1．行業(yè)背景

　　1.1．現(xiàn)狀

　　鋼鐵企業(yè)是消耗能源的大戶，在有的國(guó)家要占全國(guó)總能耗的15%，在我國(guó)也要占10%左右,，因此如何搞好鋼鐵工業(yè)的能源管理，以達(dá)到節(jié)能增效的目的,，是發(fā)展鋼鐵工業(yè)的重要任務(wù)之一。我國(guó)噸鋼能耗比世界先進(jìn)水平高出20—30%,，主要原因是鐵鋼比高,，高爐余壓發(fā)電，干熄焦等大型有效的節(jié)能環(huán)保裝置配備率低,，高爐,，轉(zhuǎn)爐煤氣等余能余熱回收利用率低。同時(shí),，更重要的是鋼鐵工業(yè)節(jié)能措施,，不能只對(duì)單個(gè)設(shè)備，單一工藝進(jìn)行節(jié)能,，而應(yīng)從企業(yè)整體出發(fā),，進(jìn)行全流程綜合考慮和系統(tǒng)節(jié)能,。這樣才能以較少的投入,，實(shí)現(xiàn)最大的節(jié)能效果，產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益,。

　　1.2．需求分析

　　鋼鐵廠的能源消耗約占鋼鐵成本的比例約20%-30%,，不同的裝備水平，工藝流程,，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和能源管理水平對(duì)能源消耗都會(huì)產(chǎn)生不同的影響,。把能源管理系統(tǒng)（EMS）作為大型企業(yè)自動(dòng)化和信息化的重要組成部分，不僅對(duì)能源的統(tǒng)一調(diào)度、優(yōu)化煤氣平衡,、減少煤氣放散,、提高環(huán)保質(zhì)量、降低噸鋼能耗和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率有重要作用,，而且對(duì)于事故預(yù)案策略的制定和執(zhí)行,、事故原因的快速分析和及時(shí)判斷處理、能源供需的合理調(diào)整和平衡以及在客觀信息基礎(chǔ)上的能源實(shí)績(jī)分析,、能源計(jì)劃編制,、能源質(zhì)量管理、能源系統(tǒng)的預(yù)測(cè)等都將是十分有效的,。

　　2．能耗計(jì)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及開發(fā)

　　2.1．方案設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

　　能源管理系統(tǒng)的建立不僅對(duì)濟(jì)鋼能源的統(tǒng)一調(diào)度,、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、優(yōu)化煤氣平衡,、減少煤氣放散,、提高環(huán)保質(zhì)量、降低噸鋼能耗都將發(fā)揮重要作用,，而且它對(duì)于事故預(yù)案的制定和執(zhí)行,、事故原因的快速分析和事故的及時(shí)判斷處理、正常和異常情況時(shí)的能源供需的合理調(diào)整和平衡都是十分有效的,。

　　鋼廠能源管理控制系統(tǒng)（Energy management system,，簡(jiǎn)稱EMS）是鋼廠信息化系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，對(duì)能源數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,、加工,、分析，處理以實(shí)現(xiàn)對(duì)能源設(shè)備,、能源實(shí)績(jī),、能源計(jì)劃、能源平衡,、能源預(yù)測(cè)等全方位的監(jiān)控和管理功能,。

　　鋼廠能源管理控制系統(tǒng)（EMS）的設(shè)計(jì)，按照集過程監(jiān)控,、能源管理,、能源調(diào)度為一體的廠級(jí)管控一體化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的理念進(jìn)行。監(jiān)控管理的主要能源介質(zhì)有：電力,、煤氣（焦?fàn)t煤氣,、高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣,、混合煤氣）,、壓縮空氣,、氧氣、氮?dú)?、氬,、蒸汽、生產(chǎn)水,、生活水等,。能源管理控制系統(tǒng)的建立對(duì)濟(jì)鋼能源系統(tǒng)加快實(shí)現(xiàn)集中統(tǒng)一調(diào)度、在公司層面優(yōu)化煤氣平衡,、減少煤氣放散,、提高環(huán)保質(zhì)量、降低噸鋼能耗,、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和能源管理水平將起到十分明顯的促進(jìn)作用,。通過能源管理控制中心實(shí)現(xiàn)對(duì)各種能源介質(zhì)的優(yōu)化決策調(diào)度，及時(shí)了解和掌握各種能源的生產(chǎn),、使用和運(yùn)行工況,，做到科學(xué)決策，正確指揮,，確保安全,、可靠、經(jīng)濟(jì),、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行,，實(shí)現(xiàn)從經(jīng)驗(yàn)型到分析型調(diào)度職能的轉(zhuǎn)變。

