简述智能测控终端在计量调度管理中的设计及应用

　　随着局域网的应用在大中型企业日渐普及，网络资源逐渐丰富，物理网络资源的共享为基于以太的企业计量调度管理网络建设成为可能。局域网（Local Area Network，LAN）是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。一般是方圆几千米以内。局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。局域网是封闭型的，可以由办公室内的两台计算机组成，也可以由一个公司内的上千台计算机组成。

　　局域网（Local Area Network）是在一个局部的地理范围内（如一个学校、工厂和机关内），将各种计算机。外部设备和数据库等互相联接起来组成的计算机通信网。它可以通过数据通信网或专用数据电路，与远方的局域网、数据库或处理中心相连接，构成一个大范围的信息处理系统。简称LAN，是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。“某一区域”指的是同一办公室、同一建筑物、同一公司和同一学校等，一般是方圆几千米以内。局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、扫描仪共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。局域网是封闭型的，可以由办公室内的两台计算机组成，也可以由一个公司内的上千台计算机组成。

　　1、前言

　　在我国大中型企业，以往传统的计量信息采集调度管理受企业网络建设的制约，经过了从早期依赖人工定时巡检抄录、人工统计到采用电话线组网或无线专网方式组网，进行定时信息自动采集管理的过程。由于以上两种组网方式投资少、组网方便，因此在企业局域网建设尚未完善的情况下，一直是企业计量信息调度管理应用的选择，但是由于其网络的依赖性、特殊性，两者都存在传输速率低、信号干扰大、误码率高、数据交互式实时性差、稳定性差等缺点。如何解决企业发展中所碰到的这个技术准题，搞好计量管理工作，成为摆在自动化技术人员面前的一个现实的问题。

　　2、解决方案

　　由于企业网的物理网络已经构建成功，资源共享成为可能，计量信息网络可以构建为企业网的一个逻辑子网，物理上使用企业网的资源，逻辑上自为体系。网络前端的测控设备，通常可选择基于IPC结构的计算机系统或PLC系统，IPC基于WINDOWS系统平台开发，稳定性和可靠性不高；PLC系统受成本投入、协议标准及软件编程环境的制约；作为大型分散式测控网络两者都存在不适应性。IPC（Inter-Process Communication，进程间通信）IPC （ Instruction per Clock 及CPU每一时钟周期内所执行的指令多少） IPC代表了一款处理器的设计架构，一旦该处理器设计完成之后，IPC值就不会再改变了。在这里，IPC值的高低起到了决定性的作用，而频率似乎不再高于一切。IPC（Inter-Process Communication）是共享"命名管道"的资源，它是为了让进程间通信而开放的命名管道，通过提供可信任的用户名和口令，连接双方可以建立安全的通道并以此通道进行加密数据的交换，从而实现对远程计算机的访问。IPC是NT/2000的一项新功能，它有一个特点，即在同一时间内，两个IP之间只允许建立一个连接。NT/2000在提供了ipc功能的同时，在初次安装系统时还打开了默认共享，即所有的逻辑共享（c,d,e……）和系统目录winnt或windows（admin）共享。所有的这些，微软的初衷都是为了方便管理员的管理，但在有意无意中，导致了系统安全性的降低。 系统模拟图所示：

　　系统组织图

　　2.1 HSST-2002JZ智能测控终端

　　HSST-2002JZ智能测控终端综合了数据采集、远程设备监控、网络通信以及信息管理的多项实用技术与理论，将计算机控制技术、信道传输技术、网络管理技术有机结合，该设备采用模块化结构，体积紧凑、高度集中、结构简洁、易于维护、扩展性好、具有极高的的I/O密集度，它与传统的采集终端产品相比无论从集成度、结构设计及处理能力等方面都有其独特的优点，在功能上和性能上都有很大的提高。

　　2.1.1 完善的硬件配置

　　内置22.1-100Mhz的微处理器，大容量非易失性存储器，内置硬时钟、数据掉电不丢失。

　　2.1.2 基于以太网络的上位网络接口

　　该产品配置有以太网接口，自带IP地址（IP地址可通过操作面板或上位机进行设置），遵循标准TCP/IP Modbus通用协议（根据需求可自定义协议），上位计算机系统可通过编程或使用通用组态工具软件直接进行数据访问。同时也可通过Internet浏览器直接察看现场数据。

　　2.1.3 基于PLC结构的软硬件设计

　　PLC主要是指数字运算操作电子系统的可编程逻辑控制器，用于控制机械的生产过程。也是公共有限公司、电源线车等的名称缩写。PLC = Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器，一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的部分。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller,PLC），它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种采用微型计算机技术的工业控制装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机（Personal Computer）的简称混淆，所以将可编程序控制器简称PLC,plc自1966年美国数据设备公司（DEC）研制出现，现行美国，日本，德国的可编程序控制器质量优良，功能强大。

