一、概述
    本系統的目的是對全公司范圍內風(fēng)、水、電、氣等產(chǎn)品的生產(chǎn)量、使用量（消耗）、庫存及與能源消耗有關(guān)的數據進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集和存儲，并對這些數據進(jìn)行統計和分析，并提供給有關(guān)領(lǐng)導和部門(mén)作為生產(chǎn)指揮與調度的依據，做到合理生產(chǎn)，節能降耗。
    本系統在結構上分為三級：總公司級、廠(chǎng)級、車(chē)間級。各車(chē)間（或設備）的主要數據指標送到廠(chǎng)級子系統，與全廠(chǎng)有關(guān)的生產(chǎn)數據匯總后再送到總公司級。
    本系統在技術(shù)上能夠保證長(cháng)期穩定運行，全自動(dòng)地采集和傳送數據，投入運行后，對原生產(chǎn)設備無(wú)任何不利影響。首鋼氧氣廠(chǎng)前期提供六個(gè)現場(chǎng)測試點(diǎn)：其中3個(gè)流量點(diǎn)，3個(gè)壓力點(diǎn)。對氧氣廠(chǎng)與能源消耗有關(guān)的數據進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集和存儲，并對這些數據進(jìn)行統計和分析，提供給廠(chǎng)領(lǐng)導和部門(mén)作為生產(chǎn)指揮與調度的依據，做到合理生產(chǎn)，節能降耗。
    本系統的實(shí)施分為三步進(jìn)行：第一步實(shí)現1---3個(gè)廠(chǎng)級子系統的建設；第二步實(shí)現公司級互聯(lián)； 第三步實(shí)現公司內其他廠(chǎng)級子系統的建設和互聯(lián)。
二、系統實(shí)現目標
    1、以計算機、網(wǎng)絡(luò )及軟件為手段建立首鋼穩定可靠、覆蓋所有有效區域的分布式生產(chǎn)實(shí)時(shí)數據管理系統，建立生產(chǎn)實(shí)時(shí)、歷史數據庫及其管理系統。
    2、該分布式實(shí)時(shí)生產(chǎn)數據管理系統是一個(gè)開(kāi)放式的、應用規?？勺杂缮炜s的系統。
    3、通過(guò)實(shí)時(shí)數據庫的壓縮功能使全部過(guò)程數據的歷史趨勢可以保存10年以上。
    4、該能源管理系統將真正實(shí)現
    能源和過(guò)程的可視化
    能源流向清晰化
    高峰負荷降低化
    能源消耗最優(yōu)化
    帳單生成自動(dòng)化
三、系統功能及其實(shí)現方法
系統如圖：

1、數據采集
    數據采集層將以德國GMC 公司的U16XX 系列數據總站為中心，對廠(chǎng)級或車(chē)間級的主要生產(chǎn)設備的能源消耗、設備產(chǎn)出等主要生產(chǎn)數據進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、存儲和傳輸。每一臺數據總站可以直接聯(lián)接由現場(chǎng)儀表輸出的模擬量標準信號， 也可以通過(guò)Lonworks現場(chǎng)總線(xiàn)聯(lián)接。數據總站具有豐富的管理功能, 可對各種不同數據進(jìn)行累積計量或趨勢存儲，各數據總站之間可以互聯(lián)，可以無(wú)縫接入廠(chǎng)級或公司級的局域網(wǎng)，供上級系統進(jìn)行進(jìn)一步的分析和利用。
2、生產(chǎn)數據實(shí)時(shí)顯示、運算、存儲功能
    (1) 采用圖形界面，可根據用戶(hù)的需要創(chuàng )建總貌圖、流程圖、工框圖、趨勢曲線(xiàn)圖、儀表棒圖、報警畫(huà)面，實(shí)時(shí)顯示現場(chǎng)生產(chǎn)數據。各畫(huà)面之間可方便的進(jìn)行切換
    (2) 對現場(chǎng)數據進(jìn)行運算處理，根據用戶(hù)的需要對現場(chǎng)原始生產(chǎn)數據進(jìn)行統計計算，并通過(guò)各種形式實(shí)時(shí)顯示。
    (3) 現場(chǎng)生產(chǎn)數據的定時(shí)存儲，可根據用戶(hù)的需要每間隔一定時(shí)間對現場(chǎng)生產(chǎn)數據進(jìn)行存儲?？杀３质暌陨系臍v史數據和報警信息。