　　整個(gè)EMS系統(tǒng)分成煤氣調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng),、電力監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng),、水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)、氣系統(tǒng)（氧氣,、氮?dú)?、壓縮空氣）及蒸汽等調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)。

　　2.2鋼廠能源系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

　　能源介質(zhì)數(shù)據(jù)采集,、能源設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控,、基本能源管理。

　　1)數(shù)據(jù)采集功能

　　將全公司的能源數(shù)據(jù)采集進(jìn)入系統(tǒng),，供數(shù)據(jù)監(jiān)視,、報(bào)警、數(shù)據(jù)分析,、數(shù)據(jù)計(jì)算,、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等用,。

　　2)監(jiān)控功能

　　工藝監(jiān)視功能: 以大屏幕工藝圖或者常規(guī)操作員站工藝圖方式,，對(duì)全廠能源系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行工況進(jìn)行監(jiān)視,。

　　報(bào)警功能： 對(duì)全廠能源系統(tǒng)的設(shè)備異常，工藝異常,，能源質(zhì)量異常等給出分類聲光警報(bào),；

　　歷史趨勢(shì)功能：通過數(shù)據(jù)歷史曲線和實(shí)施趨勢(shì)，進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)分析,。

　　遠(yuǎn)程控制功能：對(duì)煤氣加壓混合系統(tǒng),，煤氣放散系統(tǒng)，發(fā)電變電系統(tǒng)用電調(diào)度,，進(jìn)行能源中心遠(yuǎn)程遙控,。

　　煤氣平衡預(yù)測(cè)功能：基于煤氣管網(wǎng)模型以及煤氣發(fā)生、耗用和放散歷史數(shù)據(jù),，對(duì)煤氣柜位進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)測(cè),，幫助調(diào)度人員進(jìn)行煤氣實(shí)時(shí)平衡調(diào)度。

　　運(yùn)行報(bào)表功能：自動(dòng)生成能源生產(chǎn)運(yùn)行報(bào)表,。

　　3)基本能源管理功能

　　將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納,、分析和整理，結(jié)合生產(chǎn)計(jì)劃的數(shù)據(jù),，進(jìn)行能源管理工作,，包括能源實(shí)績(jī)分析管理、能源質(zhì)量管理,、能源平衡管理,、能源預(yù)測(cè)分析、運(yùn)行管理支持等,。

　　2.3 系統(tǒng)網(wǎng)拓?fù)鋱D

　　典型能源系統(tǒng)架構(gòu)包括能源調(diào)度管理中心,、通訊網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集單元等三級(jí)物理結(jié)構(gòu)（如圖示）,。

　　1） 以SCADA軟件為核心,，建立I/O Server實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)在線的數(shù)據(jù)監(jiān)視,、工藝操作和實(shí)時(shí)的能源管理功能,；基于數(shù)據(jù)庫技術(shù)開發(fā)具有模型背景的能源管理功能并對(duì)外提供接口。

　　2） 采用工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī),，建立分區(qū)域的冗余環(huán)網(wǎng),，環(huán)與環(huán)之間采用耦合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，從而建立高可靠專有的能源數(shù)據(jù)采集通訊網(wǎng)絡(luò),。

　　3） 以力控通信網(wǎng)管服務(wù)器pFieldComm產(chǎn)品為核心,，通過數(shù)據(jù)采集、通訊,、協(xié)議轉(zhuǎn)換等技術(shù)手段,，將能源介質(zhì)參數(shù)的采集與生產(chǎn)控制系統(tǒng)隔離,，提供連續(xù)、真實(shí),、可靠的數(shù)據(jù)依據(jù),。

