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（河钢集团舞钢公司自动化部）
摘 要：大力推广应用信息化技术，加强计量工作管理，提高计量服务水平，在满足结算计量的基础上，为节能降耗做贡献。
关键词：舞钢计量信息网；MOXA Oracle9i；能耗统计分析
1 前言
本项目是“舞钢计量信息网”项目在能源计量及能源管理方面的扩充改造，特别是在满足流体计量的结算职能基础上，实现能源管理的信息化，为生产厂加强能源管理提供信息，为舞钢的节能降耗服务，全面提升公司计量工作信息化水平。
加强动力能源的管理，加强对各厂的厂际能源结算和重点工艺用能源计量考核，对于节能降耗，提高企业经济效益具有重要意义。
2 开发背景及简介
2010年初舞钢计量信息网系统由20个远程现场数据采集站、1台数据库服务器、5台采集机、1台数据采集服务器，1台WEB服务器组成，可实现能源数据采集、指标计算、能源数据分析、系统事件记录和报警、设备状况监视，趋势图显示、报表处理和WEB发布。系统采用485线和MOXA模块连接现场智能仪表，同时，采用实时数据库Oracle技术，结合实时系统的高速数据采集、存储，并将实时数据和历史数据进行集成发布，采用多级系统授权的系统管理机制，保证系统数据库与系统运行的安全性，利用VLAN技术建立本地虚拟网络，交系统与本地管理网络逻辑隔离。
当时流体计量有300余点能源检测数据入网，存在的问题是网络覆盖面小，入网点数少，数据应用水平不高。公司一、二级流体能源配备基本齐全，在结算上以月结算为主。存在的问题是对外信息发布工作迟迟未上，这样在信息交流与信息共享方面存在严重的障碍，使公司计量信息化服务得不到充分的体现；一些基建工程遗留的计量设施配备不全问题没有彻底解决；三级重要工序流体量还没有上网，基础数据不完备等。
我自动化部“以信息化带动计量工作”，在完善公司计量基本设施建设的基础上，加强计量管理，加速计量信息系统建设，采用先进技术和管理手段实现计量数据的实时采集处理，为公司ERP系统提供基础数据，并为公司及各厂矿合理调度使用资源，推动工艺进步提供保证。
3 目标和任务
建立以计量管理数据库为核心的、涵盖90%以上能源计量点的计量信息系统，将公司主要管网、重要的动力设备等的运行数据，能源介质参数等信息纳入计量管理数据库，为公司生产管理、设备运行监测预警、能耗分析、成本核算、经济合同管理提供及时、完整、准确的计量和工艺检测数据。提供从瞬时数据到小时、班、月到年等时间档次的统计分析数据；及时统计分析出生产厂或公司为单位的能耗数据；建立先进的企业计量信息和能耗综合查询系统，为决策提供可靠的分析数据。将公司计量监测数据的应用提高到国内先进水平，做到数据真实、分析及时，真正成为公司的计量信息中心。
在上述目标基础上确立的舞钢计量信息网建设任务是：
（1）在完善与扩充计量的基础上，实现对公司生产主要工艺工序的计量监测。
（2）实现网络化的能源计量结算，从及时性、准确性方面提高结算服务质量。
（3）利用计量信息系统，实现对计量生产过程的适时监测，强化计量生产的指挥调度功能。
（4）利用计量信息系统，对有关生产厂提供能源结算功能、同时提供以能源计量为基础的消耗计算与分析功能。
（5）利用计量信息系统，对公司有关部门和领导提供能源消耗统计分析分析功能。
（6）利用计量信息系统，为主要生产厂和公司生产部提供重要流体量管网的运行监测功能。
（7）根据公司信息化的发展需要，为其它信息系统提供必要的计量信息源。
4 系统业务流程设计
舞钢能源计量信息系统网络的业务流程如图所示，主要有：
（1）数据采集站。整个网络以自动化部现场数据采集站为中心，分别通过仪表室收集各计量点的流体量数据。目前只采集流体量产出厂的发生量数据和流体量消耗厂的使用量数据。在本项目功能实现后，增加对主要生产线的工艺量数据的采集及处理，在满足能源计量的同时，实施对重要工艺点的能耗检测，以实现流体量信息处理的全面网络化。
（2）流体量消耗厂现场仪表和生产调度。通过生产现场的采集并发送流体配出量数据到数据采集站，同时该厂生产调度利用网络输送的自动化部信息或公司总调信息指挥本厂生产运行。
（3）自动化部生产调度利用网络信息监控各类管网的状况，并指挥现场数据采集站的运行，确保有关厂矿生产的正常进行；计量办形成能源统计分析报表报送给公司能源处。