3、查詢(xún)功能
    形成歷史數據庫可方便的進(jìn)行分類(lèi)查詢(xún)
    (1) 單元數據查詢(xún)
    (2) 實(shí)時(shí)生產(chǎn)數據查詢(xún)、監測
    (3) 各類(lèi)歷史數據查詢(xún)
    (4)生產(chǎn)實(shí)時(shí)趨勢、歷史趨勢查詢(xún)
4、報表打印功能
    可根據用戶(hù)的具體要求自動(dòng)生成和打印各種報表，包括
    （1） 生產(chǎn)日報
    （2） 生產(chǎn)情況月報
    以便數據管理部門(mén)或決策者分析能源使用情況，并提供數據管理決策的依據。并且報表格式、數據構成、采樣間隔等參數都可隨時(shí)更改。
5、報警功能
    具有聲音、圖象等多種報警手段，并提供歷史報警查詢(xún)。
四、首鋼氧氣廠(chǎng)綜合能源信息系統的實(shí)施方案
    首鋼氧氣廠(chǎng)前期為我們提供了六個(gè)現場(chǎng)測試點(diǎn)：其中3個(gè)流量點(diǎn)，3個(gè)壓力點(diǎn)。
    1、硬件方案：
    硬件上選用德國GMC公司的產(chǎn)品搭建系統：數據總站選用U1601，6個(gè)采集點(diǎn)的模擬量直接連接到U1601的6個(gè)模擬量輸入口。將U1601數據總站兩個(gè)RS232接口的其中一個(gè)連接一個(gè)COM SERVER, 將數據總站輸出的數據轉化為局域網(wǎng)上可傳輸的數據，然后送到局域網(wǎng)上的PC機里進(jìn)行數據的統計、分析和處理，以便有關(guān)人員利于查看和利用。如圖：

    2.軟件方案：
    本系統使用三維公司HMI軟件產(chǎn)品力控2.6（FORCECONTROL 2.6）工業(yè)監控組態(tài)軟件，以圖形化的方式顯示各種生產(chǎn)數據，自動(dòng)生成各種統計報表，報警記錄等等。其軟件實(shí)施方案如下：
    數據采集：以廠(chǎng)級局域網(wǎng)上的某個(gè)PC機做為數據采集服務(wù)器，安裝FORCECONTROL 2.6 監控組態(tài)軟件，它以以太網(wǎng)形式與現場(chǎng)數據總站通訊，將U1601上的數據采集到PC機。
    廠(chǎng)級數據應用：該PC機做為網(wǎng)絡(luò )上服務(wù)器端，通過(guò)力控網(wǎng)絡(luò )服務(wù)程序NetServer，其它一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò )結點(diǎn)機上安裝的力控客戶(hù)端網(wǎng)絡(luò )服務(wù)程序NetClient連接到服務(wù)器端，訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器端，并可以對現場(chǎng)數據進(jìn)行設置和管理。
    公司級數據應用：公司級以上的局域網(wǎng)上的其他用戶(hù)無(wú)須安裝力控軟件，而只需通過(guò)微軟IE瀏覽器就可以查詢(xún)到數據總站上的數據，同時(shí)進(jìn)行報表打印等操作。
    軟件配置：
    1.FORCECONTROL 2.6 服務(wù)器端軟件
    說(shuō)明：安裝在局域網(wǎng)上作為服務(wù)器的結點(diǎn)機上用于和U1601進(jìn)行通訊，并且通過(guò)TCP/IP方式，作為其他結點(diǎn)機的服務(wù)器端。
    2.FORCECONTROL 2.6 客戶(hù)端軟件
    說(shuō)明：廠(chǎng)級局域網(wǎng)上一臺或多臺結點(diǎn)機每臺安裝一套，用于訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器端數據，并通過(guò)服務(wù)器端向數據總站設置管理數據。
    3.WEB SERVER 程序
    說(shuō)明：運行在服務(wù)器端結點(diǎn)機上，將監控畫(huà)面發(fā)布，以便與公司級網(wǎng)絡(luò )結點(diǎn)機通過(guò)微軟IE 瀏覽器查詢(xún)能源數據。
    附錄
    力控2.6版本突出特點(diǎn)：