　　3.  SCADA軟件

　　采用國(guó)際主流的SCADA軟件建立I/O Server實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器功能，通過在線的數(shù)據(jù)采集實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)流程圖,、參數(shù)表,、趨勢(shì)曲線等監(jiān)控功能，并與關(guān)系數(shù)據(jù)庫建立通訊,。

　　1) 對(duì)企業(yè)能源進(jìn)行集中監(jiān)視,、測(cè)量、控制和管理,，實(shí)現(xiàn)能源實(shí)時(shí)及歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ),、查詢、分析,、統(tǒng)計(jì),、分析功能，實(shí)現(xiàn)能源管理的自動(dòng)化,。

　　2) 充分利用真實(shí)數(shù)據(jù),，作為節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)分析的依據(jù)，避免了人為判斷的疏失,，幫助企業(yè)強(qiáng)化能源消耗,、能源核算管理，使企業(yè)管理科學(xué),。

　　3) 幫助企業(yè)提高能源管理效率和質(zhì)量,，減少人力成本，強(qiáng)化基礎(chǔ)信息設(shè)施建設(shè),，提高企業(yè)信息化水平,。

　　4) 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)產(chǎn)品能源單耗、各工序能耗,、大耗能設(shè)備的能源利用,，分析各部門資源利用效率和節(jié)能潛力；統(tǒng)計(jì)各部門,、各車間能源消耗狀況,。

　　5) 為企業(yè)信息系統(tǒng)提供包括企業(yè)能耗成本、企業(yè)能耗定額的管理,，為整個(gè)企業(yè)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳遞與共享,，提供一個(gè)完備的信息平臺(tái)。

　　6) 可根據(jù)需要設(shè)置或自動(dòng)生成企業(yè)能源管理所需的各類報(bào)表(各類能源運(yùn)行的值班記錄表、日?qǐng)?bào),、月報(bào),、年報(bào)表等)

　　7) 編制、下達(dá),、調(diào)整旬,、月,、季和年度能源計(jì)劃,，制定企業(yè)能源平衡表

　　技術(shù)特點(diǎn)如下：

　　軟件體系采用真正的客戶/服務(wù)器（C/S）體系結(jié)構(gòu)； 能夠完全做到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器以及趨勢(shì),、報(bào)警,、報(bào)表和文件等功能模塊的冗余； I/O通訊冗余,，主通訊中斷時(shí)自動(dòng)切換到旁路,；支持在線組態(tài)，即在不影響操作的情況下,，允許全部或部分應(yīng)用程序進(jìn)行修改,； 支持ODBC、OPC,、API,、DDE等標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換方式； 網(wǎng)絡(luò)通訊采用標(biāo)準(zhǔn)的NetBIOS,，支持IPX/SPX,、TCP/IP等協(xié)議； 支持多種關(guān)系型數(shù)據(jù),，包括Oracle,、SQL Server、dBASE等,。系統(tǒng)通過設(shè)置不同級(jí)別的用戶操作權(quán)限而防止越權(quán)操作保護(hù)系統(tǒng)的安全,。

　　4.  SIXNET - 專業(yè)的工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)

　　SIXNET具有30余年的工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造經(jīng)驗(yàn),，充分了解各種工業(yè)場(chǎng)合的應(yīng)用需求,，并將其成熟的工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念注入工業(yè)交換機(jī)產(chǎn)品中，使其能夠真正經(jīng)受各種惡劣工業(yè)環(huán)境的考驗(yàn),。SIXNET全系列工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)具有卓越的工業(yè)品質(zhì),，低功耗、無風(fēng)扇散熱電路設(shè)計(jì),，寬范圍工作環(huán)境溫度(-40°C~+85°C),，美國(guó)軍標(biāo)MIL-STD-1275防浪涌保護(hù)以及嚴(yán)格的國(guó)際質(zhì)量認(rèn)證(CE認(rèn)證,UL認(rèn)證,危險(xiǎn)場(chǎng)所Zone2防爆認(rèn)證、DNV認(rèn)證等)特性確保在各種惡劣工業(yè)環(huán)境下長(zhǎng)期穩(wěn)定,、可靠,、安全使用,。適合冶金、電力,、交通,、石化、石油天然氣,、水處理,、煤礦、船舶,、海上鉆井平臺(tái),、軍工等行業(yè)應(yīng)用。

　　5,、力控?通訊網(wǎng)關(guān)pFieldComm?