（4）公司总调通过网络信息监控各类管网的状况，并指揮协调各生产厂生产运行，确保公司生产的平稳顺态运行；能源处通过网络掌握全公司的能源产出与消耗状况，进行综合统计与分析，为领导决策提供信息。
5 项目实施
该项目工程包含数据采集系统建设、网络系统建设、数据库建设和应用程序建设四项。以公司生产的流体量计量为主，实现仪表室数据采集、仪表室运行监控、管网运行监控、能源消耗结算、能源消耗统计分析等。
5.1 数据采集系统建设
能源网采集结构示意如图：
舞钢计量信息网在舞钢公司共建立了25个远程数据采集站，此项中新增了一轧钢、二轧钢、二炼钢、一号高压室和二号高压室等20多个采集站，采集站附近智能仪表数据通过485信号线集中至采集站的MOXA模块，然后经光纤传至中心机房六台采集机，数据采集服务器汇总五台采集机的数据，统一写入Oracle数据库服务器。
MOXA串口设备联网服务器可将RS-232或RS-422/485工业串口设备（如PLC，测量仪及传感器等）立即连上网络，就像让你的串口设备具有了网口一样。MOXA串口服务器提供了Real COM/TTY，TCP Server，TCP Client，和UDP工作模式，可確保与使用标准的网络API（Winsock，BSD Sockets）的网络软件具备兼容性。该串口服务器支持自动IP设定协议（DHCP，BootP），以及通过Web Browser console手动设置。两者都提供了快速有效的安装方法。有了MOXA Windows Utility工具，执行安装的动作简单愉快，所有系统的设置都可存储并复制到其他设备联网服务器上。以Visual Basic 6.0作为开发工具，自主开发数据采集程序，对仪表数据进行集中采集。另外在数据采集服务器上自主开发采集站及各计量点数据监控画面，可以更直观的观察到各采集站、计量点的情况。使系统维护和故障处理节省了大量的时间。 5.2 网络系统建设
建设满足能源计量及电能计量的光纤服务网络，数据采集计算机与存储服务器之间采用UDP通讯协议。该系统采用网络Sever-Client的结构。数据通讯基于VB程序的WinSock控件之间的UDP通讯传输，分为心跳（判断两个计算机之间的通讯是否正常）信息和数据信息两种。数据采集服务器通过数据采集服务器程序对各个站点的采集数量进行实时的统一监视，通过主画面可直观地了解现场采集站是否正常工作，采集点数的变化，心跳信息是否正常（心跳正常代表通讯正常），采集的数据是否写入数据库。
5.3 数据库建设
建设基于Oracle9i的计量管理数据库，基本功能包括：原始数据保存；日、周、旬、月、年累计；按品种、按用户、按时间统计查询分析；數据台帐、设备台帐生成；各种报表的生成，包括：日报、周报、旬报、月报、年报，按时间自由生成；部分数据的历史记录曲线生成和web发布。能源数据的标准折算、发生量和配出量平衡分析；按日报和月结算对用户单位发布结算信息。数据库的维护，包括：代码的生成；部分数据人工修正，手工录入、自动补算等。
5.4 应用程序建设
编制能源计量结算数据分析处理软件、生产工艺状态监测软件、管网运行监测软件以及系统管理软件，建设具备生产厂能源消耗管理基础的应用程序架构，实现现场采集、故障监视、能源介质计量示意监视报警、能源管理、能耗统计分析管理功能。
利用能源计量管理软件将采集到的数据进行集成发布，通过JAVA软件和Oracle9i数据库进行后台操作，使数据更加稳定，数据实时传送到各个用户，客户端在局域网上通过浏览器实时监测、打印报表和统计。
6 社会效益和经济效益
2013年下半年该项目开发完成，舞钢公司拥有完全的自主知识产权，社会效益和经济效益明显。
主要体现在：（1）能源计量网络信息管理系统开发对公司在能源介质消耗计量方面有了质的飞跃，对统计数据提供保证，在应用中反映良好，对公司节约能源消耗方面提供重要依据。（2）对能源介质的自动计量，可提高资源利用率，提高生产效率，提高市场竞争力，提高管理水平，降低生产成本。（3）减少煤气、废汽、废水排放而造成的环境污染和资源浪费。（4）该项目开发的工艺、技术及产品，促进了控制技术在全公司的推廣，为其它用途计量过程控制的开发提供了相关技术资料。（5）由于实现了能源的科学、合理分配，避免了能源在生产过程中的浪费，舞钢公司目前能源费用月均约3000万元，按节能效果1～1.5%计算：月可节约能源费用约30～45万元，年可节约约360～540万元。降低各类故障的直接经济损失每年约100万元。以上合计年可节资降损约460～640万。