    1、國際領(lǐng)先的過(guò)渡色與漸進(jìn)色功能，從根本上解決了很多同類(lèi)軟件在過(guò)多使用過(guò)渡色、漸進(jìn)色該功能時(shí)，嚴重影響畫(huà)面刷新速度和系統運行效率的問(wèn)題。優(yōu)化設計的調色板，使用戶(hù)更加方便多種顏色的選擇。
    2、新增更多的矢量子圖，制作工程畫(huà)面更快捷。
    3、提供面向對象編程方式，內置間接變量、對象變量、模板變量，方便您構造強大的企業(yè)級運行系統。
    4、優(yōu)化的實(shí)時(shí)數據庫管理工具，工程管理更輕松。
    5、國內領(lǐng)先的網(wǎng)絡(luò )體系構架，支持多層次網(wǎng)絡(luò )冗余及故障切換。增強的Web功能和Internet/Intranet瀏覽器技術(shù)，直接支持多文檔。
    6、國內獨一的內置實(shí)時(shí)關(guān)系數據庫，免去您在向管理信息系統延伸時(shí)必須捆綁各種第三方關(guān)系數據庫所帶來(lái)的煩惱。
    7、增強的I/O框架，不僅增加了I/O冗余、直接讀取記錄設備存儲數據等高級功能，同時(shí)具備了更好的開(kāi)放性和靈活性。
    系統安全性和穩定性
    力控吸收了國際上眾多知名DCS控制軟件的思想精華，并經(jīng)歷了大量復雜工程應用的嚴峻考驗。它徹底解決了很多監控組態(tài)軟件不穩定或死機問(wèn)題，為用戶(hù)解除了后顧之憂(yōu)。
    安全保護功能
    力控提供了完備的安全保護機制，以保證生產(chǎn)過(guò)程的安全可靠。力控的用戶(hù)管理將用戶(hù)分為操作工、班長(cháng)、工程師、系統管理員等多個(gè)級別，并可根據級別限制對重要工藝參數的修改，以有效避免生產(chǎn)過(guò)程中的誤操作。
    報警和事件記錄功能
    力控在運行時(shí)自動(dòng)記錄系統狀態(tài)變化、操作過(guò)程等重要事件。一旦發(fā)生事故，可就此作為分析事故原因的依據，為實(shí)現事故追憶，提供基礎資料。
    網(wǎng)絡(luò )結構
    力控是真正的分布式網(wǎng)絡(luò )系統。在工程項目中用戶(hù)可以根據實(shí)際需要，靈活地構建符合要求的網(wǎng)絡(luò )結構。
    WWW網(wǎng)絡(luò )功能
    力控的Web Server功能不是由JAVA語(yǔ)言編寫(xiě)的，具有更好的實(shí)時(shí)性。以Internet方式調用力控界面的速度要比解釋性語(yǔ)言JAVA的速度快數倍，確保了實(shí)時(shí)應用的速度。
    完善的多層次網(wǎng)絡(luò )熱備功能
    力控支持多層次網(wǎng)絡(luò )冗余，支持報警、歷史數據和網(wǎng)絡(luò )時(shí)鐘的同步。在雙機冗余基礎上，其它網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)自動(dòng)跟蹤冗余主/從機的切換。各個(gè)網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)不僅可以監視，還能夠進(jìn)行控制。
    分布式實(shí)時(shí)數據庫
    力控實(shí)時(shí)數據庫內置多種功能塊，可實(shí)現累計、統計、控制、線(xiàn)形化、PID控制、各種運算等功能。數據庫對數據按區域管理，通過(guò)高效的壓縮技術(shù)和海量的存儲技術(shù)，可以處理10萬(wàn)點(diǎn)以上的數據，歷史數據可以保存5年以上并保證數據處理精度和速度，是生產(chǎn)人員分析生產(chǎn)過(guò)程變化規律的有力工具。數據庫結構為可組態(tài)的“活結構”，用戶(hù)可根據實(shí)際需要自定義自己的各類(lèi)數據庫結構，方便對數據的管理和查找。 運行于不同網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的力控實(shí)時(shí)數據庫可以互相訪(fǎng)問(wèn)。
功能特征
    豐富的圖形開(kāi)發(fā)工具
    力控優(yōu)化設計的圖庫，提供了豐富的子圖和“子圖精靈”，任意拖拽不變形，使您的工程畫(huà)面精益求精。
    自定義運行菜單