　　该产品采用PLC的软硬件结构，硬件I/O支持模拟量输入、模拟量输出，开关量输入、开关量输出等模块，可以根据需要进行配置；提供模块化结构函数应用语言，可以通过本地编程或远端编程通过网络下发至终端内运行，程序具备逻辑运算和过程控制功能，可以完成复杂的控制，编程灵活方便。

　　2.1.4 自动控制和远端控制

　　由于采用PLC结构的软硬件设计，该终端可以根据工程的实际进行配置，并通过编程实现对现场设备的智能控制（过程量控制、PID调节控制等）和通过网络实现远端指令控制。

　　2.1.5 紧凑的硬件结构和灵活的安装方式

　　该产品采用超大规模集成电路设计，板卡小型化，整个终端结构小巧、紧凑、可以盘内安装，也可以壁挂式安装，灵活性好，适用于在分散性的现场，对于解决企业分散区域的计量管理提供理想的硬件支持。

　　2.1.6 良好的人机界面设计

　　良好的交互功能，设备配置一体化控制面板，可以轻松的对整个系统进行配置及信息浏览。

　　2.1.7 高可靠性、低故障率

　　该产品的部件全部采用进口产品，采用高可靠性设计，硬件故障率低，可以长期无故障在线运行，满足连续化计量和工艺生产的要求。

　　2.2 系统设计方案

　　根据计量管理的需要，我们将各检测和控制点就近分组，每组配备一个采集终端，在终端上组态实现采集和控制功能，各终端分配的IP地址并就近接入企业网。采用一台浪潮服务器作为数据库服务器，服务器通过VB编程实现对各终端的数据采集和控制，企业网内其它计算机可以通过对数据库的访问实现数据共享和生产控制。

　　2.2.1、系统采用C/S结构

    基于ORACLE数据库开发，数据库管理包括网络配置档案、线路资源档案、系统参数档案、网络运行流程档案管理以及实时 数据库、历史数据库管理等。

　　2.2.2、服务器：

    应用程序基于WIN2000NT平台，用VB（DELPHI）开发，实现与各测控站和工作站的信息交互，服务器每2~10秒（可设定）将仪表数据记录实时数据库，用于现场监控及曲线绘制，同时数据按设定的记录间隔存入历史数据库，便于历史数据的查询管理。

　　2.2.3、客户端：

    应用程序基于WIN2000NT平台，用VB（DELPHI）开发，通过与服务器的数据交互，实现工艺流程绘制、数据实时刷新、数据查询、统计分析、报表生成打印、曲线绘制、报警处理与查询、远程控制等管理功能的要求。

　　2.3 计量管理功能

　　根据计量调度管理工作的需求，应用软件具备的主要功能有：

　　直观的电子地图绘制、工艺流程图绘制，数据定位实时刷新显示功能。

　　良好的人机界面操作，提供用户多种操作方式（包括菜单方式和电子地图点击方式等）。

　　实时的数据采集、刷新显示、存储功能，监控采集周期可根据用户要求自行设定。

　　实时数据的走势曲线绘制功能。

　　实时阀门调节走势曲线绘制功能。

　　历史数据存储、任意时间段数据查询、曲线绘制以及报表处理打印功能。

　　定时自动和人工手动切换功能。

　　远程参数设定功能。

　　各检测点的异常情况（超上下限等）报警及历史事件存储、查询功能。

　　检测点信息表及系统配置信息表管理功能。

　　灵活的系统扩展和更改功能，增减新站点和增减线路，只需简单的对系统配置表进行设置即可完成。

　　关联数据的综合统计、分析、判断功能：提供总管与相关联的支管流量关联数据的比较、统计、分析等功能。

　　对前端执行设备的控制功能。

　　局域网内数据共享功能。

　　向上层网（如总公司管理网）的互联功能

　　多级密码权限管理功能，针对不同的管理级别和职能软件提供不同操作权限，以提高系统的保密性和安全性。

　　通过编程实现自定义功能等。

　　3、应用效果

　　该设备的应用解决了长期困扰大中型企业自动化计量管理工作的难题，克服了以往计量管理工作中存在的数据数据滞、数据可信度地、掌握情况不及时、有问题不能及时发现、不易进行科学数据统计分析和及时有效的生产调度等弊端，全面提高了能源信息化管理和生产调度自动化管理水平，达到科学的生产指挥调度。