织数据、满足整个系统的信息要求和处理要求是xxx能源介质综合计量系统建设的基本目标。2.3.2设计原则xxx能源介质计量系统的数据库设计遵循以下原则：◆必须与具体的硬件、软件环境相结合。◆应从应用系统设计和开发的全过程来考虑，必须和应用系统设计紧密结合，相互参照、相互补充。数据存储实时性的考虑，必须保证有足够的响应时间；考虑数据存储的有效性，不能存储大量的“垃圾”数据。2.3.3xxx能源介质综合计量系统信息管理结构考虑到xxx能源介质计量系统是一在线实时处理系统，是ERP的“数据源提供者”,因此本设计建立相对独立的数据中心，便于系统的实现。其结构示意图服务器ERP骨干网计量系统数据库服务器服务器客户端客户端个个库第24页共114页第25页共114页2.3.4系统数据库管理系统的确定本系统的数据库管理系统设计拟采用SQLSERVER***5数据库管理系统。它具可伸缩的、高性能关系数据库管理系统，专为分布式客户/服务器环境设计，内置的数据复制功能、强大的管理工具和开放式的系统体系结构，优良的性能价格比为信息管理系统提供了卓越的平台。◆支持关系数据库的所有标准，提供强大的事务处理能力和数据的安全性、完整性、一致性措施，支持数据的分布式存储。密集成，能够充分运用WINDOWS***3Server提供的并行处理能力和抢占式多任务特性满足本系统密集型事务的要求。全面的数据完整性保护，无论是复杂的事物支持和高级的安全性，还是以用户数据库隐式部分支持的商业规则的对象，数据完整性保护都适用。◆提供了多种功能强大的管理工具，使得数据库的维护简单、方便。2.3.5系统应用数据库总体设计应用数据库系统设计完成应用系统数据存储的数据库表、视图、存储过程、触发器等设计，为应用系统的数据处理设计一稳定可靠、高效的平台，参照上述数据管理及应用思路，具体的设计工作将严格遵循设计原则在设计阶段开展。2.3.6数据存储设计从管理对象来看，本系统数据分为2大类：电能量计量数据、动力量数据，第26页共114页从数据管理及应用的角度分：实时数据及历史数据，针对本系统的具体情况，分以下数据类型进行处理：实时数据、分时累计数据、历史数据。对不同的数据类型定义不同的存储策略。实时数据目前使用最广泛的商业数据库是关系型数据库，关系型数据库处理的记录具有不确定性(指记录产生是无规律的),因此而设计的数据库是链表形式，这种结构对记录操作非常灵活，但在搜索和存取大批数据时的开销很大(特别是数据库是无序时),在园区环境中，传统的关系数据库不是很数据采集和高效的数据压缩算法结合在一起以高分辨率采集并存储过程数据，并把实时和历史数据与配置、事件、统计及相关生产数据集成在一起提供给桌面客户程序。该系统实时数据库只保存实时瞬时值及历史数据库。分时累计数据历史数据历史数据是指将水、电、风、气等计量数据存储在历史数据库中，以备数据统计与查询，分为：实时数据的历史归档、分时累计数据的历史归档。2.4数据采集站系统总体设计园区站系统是xxx能源介质计量系统的数据来源，是系统数据的准确性、完整性、可用性关键所在，所以做好园区站采集系统的规划和设计十分重要。第27页共114页2.4.1设计原则◆可靠性、安全性：由于本系统是一在线系统，因而应当保证其可靠性和安全性，其设计不能影响L1级系统◆充分利用现有资源◆可管理性、可维护性：构建的应用系统应当便于今后系统的维护和管理◆开放性、灵活性、可扩充性、可升级性2.4.2总体目标园区站系统完成水、电、气、物资等计量数据完整、准确、可靠采集。◆完整是指所采集的各测量点具有系统完整性，能达到xxx(集团)公司对外、对内、园区际间的计量、计费的需要，同时能满足重要计量数据的准实时监测要求。可能的情况下，采集点需提供足够的数据冗余性，以实时监测系统运行状况，便于查找故障。