    力控支持用戶(hù)自定義菜單，其中包括窗口彈出式菜單和定義在各個(gè)圖形對象上的右鍵菜單。配合腳本程序與自定義菜單，可以實(shí)現更為靈活與復雜的人機交互過(guò)程。
    報表功能
    力控的內置式“萬(wàn)能報表”,象EXCEL等電子表格一樣，任意設置報表格式，實(shí)現各種運算、數據轉換、統計分析、報表打印等功能。萬(wàn)能報表可處理顯示任意實(shí)時(shí)數據和任意時(shí)刻的歷史數據，形成實(shí)時(shí)報表、歷史報表或格式更為復雜的報表。萬(wàn)能報表并具備豐富的報表函數進(jìn)行控制。另外還可形成報表模板，多次使用。
    打印
    內置多種打印函數，可根據畫(huà)面的大小進(jìn)行任意設置打印范圍。
    動(dòng)作腳本語(yǔ)言
    動(dòng)作腳本類(lèi)型和觸發(fā)方式多樣，支持數組運算和循環(huán)控制。
    I/O驅動(dòng)
    力控擁有豐富的I/O驅動(dòng)程序，支持多種硬件設備和通訊協(xié)議。
    支持RS232/422/485、Ethernet、Arcnet、Can、LonWorks、MODBUS、PROFIBUS等各種通訊協(xié)議和標準。
    支持DDE、OPC，可與各種DDE和OPC服務(wù)程序通訊。一臺運行力控的計算機可同時(shí)連接多種I/O設備。
    目前支持的設備包括：AB、GE、Omron、Modicon、Siemens、松下、三菱等廠(chǎng)家生產(chǎn)的PLC； Honeywell、富士等廠(chǎng)家生產(chǎn)的調節器以及其它流行的智能儀表、智能終端；研華、康拓等廠(chǎng)家生產(chǎn)的板卡；ADAM、NuDAM等智能模塊；Opto22等總線(xiàn)設備。
    另外，也可以按照用戶(hù)提出的通訊協(xié)議和硬件接口，在較短時(shí)間內開(kāi)發(fā)新的驅動(dòng)程序。
    力控I/O驅動(dòng)程序的體系結構為開(kāi)放式結構，其接口部分源代碼完全公開(kāi)，用戶(hù)可以自行開(kāi)發(fā)新的驅動(dòng)程序。
    控制策略
    力控控制策略生成器，是新一代PC控制自動(dòng)化軟件，符合IEC1131-3標準，為您提供功能強大、易于使用、圖形化的設計工具，并提供仿真調試功能。
    通信
    力控提供多種通信方法。
    利用TCP/IP網(wǎng)絡(luò )通信組件實(shí)現實(shí)時(shí)數據共享和分布式數據庫，可構建高速、高性能網(wǎng)絡(luò )應用，且易于擴展。
    使用力控遠程撥號通信組件，任何地方與工業(yè)現場(chǎng)之間，只要能撥打電話(huà)，就可以使用本組件實(shí)現對遠程現場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程的的實(shí)時(shí)監控，唯一需要的是Modem和電話(huà)線(xiàn)。
    力控串行通信組件，可以實(shí)現兩臺計算機之間的低成本通信。采用RS232C/422/485接口，可實(shí)現一對一（1：1方式）的通信；如果使用RS485總線(xiàn)，還可實(shí)現一對多臺計算機（1：N方式）的通信，輕松組建RS485工業(yè)總線(xiàn)網(wǎng)。
    同時(shí)力控也提供GSM等無(wú)線(xiàn)通信組件，以適應覆蓋范圍廣、通信距離遠或野處等惡劣工作環(huán)境。
    開(kāi)放性
    力控提供多種通信方法。
    實(shí)時(shí)性
    精確的內部時(shí)鐘系統，調度周期可精確至1毫秒；更快的網(wǎng)絡(luò )通信速度，以滿(mǎn)足構建大型、復雜SCADA系統的需求
    力控的分布式實(shí)時(shí)數據庫引擎確保了力控具有良好的實(shí)時(shí)性能；力控單機最多處理點(diǎn)數超過(guò)10萬(wàn)點(diǎn)。I/O通訊最小調度周期1ms。
    開(kāi)放性
    力控全面支持DDE、OPC、ODBC/SQL、ActiveX標準。力控的開(kāi)放式體系結構，提供OLE、COM、DCOM、動(dòng)態(tài)鏈接庫等多種接口，保證用戶(hù)利用各種常用開(kāi)發(fā)工具（如：VC++、VB等）進(jìn)行深層的二次開(kāi)發(fā)。