摘 要：大力推广应用信息化技术，加强计量工作管理，提高计量服务水平，在满足结算计量的基础上，为节能降耗做贡献。
关键词：舞钢计量信息网；MOXA Oracle9i；能耗统计分析
1 前言
本项目是“舞钢计量信息网”项目在能源计量及能源管理方面的扩充改造，特别是在满足流体计量的结算职能基础上，实现能源管理的信息化，为生产厂加强能源管理提供信息，为舞钢的节能降耗服务，全面提升公司计量工作信息化水平。
加强动力能源的管理，加强对各厂的厂际能源结算和重点工艺用能源计量考核，对于节能降耗，提高企业经济效益具有重要意义。
2 开发背景及简介
2010年初舞钢计量信息网系统由20个远程现场数据采集站、1台数据库服务器、5台采集机、1台数据采集服务器，1台WEB服务器组成，可实现能源数据采集、指标计算、能源数据分析、系统事件记录和报警、设备状况监视，趋势图显示、报表处理和WEB发布。系统采用485线和MOXA模块连接现场智能仪表，同时，采用实时数据库Oracle技术，结合实时系统的高速数据采集、存储，并将实时数据和历史数据进行集成发布，采用多级系统授权的系统管理机制，保证系统数据库与系统运行的安全性，利用VLAN技术建立本地虚拟网络，交系统与本地管理网络逻辑隔离。
当时流体计量有300余点能源检测数据入网，存在的问题是网络覆盖面小，入网点数少，数据应用水平不高。公司一、二级流体能源配备基本齐全，在结算上以月结算为主。存在的问题是对外信息发布工作迟迟未上，这样在信息交流与信息共享方面存在严重的障碍，使公司计量信息化服务得不到充分的体现；一些基建工程遗留的计量设施配备不全问题没有彻底解决；三级重要工序流体量还没有上网，基础数据不完备等。
我自动化部“以信息化带动计量工作”，在完善公司计量基本设施建设的基础上，加强计量管理，加速计量信息系统建设，采用先进技术和管理手段实现计量数据的实时采集处理，为公司ERP系统提供基础数据，并为公司及各厂矿合理调度使用资源，推动工艺进步提供保证。
3 目标和任务
建立以计量管理数据库为核心的、涵盖90%以上能源计量点的计量信息系统，将公司主要管网、重要的动力设备等的运行数据，能源介质参数等信息纳入计量管理数据库，为公司生产管理、设备运行监测预警、能耗分析、成本核算、经济合同管理提供及时、完整、准确的计量和工艺检测数据。提供从瞬时数据到小时、班、月到年等时间档次的统计分析数据；及时统计分析出生产厂或公司为单位的能耗数据；建立先进的企业计量信息和能耗综合查询系统，为决策提供可靠的分析数据。将公司计量监测数据的应用提高到国内先进水平，做到数据真实、分析及时，真正成为公司的计量信息中心。
在上述目标基础上确立的舞钢计量信息网建设任务是：
（1）在完善与扩充计量的基础上，实现对公司生产主要工艺工序的计量监测。
（2）实现网络化的能源计量结算，从及时性、准确性方面提高结算服务质量。
（3）利用计量信息系统，实现对计量生产过程的适时监测，强化计量生产的指挥调度功能。
（4）利用计量信息系统，对有关生产厂提供能源结算功能、同时提供以能源计量为基础的消耗计算与分析功能。
（5）利用计量信息系统，对公司有关部门和领导提供能源消耗统计分析分析功能。
（6）利用计量信息系统，为主要生产厂和公司生产部提供重要流体量管网的运行监测功能。
（7）根据公司信息化的发展需要，为其它信息系统提供必要的计量信息源。
4 系统业务流程设计
舞钢能源计量信息系统网络的业务流程如图所示，主要有：
（1）数据采集站。整个网络以自动化部现场数据采集站为中心，分别通过仪表室收集各计量点的流体量数据。目前只采集流体量产出厂的发生量数据和流体量消耗厂的使用量数据。在本项目功能实现后，增加对主要生产线的工艺量数据的采集及处理，在满足能源计量的同时，实施对重要工艺点的能耗检测，以实现流体量信息处理的全面网络化。
（2）流体量消耗厂现场仪表和生产调度。通过生产现场的采集并发送流体配出量数据到数据采集站，同时该厂生产调度利用网络输送的自动化部信息或公司总调信息指挥本厂生产运行。
（3）自动化部生产调度利用网络信息监控各类管网的状况，并指挥现场数据采集站的运行，确保有关厂矿生产的正常进行；计量办形成能源统计分析报表报送给公司能源处。
（4）公司总调通过网络信息监控各类管网的状况，并指揮协调各生产厂生产运行，确保公司生产的平稳顺态运行；能源处通过网络掌握全公司的能源产出与消耗状况，进行综合统计与分析，为领导决策提供信息。