准确是指计量表计必须符合国家、企业相关计量管理标准，确保数据精度；同时数据采集装置必须能准确再现计量表计的原始数据，确保数采各环节数据的一致性；保证精确的统一时钟，确保分时段数据的准确性。可靠是指园区站系统的容错机制，要求园区站系统具有最佳的数据可重现性，具有计量数据本地存储功能。2.4.3设计要求园区站系统设计主要考虑以下几个方面：充分利用现有资源。做好园区站情况的调研工作，对各园区站现有计量表计情况、园区站设备布局情况、电缆走向情况、现有电缆可用性情况、现有通信基础条件(包括电话、通信、最近的企业网络接入点等)均要做详细调查，以便充分利用现有资源做出最佳方案，确保经济性。第28页共114页对于系统需要采集但不具备采集条件的计量表计，需要作出适当的更换方案。尽量使同一站所内的计量表计具有相同的型号、通信接口、通信规约。数据采集终端的选择必须满足与主站系统的通信匹配及园区站数据采集的需要，同时考虑新型号智能表计接入的兼容性和可开发性。通信方式体现统一标准下的灵活性。主站系统与园区站的通信最好采用单一的、相对独立的、可靠的通信方式，但根据各园区站情况的不同可作出灵活2.4.4配置设计原则◆确保统一时钟功能的实现。◆充分考虑今后的发展，确保可扩展性。◆充分考虑信息传输方式、信息传输规约的可靠性、灵活性、开放性。◆考虑系统的可维护性，提供方便的测试接口。◆考虑设备的远程管理性能。2.5安全系统总体设计xxx能源介质计量系统是计量统计系统，它的建设必须保证数据、系统的安全，系统应具有较强的安全监控能力，既能抵御外来的侵扰，又能根据信息2.5.1管理安全策略◆各级领导、系统管理人员及用户应当提高安全意识，制订各级安全措施和各种规章制度，制订系统安全规范，并监督执行、定期检查。◆严格设计审查，防范因设计而造成的事故隐患。◆对使用计算机的人员进行必要的培训，建立严格的培训、考核上岗机制。◆数据备份是保证数据安全的又一重要手段，定期外部光盘备份的方式进行。第29页共114页2.5.2网络安全技术策略◆网络安全系统对工作站访问权限进行控制。◆数据库管理系统对数据访问权限进行控制。◆应用软件对数据库操作和数据库访问进行权限控制。◆采用用户名和密码体系对访问权限、操作权限进行控制。◆关闭WEB服务器不必要的端口，同时做好操作系统以及IIS的升级打包工作。◆采用VLAN技术，进行网段划分，保证网络安全。同时防止网络风暴，保证网络的利用率。◆使用网络防毒软件。2.6项目目标本项目的目标是：建立符合信息化要求的公司信息系统体系结构，在保障信建设满足公司信息化要求的系统平台，建立公司生产管理应用的网上办公室，形成网上协同工作环境。项目总体要求是：◆在办公大楼、调度室及各操作室、计量室之间建立比较流畅的计算机联网◆建立集中式的管理数据库，整合整个产区各个操作室、计量室的实时信息，并实现相关信息的WEB方式共享。使公司主要管理人员能够摆脱地域和时间限制对业务管理造成的影响。无论何时何地，只要通过网络，都能进行业务处理。◆作为整个企业管理实施的系统平台，具有良好的灵活性和可扩展性，能够方便地满足管理功能修改和系统扩展的要求。◆作为实施平台，系统能够全面支持用户电子商务平台及其功能扩展。系统具备良好的开放性，能够方便地把数据开放给各种关系数据库，以便第30页共114页系统应用达到的具体要求是：在系统功能上：>实现实时数据的自动采集；>实现数据的统计分析和各种生产报表的自动生成；>根据权限，可以通过网络随时随地进入系统实现对各种生产数据、表单和报表的查看、修改等操作，了解生产动态；>实现开放式的数据接口供其他软件系统集成；>支持多分支机构、跨地域的管理模式与移动办公；功能能够向互联网开放，满足远程办公的需要；>各类数据信息能自动、方便、快捷地进行联网处理与查询；>能够实现各主要离线单据的无纸化作业；>在实时数据库平台所集成的数据基础之上，实现对生产设备的准确计量、统计、监测；>实现园区区优化调度和库存优化管理的一套系统。