　　由于能源管理系統(tǒng)涉及范圍廣,、數(shù)量和類別較多，所采用的通信協(xié)議不一致,，各個(gè)部門所采用的計(jì)量設(shè)備也千差萬別,，同時(shí)由于監(jiān)控的設(shè)備種類繁多、協(xié)議多樣化,，并地理分散,，企業(yè)的生產(chǎn)監(jiān)控及信息化軟件標(biāo)準(zhǔn)又不統(tǒng)一，導(dǎo)致解決系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)中通信協(xié)議轉(zhuǎn)換的問題越來越突出,，由于信息不能共享,，已嚴(yán)重影響到自動(dòng)化系統(tǒng)的性能、工期,、成本和系統(tǒng)穩(wěn)定,。

　　力控科技推出的pFieldComm網(wǎng)關(guān)服務(wù)器可以解決信息集成中由于各信息化軟件系統(tǒng)、控制及數(shù)據(jù)采集設(shè)備通訊協(xié)議不一致,、造成系統(tǒng)通訊連接和數(shù)據(jù)交換成本加大的困難,，可廣泛應(yīng)用于發(fā)電、變電,、化工,、石油、樓宇,、水利,、冶金、機(jī)械,、交通,、環(huán)保等領(lǐng)域的異種系統(tǒng)互連及信息集成項(xiàng)目中。

　　5.1 力控通訊網(wǎng)關(guān)pFieldComm簡(jiǎn)介

　　力控pFeildComm系列工業(yè)通訊網(wǎng)關(guān)采用高性能的嵌入式計(jì)算平臺(tái)，服務(wù)內(nèi)核軟件可運(yùn)行于桌面操作系統(tǒng)或嵌入式操作系統(tǒng)中,，是一個(gè)脫離于具體硬件設(shè)備接口的通訊服務(wù)平臺(tái),，該系統(tǒng)擁有高性能的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（原型為Unix下標(biāo)準(zhǔn)C開發(fā)），具有多種通訊采集和轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)約庫,?？梢詫?shí)現(xiàn)采集多個(gè)不同子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)集中匯總,、分類和預(yù)處理,，可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)中異種協(xié)議的轉(zhuǎn)換和系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)過程，異種協(xié)議容易接入并可轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議（如OPC方式）與其它系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),。

　　力控pFeildComm支持對(duì)多個(gè)上級(jí)調(diào)度等平臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)與上傳,?？勺鳛榉植际綌?shù)據(jù)采集裝置,、工業(yè)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)、電力通訊服務(wù)器或通訊前置機(jī)等使用,，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了多個(gè)互聯(lián)子系統(tǒng)之間的物理級(jí)安全隔離,，同時(shí)結(jié)合了軟件和網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、遠(yuǎn)程組態(tài)技術(shù),，使得系統(tǒng)更加穩(wěn)定,、易于使用和維護(hù)。

　　5.2.  力控pFieldComm產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

　　力控pFieldComm系統(tǒng)是由嵌入式網(wǎng)關(guān)服務(wù)器（以下簡(jiǎn)稱網(wǎng)關(guān)）和應(yīng)用軟件包兩部分組成,，嵌入式網(wǎng)關(guān)服務(wù)器自動(dòng)完成數(shù)據(jù)的采集與轉(zhuǎn)發(fā),，pFieldComm的應(yīng)用軟件包按照可以項(xiàng)目要求進(jìn)行組態(tài)，來選擇和配置相關(guān)采集與轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備的通訊協(xié)議,、物理地址,、通道地址、參數(shù)名稱等,，完成系統(tǒng)應(yīng)用,，所有數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)發(fā)均支持?jǐn)?shù)據(jù)的讀,、寫雙向訪問,根據(jù)安全需要可以設(shè)置成只讀方式,，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全，系統(tǒng)說明如下：

　　1) 網(wǎng)關(guān)