5 项目实施
该项目工程包含数据采集系统建设、网络系统建设、数据库建设和应用程序建设四项。以公司生产的流体量计量为主，实现仪表室数据采集、仪表室运行监控、管网运行监控、能源消耗结算、能源消耗统计分析等。
5.1 数据采集系统建设
能源网采集结构示意如图：
舞钢计量信息网在舞钢公司共建立了25个远程数据采集站，此项中新增了一轧钢、二轧钢、二炼钢、一号高压室和二号高压室等20多个采集站，采集站附近智能仪表数据通过485信号线集中至采集站的MOXA模块，然后经光纤传至中心机房六台采集机，数据采集服务器汇总五台采集机的数据，统一写入Oracle数据库服务器。
MOXA串口设备联网服务器可将RS-232或RS-422/485工业串口设备（如PLC，测量仪及传感器等）立即连上网络，就像让你的串口设备具有了网口一样。MOXA串口服务器提供了Real COM/TTY，TCP Server，TCP Client，和UDP工作模式，可確保与使用标准的网络API（Winsock，BSD Sockets）的网络软件具备兼容性。该串口服务器支持自动IP设定协议（DHCP，BootP），以及通过Web Browser console手动设置。两者都提供了快速有效的安装方法。有了MOXA Windows Utility工具，执行安装的动作简单愉快，所有系统的设置都可存储并复制到其他设备联网服务器上。以Visual Basic 6.0作为开发工具，自主开发数据采集程序，对仪表数据进行集中采集。另外在数据采集服务器上自主开发采集站及各计量点数据监控画面，可以更直观的观察到各采集站、计量点的情况。使系统维护和故障处理节省了大量的时间。 5.2 网络系统建设
建设满足能源计量及电能计量的光纤服务网络，数据采集计算机与存储服务器之间采用UDP通讯协议。该系统采用网络Sever-Client的结构。数据通讯基于VB程序的WinSock控件之间的UDP通讯传输，分为心跳（判断两个计算机之间的通讯是否正常）信息和数据信息两种。数据采集服务器通过数据采集服务器程序对各个站点的采集数量进行实时的统一监视，通过主画面可直观地了解现场采集站是否正常工作，采集点数的变化，心跳信息是否正常（心跳正常代表通讯正常），采集的数据是否写入数据库。
5.3 数据库建设
建设基于Oracle9i的计量管理数据库，基本功能包括：原始数据保存；日、周、旬、月、年累计；按品种、按用户、按时间统计查询分析；數据台帐、设备台帐生成；各种报表的生成，包括：日报、周报、旬报、月报、年报，按时间自由生成；部分数据的历史记录曲线生成和web发布。能源数据的标准折算、发生量和配出量平衡分析；按日报和月结算对用户单位发布结算信息。数据库的维护，包括：代码的生成；部分数据人工修正，手工录入、自动补算等。
5.4 应用程序建设
编制能源计量结算数据分析处理软件、生产工艺状态监测软件、管网运行监测软件以及系统管理软件，建设具备生产厂能源消耗管理基础的应用程序架构，实现现场采集、故障监视、能源介质计量示意监视报警、能源管理、能耗统计分析管理功能。
利用能源计量管理软件将采集到的数据进行集成发布，通过JAVA软件和Oracle9i数据库进行后台操作，使数据更加稳定，数据实时传送到各个用户，客户端在局域网上通过浏览器实时监测、打印报表和统计。
6 社会效益和经济效益
2013年下半年该项目开发完成，舞钢公司拥有完全的自主知识产权，社会效益和经济效益明显。
主要体现在：（1）能源计量网络信息管理系统开发对公司在能源介质消耗计量方面有了质的飞跃，对统计数据提供保证，在应用中反映良好，对公司节约能源消耗方面提供重要依据。（2）对能源介质的自动计量，可提高资源利用率，提高生产效率，提高市场竞争力，提高管理水平，降低生产成本。（3）减少煤气、废汽、废水排放而造成的环境污染和资源浪费。（4）该项目开发的工艺、技术及产品，促进了控制技术在全公司的推廣，为其它用途计量过程控制的开发提供了相关技术资料。（5）由于实现了能源的科学、合理分配，避免了能源在生产过程中的浪费，舞钢公司目前能源费用月均约3000万元，按节能效果1～1.5%计算：月可节约能源费用约30～45万元，年可节约约360～540万元。降低各类故障的直接经济损失每年约100万元。以上合计年可节资降损约460～640万。