在系统应用性能上：>系统具有良好的灵活性和可扩展性，能满足企业各种客户化的功能定>根据不同的科室和业务人员工作内容的不同，系统具有友好的操作界>系统应易于维护，易于操作，对维护人员的应用技术要求低，并能方便地根据企业需要进行系统完善和功能扩充；>系统具有良好的开放性，易于与其他功能系统进行集成；>系统具有良好的平台无关性和可移植性，在不同的操作系统的数据库平台上运行或切换无须更改代码；>系统具有良好的安全性，具有多重安全措施，不仅能够进行信息的安全传输和存储，并且能够确保每个业务人员都只能在自己规定的职能第31页共114页第三章数据采集系统简介图如下所示：操作站◆系统采用5X86133MHz以上工业级芯片作为主CPU的核心处理控制器具◆控制系统的各种I/0卡件均依照国际标准IEC61000-5的抗扰动◆信号处理采用24位高速AD转化芯片作为核心，具有16位的信号精度。超过国际大多数控制系统只能到14位精度的运算水平。◆制系统I/0远程网络部分采用2.5M高速ARCNet协议方式。其是现在工第33页共114页控网络中链路技术上最可靠的总线系统。在控制数据阐述性能上Profitbus-DP的实际性能(实际子站通讯速度为1.5M)。◆系统在数据处理上采用CDM专利的并行总线方式，其具有传输速度快、传输容量大、传输带宽稳定、数据可靠性高、数据容错能力强等特点。是各种高级控制系统普遍选择的数据处理方式。◆系统软件采用标准HMI软件系统，具有强大的界面显示与操作能力，可以设计制作复杂的管理报表系统，具有强大的数据记录与数据压缩储存，数据管理能力，能制作出各种工艺曲线与趋势，如时间趋势、工艺趋势、比较趋势，以及事故报警记录、操作记录、事故处理记录表等。并且这些数据均可以分段导出，在以mirosoftEXECL或ACCESS为基础的简单数据库技术上进行完全独立的查看与修改。◆系统操作软件不仅仅支持现场的操作与监视，还具有强大的数据计算与编程能力。可以在操作员站的基础上实现一些管理数据的计算，为进一步加强工艺操作优化，预先发现生产中的问题，及时处理故障，以及在节能降耗方面均具有联好的效果。◆系统在监控网络方面采用以太网方式，方便接入。并且以太网协议是世界上最开放的网络协议方式，非常方便在控制系统的基础上构建生产信息3.2***可编程控制系统常用模件说明可编程控制系统采用冗余CPU作为数据采集与监控的核心。采用双以太网方式通讯构成系统监控网络的双重冗余结构。I/0部分采用机架电源冗余、I/0卡件不冗余配置。系统机架部分与主CPU之间采高速冗余数据总线进行连接。可编程控制系统不但可采用分散结构实现现场信号接入与控制的需要，另外还可以采用主控制与就地控制相互协调的方式实现控制方案提高系统的可靠性。系统的结构如图1所示：系统冗余结构如图2所示，主CPU性能指标如下：模件型号SPLC-2/HR-LT/SPLC-2/HR-1K/S冗余型主控制器第34页共114页主芯片5X86133MHz工业级用户程序容量用户数据容量及时掉电保护总信号容量远程节点外接口COM1专用设置口COM2RS232/RS485/RS422modbusRTU处理速度25μS/10000逻辑步，1mS/10000浮点步函数处理容量600000程序步/逻辑运算步，998个子函数用户寄存器站间通讯外形尺寸宽×高×深55.5mm×141mm×110防护等级工作温度-15℃~60℃存放温度-35℃~85℃相对湿度~95%RH(无凝露)电噪声要求250Vp-p,在30~100Hz中1db的噪声波动允许范围10~55Hz,60分钟内振幅允许为0.075mm震动允许范围灰尘IP54,无腐蚀性模模VO樊类VO懋类VO樊长VO樊垫VO樊长I/O继书I/O樊类I/O继类VO懋苏I/O樊参/O整类第36页共114页A通讯网络B通讯网络冗余备份电缆第36页共114页A通讯网络B通讯网络冗余备份电缆块模#柜内安装控制系统模件、扫描电源、交换机等设备，柜门可安装通风扇，使信号线采用φ2.5规格信号电缆。