　　網(wǎng)關(guān)由嵌入式硬件平臺(tái),、嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式運(yùn)行系統(tǒng)三部分組成,。

　　嵌入式硬件平臺(tái)：采用的是集成了以太網(wǎng)、多串口功能的硬件平臺(tái),，由于具備低功耗,、無風(fēng)扇、使用電子盤等特點(diǎn)，因此可以投運(yùn)在惡劣的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境,。

　　嵌入式操作系統(tǒng)：采用主流的嵌入式系統(tǒng),，并針對(duì)硬件平臺(tái)進(jìn)行了裁剪和優(yōu)化。

　　嵌入式運(yùn)行系統(tǒng)包括：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫,、數(shù)據(jù)采集,、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、事件記錄等子系統(tǒng),。嵌入式運(yùn)行系統(tǒng)占用的磁盤空間很小,，運(yùn)行系統(tǒng)運(yùn)行在網(wǎng)關(guān)設(shè)備內(nèi)，出廠時(shí)由廠家工程人員自動(dòng)配置好,。

　　2) 應(yīng)用開發(fā)軟件組成

　　軟件由開發(fā)系統(tǒng),、運(yùn)行系統(tǒng)、協(xié)議開發(fā)工具包（SDK）等構(gòu)成,， 開發(fā)維護(hù)軟件運(yùn)行在PC上,，通過PC可以對(duì)通訊網(wǎng)關(guān)的運(yùn)行軟件進(jìn)行上傳、下載,、遠(yuǎn)程啟動(dòng),、報(bào)文監(jiān)測(cè)等功能。完成遠(yuǎn)程診斷與維護(hù),，

　　3) 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理

　　pFieldComm系統(tǒng)適用于處理不斷更新的快速變化的數(shù)據(jù)及事件處理,，能夠以各種方式對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行各種操作，包括：數(shù)據(jù)運(yùn)算處理,、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ),、統(tǒng)計(jì)處理、報(bào)警處理,、服務(wù)請(qǐng)求等,。

　　pFieldComm系統(tǒng)利用實(shí)時(shí)技術(shù)為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫提供時(shí)間驅(qū)動(dòng)調(diào)度和資源分配算法，針對(duì)不同的應(yīng)用需求和特點(diǎn),，它采用L樹索引技術(shù),、專用的內(nèi)存分配和管理方法、數(shù)據(jù)字典和結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì),，并采用了多線程和并行處理方式等技術(shù),。

　　4) 物理級(jí)安全隔離

　　隔離措施：

　　•物理隔離：將以太網(wǎng)輸入/輸出轉(zhuǎn)化為485/232總線型輸出/輸入，將以太網(wǎng)進(jìn)行物理級(jí)安全隔離,。

　　•安全通道隔離,。即通過專用通信硬件和私有不可路由協(xié)議等安全機(jī)制來實(shí)現(xiàn)內(nèi)外部網(wǎng)絡(luò)的隔離和數(shù)據(jù)交換，有效地把內(nèi)外部網(wǎng)絡(luò)隔離開來,，而且高效地實(shí)現(xiàn)了內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)的安全交換,。

　　5) 通訊性能特點(diǎn)：

　　支持串口,、以太網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)總線,、電話撥號(hào),、電臺(tái)、GSM/GPRS/CDMA等多種通訊方式,；

　　提供端到端的“協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)”方案,，靈活可擴(kuò)展訊口多達(dá)32個(gè)；

　　支持?jǐn)?shù)據(jù)包進(jìn)行加密處理,，可以將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為規(guī)范化文本格式（XML格式）的數(shù)據(jù)包,；

　　支持“ 多” 轉(zhuǎn)“ 多” 的協(xié)議轉(zhuǎn)換模式，方便不同上級(jí)系統(tǒng)共享相同數(shù)據(jù),；

　　支持根據(jù)數(shù)據(jù)中心命令采集和主動(dòng)定時(shí)采集等數(shù)據(jù)采集模式,，定時(shí)采集周期可靈活配置；

　　支持設(shè)備診斷,，通訊中斷的時(shí)候可以本地存儲(chǔ),，同時(shí)數(shù)據(jù)可以進(jìn)行斷點(diǎn)續(xù)傳；

　　數(shù)據(jù)采集器對(duì)數(shù)據(jù)中心（服務(wù)器）數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳時(shí)支持國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：OPCServer,、ODBC/JDBC,、MODBUS/TCP,、 DNP傳送規(guī)范,，支持OPC、DDE,、ODBC等通訊方式的數(shù)據(jù)互相轉(zhuǎn)換,；

