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以iPush® Family為核心的WinCon應用方案——能源數據采集系統

時間:2007-02-09 14:41:00來源:jiangf

導語:?以iPush® Family為核心的艾揚能源數據采集系統,目前已經部署在濟南鋼鐵集團總公司
一、 能源數據采集系統的現狀與需求 1、能源數據采集的意義 能源是關系國計民生的重要資源。對于大、中型生產企業來說,為了更佳的資源調配、組織生產、部門結算、成本核算,需要建立一套有效的自動化能源數據采集系統,對能源供應進行監測,以便企業實時掌握能源狀況,為實現能源自動化調控扎下堅實的數據基礎,同時方便企業的計量和成本核算工作。 2、有關能源數據 企業生產需要的能源主要有:電力、水、煤氣、煤等能源,能源主要供給企業生產、職工生活的需要。因此,能源數據實際上就是能源供給數據,而能源供給數據主要有三種形態:能源供給狀態數據、能源供給整點數據、能源供給累加數據。 3、企業現狀 各大、中型生產企業已經認識到數據數據對于企業管理的重要性,并采用各種儀器、儀表對能源數據進行采集,并派專人對儀器、儀表、與采集的數據進行現場維護、抄取,并逐級統計、上報,建立數據庫對數據進行管理。這樣的缺點是手工操作效率低,不能滿足大范圍的數據采集需要。 也有部分體認比較高的企業,開始建立以實時數據庫(Real-time Database)為核心的自動數據獲取系統,實現了能源數據的自動采集、自動上報,降低了系統對人的依賴,提高了時效性和準確度,并開始建立軟件系統,對采集到的數據,用于計量和財務結算。這種系統的架構如下圖一所示:
這種現存構架的數據采集流程如下: 1. 在下位機(PC / IPC)執行軟件,讀取來自儀器/儀表的數據,寫入現場端的實時數據庫。 2. 在上位機執行軟件,透過網絡定時輪詢(Polling)現場端的實時數據庫,并存入中心端的大型實時數據庫。(瓶頸所在) 3. 在上位機執行軟件,定時輪詢(Polling)中心端的大型實時數據庫,并存入中心端的關系型數據庫。(瓶頸所在) 4. 在應用端執行 Client/Server 或 Browser/Server 軟件,透過網絡對中心端的關系型數據庫進行數據存取與應用。 不管是在上位機與下位機的實時數據庫間(2.)、中心端關系型數據庫與實時數據庫間(3.),甚至是應 用程序與中心端關系型數據庫之間(4.),都是透過請求/響應(Request/Reply)的信息查詢模式在進行數據交換,所以透過網絡運作的整體系統效能,很容易陷入低落的狀態。 二、 以iPush Family 為核心的新一代能源數據采集系統 艾揚能源數據采集系統是一套基于 iPush Family 軟件平臺與工控機 WinCon 的主動信息交換、分檢服務系統,透過出版/訂閱(Publish/Subscribe)訊息傳送方式,提供主動式的數據分發服務,這樣企業各應用程序得到的,都是各自訂閱的關鍵數據,可大幅度提高數據處理的效率。 艾揚能源數據采集系統的硬件、軟件架構如圖二所示: [ALIGN=CENTER] 圖二、艾揚能源數據采集系統架構[/ALIGN] 該系統由以下的核心構件組成:  WinCon。內含iPush® Embedded,為連接儀器、儀表的硬件平臺,可直接讀取儀器、儀表的數字、模擬、或RS-485/232信號;  iPush® Embedded。讓應用程序不必面對底層的TCP/IP網絡通訊,透過Internet、VPN、GPRS、CDMA、Wireless LAN等各種IP網絡,保證和iPush® Server之間的數據交換。iPush® Embedded會將IO Module Framework采集到的數據,轉換成主題訊息(Subject Message),主動傳送到中心端的iPush® Server,取代傳統的數據庫輪循,保證數據的實時傳遞;  iPush® Server。整個體系的數據交換服務中心,主要運算資源用在接收、推播、與主題過濾上。應用程序只需要向iPush® Server訂閱相關的主題,當該主題有數據存在時,iPush® Server會將數據主動推播(Push)給應用程序,而應用程序只會得到訂閱的關鍵數據,這樣將可提升企業的信息管理效率;  應用端。