系统柜最多可安装冗余主CPU机架，以及5个I/0机架，I/0机架可安装8块I/0模件，一个控制柜至少可配置160点输入输出信号，多可配置640点信号点。系统I/0模件部分，考虑到系统分散原则与维护的方便性，模拟量输入模件为8点，模拟量输出模件为4点，开关量输入模件为16点，开关量输出模件为16点，脉冲输入模件为三项3点。I/0模件的规格表如下：4～20mA两线制/4～20mA两线制隔离方式点点隔离最大±0.1%FSR25℃外形尺寸防护等级-10℃~60℃-20℃~80℃噪音抑制隔离电压隔离方式点点隔离16位DA转换，14位标称信号精度最大±0.2%FSR25℃外形尺寸防护等级-10℃~60℃-20℃~80℃5～95%RH(无凝露)噪音抑制隔离电压系统侧：1000Vp-p通道间：400VAC、400VDC16路隔离方式点/公共端工作电压范围最大1ms(24VDC)的3.3KΩ同步输入点数00%同步ON(28VDC)外形尺寸宽×高×深38mm×141mm×110防护等级-10℃~60℃-20℃~80℃5～95%RH(无凝露)噪音抑制隔离电压系统侧：1000Vp-p通道间：216路.1A/点，0.8A/保险丝0FF0N最大1.5ms(24VDC)0N=0FF最大2ms(24VDC)宽×高×深38mm×141mm×110-10℃~60℃-20℃~80℃系统侧：1000Vp-p通道间：250VAC、250VDC隔离方式工作电压范围外形尺寸防护等级噪音抑制隔离电压3.3控制柜尺寸结构系统控制柜采用自产的标准控制柜，颜色为驼色。其规格如下：内容指标规格编号防护等级宽度深度柜体高度地脚高度前后开门机柜安装尺寸如图所示： RTU现场控制柜采用德国RITTAL生产的不锈钢防腐型防爆柜。其规格如下：内容指标规格编号防护等级宽度深度柜体高度地脚高度前开门3.4操作站与工程师站构成与功能操作员站与工程师站均选用DELLPowerEdgeSC430服务器构架计算机，显示器配置DELLM99319”液晶显示器。此机型为满足工业环境需求并为用户提供高性价比而定制的产品，其以效用性、易于创建性及多功能性为设计特点。其配置如下：InterPIV2.8GHz/1MB800MHz前端总线内存硬盘光驱软驱显卡64M独立现存Inter集成显卡声卡独立AC97声卡 网卡鼠标接口USB2.0×4/D9串口×1/并行打印口×1机箱塔式44.5Cm高×16.76Cm宽×45.7Cm深预装MicrosoftWindows***0操作系统屏幕类型活动矩阵TFT液晶对角线19英寸定位象素相应时间可视角度+/-85°竖直+/-85°水平亮度对比度Anti-glarewithhard-coating3H背亮水平扫描30kHz81kHz(自动)竖直扫描56Hz~76Hz(自动)分辨率系统服务器均选用DELLPowerEdgePE1900服务器构架计算机，显示器配置DELLM99319”液晶显示器。此机型为满足工业环境需求并为用户提供高性价比而定制的产品，其以效用性、易于创建性及多功能性为设计特点。其配置如下：Inter至强3.0GHz/2MBEM64T800MHz前端总线内存硬盘73GUltra320(10KRPM,80-pin)SCSIHard光驱软驱1.44MB软驱显卡64M独立现存Inter集成显卡声卡独立AC97声卡网卡鼠标接口USB2.0×4/D9串口×1/并行打印口×1机箱操作系统预装MicrosoftWindows***0操作系统屏幕类型活动矩阵TFT液晶对角线19英寸定位象素相应时间可视角度+/-85°竖直+/-85°水平亮度对比度Anti-glarewithhard-coating3H背亮水平扫描30kHz81kHz(自动)竖直扫描56Hz~76Hz(自动)分辨率操作站配置运行版监控软件用于控制数据的监视，以及操作。