　　可以提供基于C/C++接口的數(shù)據(jù)采集程序開發(fā)包，可供用戶獨(dú)立增加,、下載新的驅(qū)動(dòng)程序,；

　　對(duì)于不便公開的保密協(xié)議，用戶可利用驅(qū)動(dòng)開發(fā)包自行開發(fā)采集設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序,。

　　5.3 力控pFieldComm系統(tǒng)特點(diǎn)

　　1）多對(duì)多的協(xié)議轉(zhuǎn)換：?jiǎn)闻_(tái)通訊服務(wù)期支持最多16個(gè)串口,，6個(gè)以太網(wǎng)口。所有的端口均可自由指定接收或轉(zhuǎn)發(fā)的協(xié)議類型,。協(xié)議庫種類達(dá)到上千種,，包括國(guó)內(nèi)外主流PLC、DCS,、智能儀表,、智能模塊、IEC60870系列電力規(guī)約等,；

　　2）完全工業(yè)級(jí)的產(chǎn)品：系統(tǒng)搭載串口均支持RS422/485/232跳線轉(zhuǎn)換,，支持RS485自動(dòng)數(shù)據(jù)流控制,，端口加載3000V隔離裝置；采用千兆以太網(wǎng),；所有端口工作狀態(tài)均有前面板指示燈供觀察,；所有芯片部件均采用高可靠元件；通過CE,、EMC,、FCC認(rèn)證；

　　3）安全隔離：當(dāng)數(shù)據(jù)采集接口網(wǎng)關(guān)為上位軟件提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)時(shí),，它一般位于自動(dòng)化控制系統(tǒng)和上位軟件服務(wù)器之間,，由于pFieldComm采用了多網(wǎng)段隔離和單項(xiàng)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，可達(dá)到自動(dòng)化控制系統(tǒng)和上位軟件服務(wù)器之間的安全隔離目的,；

　　4）實(shí)時(shí)穩(wěn)定：采用嵌入式低功耗設(shè)計(jì),，工業(yè)級(jí)DOM存儲(chǔ)介質(zhì)，導(dǎo)熱管散熱工藝,，整機(jī)無任何機(jī)械部件,；采用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，搭載大容量工業(yè)級(jí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫,，具有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性,；

　　5）實(shí)用性強(qiáng)：pFieldComm不但支持通用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，還可以支持多種協(xié)議的變種,。例如,，電力的國(guó)標(biāo)或國(guó)際規(guī)約通常各廠家的實(shí)現(xiàn)都不盡相同，pFieldComm已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)國(guó)內(nèi)主流廠家的兼容,；同時(shí)提供定制功能,，對(duì)非標(biāo)協(xié)議或協(xié)議中的非標(biāo)部分均可進(jìn)行定制；

　　6）開發(fā)維護(hù)簡(jiǎn)便：可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程組態(tài),，遠(yuǎn)程上傳,、下載；不需要編寫代碼,；

　　7）多級(jí)冗余設(shè)計(jì),，支持網(wǎng)關(guān)之間的冗余和多臺(tái)網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)的擴(kuò)展功能；

　　8）多種數(shù)據(jù)集成接口：除了轉(zhuǎn)換成多種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約外,，pFieldComm同時(shí)提供對(duì)多種軟件的內(nèi)部接口,，可實(shí)現(xiàn)上位機(jī)輕松組態(tài)，例如iFix,、ForceControl,、Intouch、PI,、Infoplus,、PHD等,。在上述軟件中，均可通過其自身的底層接口對(duì)pFieldComm進(jìn)行組態(tài)和通訊,；