不管是Client/Server,還是Browser/Server(Web-based)架構,各應用端程序都可透過叫用iPush® API函式庫,實現和iPush® Server的連接、主題訂閱、數據接收、數據發送。iPush® API提供了廣泛的環境支持,包括ActiveX for Win32、ActiveX for WinCE、.NET Framework、.NET Compact Framework、JAVA、Linux等,可實現跨平臺、跨設備的實時數據交換。  再整理此系統的數據采集流程如下:  1. 執行于下位機(WinCon)的iPush® Embedded,內含有IO Module Framework,會自動讀取來自儀器/儀表的數據,轉化為特定的主題(Subject)信道,透過網絡,直接上傳給中心端的iPush® Server。  2. 在應用端執行Client/Server或Browser/Server軟件,對中心端iPush® Server進行數據主題的訂閱。  3. 中心端iPush® Server在收到來自現場端iPush® Embedded上傳的數據后,會立即主動推播給已訂閱該數據主題的應用端軟件接收、處理。  注1: 若有必要,可以在下位機寫程序,透過iPush® Embedded進行數據本地儲存。  注2: 若有必要,可以在中心端寫程序,向iPush® Server訂閱要儲存的數據主題,然后存入關系型數據庫, 以便應用端進行歷史查詢。  相較于大量倚賴數據庫來進行數據交換的請求/響應輪詢模式,不僅節省無謂的運算資源、網絡頻寬浪費,更能夠大幅提升系統的實時性,尤其是在采集點數量大的情況下,新、舊系統架構的效能差異,高下立見。   三、 成功案例 ─ 濟南鋼鐵集團總公司  以iPush® Family為核心的艾揚能源數據采集系統,目前已經部署在濟南鋼鐵集團總公司,成為該公司計質量管理信息系統的能源數據中心,為能源供應監測、能源供應結算、能源成本核算服務,為濟南鋼鐵科學能源調度中心打下良好的基礎。  舉例而言,案例中對不同等級的降壓電能表,進行如下的電能數據采集:    當前電能量    當前正向有功電量:峰量、平量、谷量、總量    當前正向無功電量:總量    當前反向有功電量:峰量、平量、谷量、總量    當前反向無功電量:總量    當前電能參數    當前正向有功功率總最大需量    當前反向有功功率總最大需量    當前正向無功功率總最大需量    當前反向無功功率總最大需量    A、B、C各相電壓    A、B、C各相電流    總有功功率及各相有功功率    總無功功率及各相無功功率    總功率因子及各相功率因子    故障信息    斷相記錄    失壓記錄  除繼續為能源調度服務外,下一步,濟南鋼鐵還計劃要將艾揚數據采集系統的應用,拓展連結到物流系統,將物流運作的相關數據,結合GIS、GPS、GPRS/CDMA無線網絡,一并整合納入到整個核算體系,成就國際級實時生產/運輸/商務管理一體化的典范。  四、 可引用本架構的相近領域  本文所闡述的信息系統,雖然是以能源數據采集為應用方向,但其實它的技術架構適用范圍具有普遍性(在IP網絡上進行數據傳遞),而它要取代的舊有架構、解決的問題,也具有普遍性(使用數據庫來進行數據交換的信息系統)。  所以,可以參考引用艾揚能源數據采集系統的其它領域應用真的是太多了。我們僅在此列舉如下:  需要采集各式生產設備數據的制造應用,如鋼鐵、石化、采礦、能源、電子等行業。  需要采集各式輸送設備數據的民生應用,如水、電、瓦斯、石油等行業。  需要采集各式偵測儀器數據的公眾或學術應用,如氣象、水文、地震、土石流、空氣質量、各種災害防治等行業。  需要采集各種移動對象數據的地理信息應用,如車隊、船舶、物流、公共運輸、交通控制等行業。  需要采集各級營銷點銷售數據的流通應用,如連鎖便利商店、量販店、百貨、煙酒等行業。     本應用方案的完整說明,您可以自艾揚科技網站下載:http://www.icetech.com.tw。

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