工程师站配置组态版监控软件，以及控制系统组态软件。作为工程师站，其不但具有对监控界面的修改，对控制系统算法的修改等组态功能，在平时亦可作为普通的操作站使用，使用非常方便。作为工程师站，其在对监控界面组态时无需退出监控画面，即使退出组态画面进行调整也可以不退出监控后台数据处理组件的运行，这样能够很好的保障即使在修改的同时也不影响到趋势、报表等功能的连续运行，可提高系统在监控数据处理上的完整性。界面组态完成后，也不需要将组态拷贝到磁盘上再在操作站计算机上输入。系统软件具有自动传输、自动更新、组态提取、组态备份等功能，通过网络完成操作。在使用时可根据具体的的情况选择自动更新，及在工程师站在修改的同时，操作站也实时的更新内容，达到同步的效果；如果修改的内容很多，也可以使用自动传输功能，在全部更改完成并检验无错误后，工程师使用此功能更新操作站的信息。如果在更改中发现组态出现错误想恢复到过去的组态重新开始，若采用的不是自动更新方式，可使用组态提取功能，从操作站上把正确的组态提取到工程师站上再重新开始；若觉得组态修改可能会造成原数据的修改不能恢复，还可以使用组态备份功能，在几个或多个计算机任何盘幅下备份数据，数据包可加密防止被盗窃。控制系统组态软件与系统监控软件可同时使用，相互之间无干扰。系统组态软件支持在线修改、联机修改、在线下载、分段下载等功数据寄存定义、数据格式定义等数据操作功能。软件编程全部采用符合IEC61131-5标准图形编程方式，逻辑情绪，学习使用方便，支持数百种控制及运算函数，方便控制算法的实现。另外系统软件不但支持联机的调试与逐步控制程序检查与调试功能，还支持脱机仿真逻辑分析与运算结果分析功能，对于工程师使用可提供很大的方便性。配置如操作站点操作员站工程师站组态版监控软件工程师移动计算机便携式笔记电脑，考虑到使用的方便性和坚固耐用，并满足各种系统软件的安装使用，以及工程师办公的需要。选用迅驰技术的高标准IBM笔记本电脑。其具有稳定可靠，电池使用时间长，坚固耐用，运行速度高等特点，非常适合作为工程移动工作站使用。特点如下：1.凭借随取即用的集成安全解决方案，提供最安全的笔记本电脑解决方案。2.ThinkPadT系列笔记本电脑配有英特尔@Core2DuoT5600处理器。SXGA+TFT显示器显卡选择，非常适用于观看演示文稿和苛刻的应用程序。3.使用集成ThinkPad1la/b/g10Wi-Fi无线技术，具有可轻松进行高性能无线联网，体验无线联网技术带来的自由。4.支持IEEE802.11a、802.11b及802.11g无线技术的结合设计，可帮助最大标配了RJ-45和RJ-11端口。具有高速千兆以太网卡，从而有技术可帮助防止硬盘驱动器受到撞击。Th可防止硬盘在笔记本电脑正在使用时将其放置在坚硬表面上而可能造成的撞击。型号型活动矩阵TFT液晶对角线14.1英寸内存光驱软驱显卡ATIMobilityRadeonX13分辨率声卡网卡IntelPRO集成千兆以太网卡无线红外线电源接口3.5平均无故障时间及平均故障维修时间3.5.1平均无故障时间(MTBF)GCS-1的平均无故障时间MTBF为：15万小时。MTBF(MeanTimeBetweenFailure)是指各次故障间隔ti的平均值，即各段连续工作时间的平均值。可用下式表示：MTBF是一个通过多次采样检测，长期统计后求出的平均值。3.5.2平均故障维修时间(MTTR)MTTR(MeanTimeToRepair)是指设备或系统经过维修，恢复功能并投入正常运行所需要的平均时间。