　　5,、4  pFieldComm軟件配置與管理

　　5.4.1pFieldComm的軟件簡(jiǎn)介

　　pFieldComm的軟件系統(tǒng)分為開發(fā)系統(tǒng)和嵌入式運(yùn)行系統(tǒng)，pFieldComm開發(fā)系統(tǒng)是一個(gè)集成的開發(fā)環(huán)境,，可以創(chuàng)建I/O設(shè)備,、轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備、數(shù)據(jù)庫,、SOD,，配置各種系統(tǒng)參數(shù)，工程組態(tài)的工作可完全在開發(fā)系統(tǒng)環(huán)境內(nèi)完成,。嵌入式運(yùn)行系統(tǒng)對(duì)開發(fā)系統(tǒng)創(chuàng)建的工程進(jìn)行解釋執(zhí)行,，完成數(shù)據(jù)采集、協(xié)議轉(zhuǎn)換,、實(shí)時(shí)通信等過程,。 嵌入式運(yùn)行系統(tǒng)安裝運(yùn)行在網(wǎng)關(guān)內(nèi)。當(dāng)用開發(fā)系統(tǒng)完成工程組態(tài)后,，需要將工程文件下載到網(wǎng)關(guān)里,，再由嵌入式運(yùn)行系統(tǒng)解釋運(yùn)行。

5.4.2  pFieldComm的開發(fā)系統(tǒng)

　　pFieldComm開發(fā)系統(tǒng)主要由工程管理器和開發(fā)工具Admin組成,，工程管理器完成對(duì)多個(gè)工程數(shù)據(jù)的管理,，開發(fā)工具Admin完成創(chuàng)建I/O設(shè)備、轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備,、數(shù)據(jù)庫,、SOD，配置各種系統(tǒng)參數(shù),。Admin提供FTP功能，可以對(duì)網(wǎng)關(guān)硬件平臺(tái)完成工程文件的上傳,、下載,，同時(shí)可通過以太網(wǎng)對(duì)網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程啟停、在線報(bào)文查看等功能,。開發(fā)系統(tǒng)是一個(gè)單獨(dú)的軟件包,，一般安裝在工程師站上，用于完成對(duì)網(wǎng)關(guān)的全部組態(tài)功能,。開發(fā)系統(tǒng)主要包括：工程管理器,、開發(fā)工具Admin，分別用于應(yīng)用工程的管理,、工程組態(tài),。

　　5.4.3  pFieldComm的運(yùn)行系統(tǒng)

　　pFieldComm通信服務(wù)器平臺(tái)軟件的運(yùn)行系統(tǒng)主要由AngelServer ,，I/O驅(qū)動(dòng)程序、轉(zhuǎn)發(fā)器程序,、NetOPCServer等幾部分組成：

　　AngelServer,，進(jìn)程調(diào)度機(jī)。負(fù)責(zé)管理和守護(hù)pFieldComm的所有進(jìn)程,，擁有完善的看門狗機(jī)制,，同時(shí)與pFieldComm的硬件看門狗緊密配合；

　　IOServer,，通訊調(diào)度機(jī),。負(fù)責(zé)通過不同的通訊鏈路與不同廠家的設(shè)備建立通訊，自身擁有一套完整的通訊調(diào)度,，故障排查,，故障恢復(fù)，負(fù)載均衡機(jī)制,，I/O驅(qū)動(dòng)程序是一個(gè)單獨(dú)的軟件包,，包含了pFieldComm所支持的設(shè)備接口的配置文件。

　　DBServer,，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫,。這是pFieldComm在通信服務(wù)器領(lǐng)域的一大突破。傳統(tǒng)的通信服務(wù)器,，由于不具備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫平臺(tái),，通常只能用于較小范圍的應(yīng)用。而搭載實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的pFieldComm,，目前的最大支持?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)已達(dá)到12.6萬點(diǎn),；

　　NetServer，網(wǎng)絡(luò)通訊調(diào)度機(jī),。用于構(gòu)建通信服務(wù)器之間,，或通信服務(wù)器與上級(jí)調(diào)度之間的網(wǎng)絡(luò)通訊服務(wù)。該服務(wù)同時(shí)用于建立多級(jí)冗余機(jī)制,；

