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以iPush?Family为核心的WinCon应用方案——能源数据采集系统

发布时间:09-01
以iPush??Family为核心的艾扬能源数据采集系统,目前已经部署在济南钢铁集团总公司一、?能源数据采集系统的现状与需求?1、能源数据采集的意义? 能源是关系国计民生的重要资源。对于大、中型生产企业来说,为了更佳的资源调配、组织生产、部门结算、成本核算,需要建立一套有效的自动化能源数据采集系统,对能源供应进行监测,以便企业实时掌握能源状况,为实现能源自动化调控扎下坚实的数据基础,同时方便企业的计量和成本核算工作。? 2、有关能源数据? 企业生产需要的能源主要有:电力、水、煤气、煤等能源,能源主要供给企业生产、职工生活的需要。因此,能源数据实际上就是能源供给数据,而能源供给数据主要有三种形态:能源供给状态数据、能源供给整点数据、能源供给累加数据。? 3、企业现状? 各大、中型生产企业已经认识到数据数据对于企业管理的重要性,并采用各种仪器、仪表对能源数据进行采集,并派专人对仪器、仪表、与采集的数据进行现场维护、抄取,并逐级统计、上报,建立数据库对数据进行管理。这样的缺点是手工操作效率低,不能满足大范围的数据采集需要。?也有部分体认比较高的企业,开始建立以实时数据库(Real-time?Database)为核心的自动数据获取系统,实现了能源数据的自动采集、自动上报,降低了系统对人的依赖,提高了时效性和准确度,并开始建立软件系统,对采集到的数据,用于计量和财务结算。这种系统的架构如下图一所示:?


这种现存构架的数据采集流程如下:? 1.??在下位机(PC?/?IPC)执行软件,读取来自仪器/仪表的数据,写入现场端的实时数据库。? 2.??在上位机执行软件,透过网络定时轮询(Polling)现场端的实时数据库,并存入中心端的大型实时数据库。(瓶颈所在)? 3.??在上位机执行软件,定时轮询(Polling)中心端的大型实时数据库,并存入中心端的关系型数据库。(瓶颈所在)? 4.??在应用端执行?Client/Server?或?Browser/Server?软件,透过网络对中心端的关系型数据库进行数据存取与应用。?不管是在上位机与下位机的实时数据库间(2.)、中心端关系型数据库与实时数据库间(3.),甚至是应 用程序与中心端关系型数据库之间(4.),都是透过请求/响应(Request/Reply)的信息查询模式在进行数据交换,所以透过网络运作的整体系统效能,很容易陷入低落的状态。? 二、?以iPush??Family?为核心的新一代能源数据采集系统?艾扬能源数据采集系统是一套基于?iPush??Family?软件平台与工控机?WinCon?的主动信息交换、分检服务系统,透过出版/订阅(Publish/Subscribe)讯息传送方式,提供主动式的数据分发服务,这样企业各应用程序得到的,都是各自订阅的关键数据,可大幅度提高数据处理的效率。? 艾扬能源数据采集系统的硬件、软件架构如图二所示: [ALIGN=CENTER]图二、艾扬能源数据采集系统架构[/ALIGN] 该系统由以下的核心构件组成:? ??WinCon。内含iPush??Embedded,为连接仪器、仪表的硬件平台,可直接读取仪器、仪表的数字、模拟、或RS-485/232信号; ??iPush??Embedded。让应用程序不必面对底层的TCP/IP网络通讯,透过Internet、VPN、GPRS、CDMA、Wireless?LAN等各种IP网络,保证和iPush??Server之间的数据交换。iPush??Embedded会将IO?Module?Framework采集到的数据,转换成主题讯息(Subject?Message),主动传送到中心端的iPush??Server,取代传统的数据库轮循,保证数据的实时传递; ??iPush??Server。整个体系的数据交换服务中心,主要运算资源用在接收、推播、与主题过滤上。应用程序只需要向iPush??Server订阅相关的主题,当该主题有数据存在时,iPush??Server会将数据主动推播(Push)给应用程序,而应用程序只会得到订阅的关键数据,这样将可提升企业的信息管理效率; ??