用公式表示为：3.6系统环境能力3.6.1概述工作温度：0～50℃相对湿度：5%～95%高度：海拔<***0m3.6.2热负荷每个控制站最大放热400W,每个操作站最大放热500W,建议工作条件：15～30℃,相对湿度50%～70%,强制通风，45升/秒。3.6.3室内照明控制系统操作室与常规控制室和仪表盘有所不一样。因为日光灯很少有辐射热，一般推荐使用日光灯。如果在操作室的操作区的亮度较其他区域暗，那么显示屏和LED信号指令灯能容易看见。桌面一般有269～538勒克司的照度足够了，而操作室其它区域要求更高的照明级别。设备维修区或办公区需要1345勒克司的总照度量。要避免操作区上方刺眼的灯光。因为CRT控制屏表面会反射灯光引起操作工疲劳。3.6.4抗干扰性能隔离电压：现场侧——1000Vp-p共模抑制比：120db3.6.5系统供电1.输入电源为220VAC50HZ;2.输出电源为220VAC50HZ;3.工作时间为120分钟；4.具有自诊断及报警、工作状态显示；概述电源为控制系统模件供电而专门设计，可冗余配置，性能指标如下：·纹波系数：≤1%·负载率：0～100%·效率：88%(最大值)70%(典型值)·浪涌电流：冷启动最大15A·绝缘耐压：输入/输出之间1000V,持续60s3.7射频干扰RFI因为安装调试设备时大多会使用手持无线电设备和其它双向通讯设备，所以使用小于5瓦的双向通讯设备或使用室外天线的基地站。有输出额定功率高达5瓦的发射器时，在操作期间应保持离控制系统3M以上。一般地，把发送设备尽量放在离操作室和I/0设备较远的地方。脉动电压和闪电，甚至当已经使用接地技术时，由于主负荷变化及闪电引起的高压电也会在所有线上感应。因此建议在较强的电磁和RFI干扰的环境中，毫伏mv和电阻信号输入线使用带屏蔽的电缆，而且在控制站机柜内和操作站的电源输入端加装一个50～400Hz的电力线滤波器。3.8接地要求本公司给出系统的接地要求如下：WebFieldGCS-1控制系统的接地，要求设置成独立的接地系统。图3-1为控制控制系统的接地线路，这个线路中，设备外壳、电源线屏蔽层、电源变压器一次屏蔽绕组都接保护地线；变压器二次屏蔽绕组接到屏蔽地线；屏蔽地和系统地在机柜内固定连接，从机柜内的专用接地端子上引出。系统地的接地电阻必须<4Ω。控制系统的机柜设计允许电缆从底柜引入，电缆穿线管或电缆槽可设在I/0机柜下，机柜底部允许多根电缆引入。图WebFieldGCS-1控制系统的接地图接地体一般为3～4根2.2～3.2m长的45×45×5角钢，以1～2m间距打入地面2～3m深，然后用扁钢连成三角形或矩形。在气候干燥的地方埋接地体时，可在坑内撒些盐，以增加接地极的导电性。3.9系统接线本公司负责从机柜内I/O端子后的所有接线工作并提供所需要的材料。用户接线从I/O端子现场侧开始。4.1实时数据库系统PIMS(ProcessInformationManagementSystem)是生产过程信息管理系统。它一般利用企业现有的计算机局域网络，进行现场生产数据的浏览，使管理层能够及时准确地了解生产情况、发现生产中存在的问题。具有投资少、工期短、运行稳定、操作简单等特点。广泛地应用于石油、化工、发电、冶金、电力、食品、医药、纺织、造纸、水处理等工业企业的生产过程数据的浏览和管理。对于中、小型的企业，它可以提供管理层对生产的监控功能，可以自动生成简单实用的生产报表。对于中、大型的企业，它可PIMS综合集成软件是专门针对现已广泛应用在工业企业的各种集散控制系统(DCS) 现场总线仪表(如符合HART、FF总线标准的各类变送器等)、数据采集与控制软件(HMIWizCon等)等智能自动化系统设计的用于企业网络环境下的全园区生产过程数据采集、数据存储、数据查看、数据处理和数据管理的软件系统。