　　DataServer,，數(shù)據(jù)服務(wù)器。用于以多種方式向第三方系統(tǒng),，例如上級(jí)調(diào)度提供數(shù)據(jù),。支持多種鏈路和通訊規(guī)約。例如Modbus RTU,，Modbus TCP,，IEC60870-5-101，IEC60870-5-104等,。轉(zhuǎn)發(fā)器程序是一個(gè)單獨(dú)的軟件包,，包含了轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議接口的配置文件,。

　　NetOPCServer：是一個(gè)單獨(dú)的軟件包，它為使用pFieldComm產(chǎn)品的用戶提供了標(biāo)準(zhǔn)OPC訪問接口（DA2.0）,。NetOPCServer可以安裝在具有OPC Client接口的SCADA工作站,、通信前置機(jī)或其它運(yùn)行HMI系統(tǒng)的工作站上，通過OPC方式實(shí)現(xiàn)工作站與pFieldComm通信服務(wù)器的數(shù)據(jù)通信,。

　　配置與維護(hù)模塊,。pFieldComm支持本地/遠(yuǎn)程配置方式，上述所有部件功能均通過該模塊進(jìn)行配置,。配置與維護(hù)模塊可以安裝在任意一臺(tái)計(jì)算機(jī)上,，通過網(wǎng)絡(luò)和用戶授權(quán)認(rèn)證登入。

　　5.5  力控pFieldComm的應(yīng)用

　　在本方案中主要用到的采集控制系統(tǒng)包括：

　　Modicon Quatumm PLC系統(tǒng)Siemens S7-200,、Siemens S7-300,、SiemensS7-400、GE VersaMax PLC系統(tǒng),、GE 90-30 PLC系統(tǒng)GE 90-70 PLC系統(tǒng),、AB PLC5、AB ControlLogix5000系統(tǒng),、okogawa的CS1000,、CS3000系統(tǒng)、 ABB AC800M DCS系統(tǒng)等,。產(chǎn)品涉及廠家多,，設(shè)備種類繁多、協(xié)議多樣化,。

　　引入力控pFieldComm通訊網(wǎng)關(guān)解決方案,，有效隔離能源系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)，徹底解決聯(lián)網(wǎng)安全問題:

　　1),、采用力控pFieldComm IOServer組件,，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)已有控制系統(tǒng)，如S7-300,、GE 90-70,、GE 90-30以及GEVersaMax進(jìn)行通訊；

　　2）,、采用力控pFieldComm NetServer組件，實(shí)現(xiàn)EMS系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)已有AB Controllogix5000系統(tǒng)進(jìn)行通訊,；

　　3）,、采用力控pFieldComm IOServer組件，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)TSX Quantum PLC,、Siemens S7-400,、ABB AC800M以及Siemens S7-200進(jìn)行通訊,；

　　4）、采用力控pFieldComm NetServer組件,，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)AB PLC5以及Yokogawa CS 1000和CS 3000 DCS系統(tǒng)進(jìn)行通訊,。

　　5）、采用先進(jìn)的通訊協(xié)議DNP3.0,、IEC104,、IEC102（電度量通訊協(xié)議）。煤氣系統(tǒng)和水系統(tǒng)采用DNP3.0,，電力系統(tǒng)采用IEC104,，IEC102協(xié)議。

　　6.總結(jié)

　　該鋼廠能源管理系統(tǒng)（EMS）通過力控pFieldComm將設(shè)備種類繁多,、協(xié)議多樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合實(shí)現(xiàn)了能源系統(tǒng)分散的數(shù)據(jù)采集和控制,、集中的管理調(diào)度和能源供需平衡以及能源預(yù)測(cè)，為在生產(chǎn)全過程中較好地實(shí)現(xiàn)節(jié)能,、降耗和環(huán)保的目標(biāo)創(chuàng)造條件,。即對(duì)生產(chǎn)能源數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、加工,、分析,，處理以實(shí)現(xiàn)對(duì)能源設(shè)備、能源實(shí)績(jī),、能源計(jì)劃,、能源平衡、能源預(yù)測(cè)等全方位的監(jiān)控和管理功能,，達(dá)到企業(yè)節(jié)能增效的目的,。