应用端。不管是Client/Server,还是Browser/Server(Web-based)架构,各应用端程序都可透过叫用iPush??API函式库,实现和iPush??Server的连接、主题订阅、数据接收、数据发送。iPush??API提供了广泛的环境支持,包括ActiveX?for?Win32、ActiveX?for?WinCE、.NET?Framework、.NET?Compact?Framework、JAVA、Linux等,可实现跨平台、跨设备的实时数据交换。 ???再整理此系统的数据采集流程如下: ???1.?执行于下位机(WinCon)的iPush??Embedded,内含有IO?Module?Framework,会自动读取来自仪器/仪表的数据,转化为特定的主题(Subject)信道,透过网络,直接上传给中心端的iPush??Server。 ???2.?在应用端执行Client/Server或Browser/Server软件,对中心端iPush??Server进行数据主题的订阅。 ???3.?中心端iPush??Server在收到来自现场端iPush??Embedded上传的数据后,会立即主动推播给已订阅该数据主题的应用端软件接收、处理。 ???注1:?若有必要,可以在下位机写程序,透过iPush??Embedded进行数据本地储存。 ???注2:?若有必要,可以在中心端写程序,向iPush??Server订阅要储存的数据主题,然后存入关系型数据库,?以便应用端进行历史查询。 ???相较于大量倚赖数据库来进行数据交换的请求/响应轮询模式,不仅节省无谓的运算资源、网络频宽浪费,更能够大幅提升系统的实时性,尤其是在采集点数量大的情况下,新、旧系统架构的效能差异,高下立见。 ??? 三、?成功案例?─?济南钢铁集团总公司以iPush??Family为核心的艾扬能源数据采集系统,目前已经部署在济南钢铁集团总公司,成为该公司计质量管理信息系统的能源数据中心,为能源供应监测、能源供应结算、能源成本核算服务,为济南钢铁科学能源调度中心打下良好的基础。 ???举例而言,案例中对不同等级的降压电能表,进行如下的电能数据采集: ??当前电能量 ??当前正向有功电量:峰量、平量、谷量、总量 ??当前正向无功电量:总量 ??当前反向有功电量:峰量、平量、谷量、总量 ??当前反向无功电量:总量 ??当前电能参数 ??当前正向有功功率总最大需量 ??当前反向有功功率总最大需量 ??当前正向无功功率总最大需量 ??当前反向无功功率总最大需量 ??A、B、C各相电压 ??A、B、C各相电流 ??总有功功率及各相有功功率 ??总无功功率及各相无功功率 ??总功率因子及各相功率因子 ??故障信息 ??断相记录 ??失压记录 ???除继续为能源调度服务外,下一步,济南钢铁还计划要将艾扬数据采集系统的应用,拓展连结到物流系统,将物流运作的相关数据,结合GIS、GPS、GPRS/CDMA无线网络,一并整合纳入到整个核算体系,成就国际级实时生产/运输/商务管理一体化的典范。 ???四、?可引用本架构的相近领域本文所阐述的信息系统,虽然是以能源数据采集为应用方向,但其实它的技术架构适用范围具有普遍性(在IP网络上进行数据传递),而它要取代的旧有架构、解决的问题,也具有普遍性(使用数据库来进行数据交换的信息系统)。 ???所以,可以参考引用艾扬能源数据采集系统的其它领域应用真的是太多了。我们仅在此列举如下: ??需要采集各式生产设备数据的制造应用,如钢铁、石化、采矿、能源、电子等行业。 ??需要采集各式输送设备数据的民生应用,如水、电、瓦斯、石油等行业。 ??需要采集各式侦测仪器数据的公众或学术应用,如气象、水文、地震、土石流、空气质量、各种灾害防治等行业。 ??需要采集各种移动对象数据的地理信息应用,如车队、船舶、物流、公共运输、交通控制等行业。 ??需要采集各级营销点销售数据的流通应用,如连锁便利商店、量贩店、百货、烟酒等行业。 ???本应用方案的完整说明,您可以自艾扬科技网站下载:http://www.icetech.com.tw。
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