PIMS综合集成软件可以实现企业网络环境下的实时数据采集、实时流程查看、实时趋势浏览、报警记录与查看、开关量变位记录与查看、报表数据存贮、历史趋势存贮与查看、标准ODBC/SQL过程数据接口等功能，从而实现企业过程控制系统与信息系统的网络集成、综合管理。通过PIMS让您在企业的任何地方都可以实时监控企业的生产状况，方便企业管理，给企业带来强大的经济效益。4.1.1PIMS3.6过程信息管理系统简介新型的工业自动控制系统正以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统，它们具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等鲜明优点。通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且常在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。监控层的硬件以工业级的微型计算机和工作站为主，目前更趋向于工业微机。PIMS3.6是数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，能以灵活多样的组态方式(而不是编程方式)提供良好的用户开发界面和简捷的使用方法，其预设置的各种软件模块可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，并能同时支持各种硬件园区家的计算机和I/0设备，与高可靠的工控计算机和网络系统结合，可向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口，进行系统集成。PIMS3.6是运行在Windows98/NT/***0/XP/***3操作系统上的一种组态软件。使用PIMS3.6,用户可以方便、快速地构造不同需求的数据采集与监控系统。PIMS3.6的应用范围广泛，可用于开发石油、化工、半导体、汽车、电力、机械、冶金、交通、楼宇自动化、食品、医药、环保等多个行业和领域的工业自动化、过程控制、管理监测、工业现场监视、远程监视/远程诊断、企业管理/资源计划等系统。PIMS系统结构图如下： 网络通讯程序网络通讯程序界面系统组态程序运行程序分布式实分布式实ODBC时数据库时数据库接口组态程序运行程序程序PIMS驱动控件可实时趋势、历史趋势监视：趋势图能够显示出某一段时间数据变化的情况。实时趋势能够反映出当前的数据变化情况，历史趋势的数据从历史数据库中取出，能够查看任何时间段数据的变化情况。历史趋势一般最多有8支笔，可以同时绘制8条或8条以下不同颜色的曲线。通过历史趋势的查看，可以了解长时间的生产情况。当发生事故时，可以利用历史趋势进行事故追忆和事故原因分析。◆生产日志生成：能够自动生成生产班报、日报等生产数据报表，所反映的数据真实而且准确。◆实时报警、历史报警功能：报警功能是工业自动化系统必须具备的功能，当某个工艺参数达到报警条件如超过“HH高高限”时，就立即产生报警信息，并且根据需要可以产生声光报警。提醒相关人员立即处理。◆开放的数据接口，可以为ERP、CRM、OA、MIS等系统提供数据。◆历史数据海量存储：配备大容量硬盘，可以连续压缩存储大量的历史数据。◆安全性，可以将用户分为操作工、班长、工程师、系统管理员四个级别，不同的基本具有不同的权限。PIMS3.6软件由以下几个主要部分组成：◆工程管理器：工程管理器用于创建工程、工程管理等。◆开发系统(Draw):开发系统是一个集成环境，可以创建工程画面，配置各种系统参数，启动PIMS3.6其他程序组件等。◆运行系统(View):运行系统用来运行由开发系统Draw创建的画面。实时数据库(Db):实时数据库是PIMS3.6软件系统的数据处理核心，构建分布式应用系统的基础。它负责实时数据处理、历史数据存储、统计数据处理、报警处理、数据服务请求处理等。◆I/0驱动程序：I/0驱动程序负责PIMS3.6与I/0设备的通信。它将I/0设备寄存器中的数据读出后，传送到PIMS3.6的数据库，然后在运行系统的画面上动态显示。◆网络通信程序(NetClient/NetServer):网络通信程序采用TCP/IP通信协议，可利用Intranet/Internet实现不同网络结点上PIMS3.6之间的数据通信。◆串行通信程序(SCOMClient/SCOMServer):串行通信程序采用串行通信方式。两台计算机之间，使用RS232C/422/485接口，可实现一对一(1:1方式)的通信；如果使用RS485总线，还可实现一对多台计算机(1:N方式)的通信。◆拨号通信程序(TelClient/TelServer):拨号通信程序使用电话拨号方式进行通信。任何地方与工业现场之间，只要能拨打电话，就可以实现对远程现场生产过程的的实时监控，唯一需要的是Modem和电话线。Web服务器程序(WebServer):Web服务器程序可为处在世界各地的远程用户实现在台式机或便携机上用标准浏览器实时监控现场生产过程。4.1.4应用程序工程用PIMS3.6开发的每个应用系统称为一个应用程序工程，每个工程都必须在一个独立的目录中保存、运行，不同的工程不能使用同一目录。这个目录被称为工程路径。在每个工程路径中，保存着PIMS3.6生成的组态文件，这些文件不能被手动修改或删创建一个应用程序工程的主要内容有：◆制作工程画面，用PIMS3.6提供的各种图形化工具绘制图形画面，描绘实际工艺流程，模拟工业现场和工控设备等。◆创建数据库，定义一系列的数据，用于反映监测和被控对象的各种属性。如：温度、压力、调节阀输出等。◆动画连接，建立数据库中的数据与图形画面中的图形对象的连接关系。从而使画面根据实际数据的变化来产生动画效果。要创建一个新的应用程序工程，首先为应用程序工程指定工程路径。PIMS3.6用工程路径标识应用程序工程，不同的应用程序工程应置于不同的目录。工作目录下的文件由PIMS3.6自动管理。创建新的应用程序工程的一般过程是：绘制图形界面、创建数据库、配置I/0设备并进行I/0数据连接、建立动画连接、运行及调试。4.1.5系统需求运行PIMS3.6时，建议以下的硬件和软件配置：◆P4以上的微机及其兼容机、工控机◆至少256M内存(RAM)◆VGA或SVGA的各种类型的显示器◆并行打印口◆标准鼠标和键盘◆TCP/IP网络通讯协议4.2PIMS的外部通信技术要想更好地解决实际问题，就要尽可能地将所有硬件设备的数据集成进来，PIMS可以与多种I/0设备进行通信。目前支持的I/0设备包括：DCS、可编程控制器、智能模块、板卡、智能仪表、变频器等。PIMS与I/0设备之间通过以下几种方式进行数据交换：串行通信方式(支持Modem远程通信)、板卡方式、网络节点方式、适配器方式等。在很多情况下，为了解决异构环境下不同系统之间的通信，用户需要PIMS与其他第三方园区商提供的应用程序之间进行数据交换。PIMS支持目前主流的数据通信、数PIMS的实时数据库是数据处理的核心平台，它支持DDE标准，可以和其他支持DDE标准的应用程序(如：EXCEL)进行数据交换。一方面，PIMS数据库可以作为DDE服务器，其他DDE客户程序可以从PIMS数据库2的发行，其范围已远远超出了这个概念。现在的OLE包含了许多新的特征，如：统一数据传输、结构化存储和自动化，已经成为独立于计算机语言、操作系统甚至硬件平台的一种规范，是面向对象程序设计概念的进一步推广。OPC建立于OLE规范之上，它为工业控制领域提供了一种标准的数据访问机制。工业控制领域用到大量的现场设备，在OPC出现以前，软件开发商需要开发大量的驱动程序来连接这些设备。即使硬件供应商在硬件上做了一些小小改动，应用程序就可能需要重写；同时，由于不同设备