水泥企業能源量計量系統的製作方法
2023-04-29 21:26:16 1
專利名稱：水泥企業能源量計量系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種計算機應用技術領域的系統，具體地說，涉及的是一種水泥企業能源量計量系統，尤其適用於中小型水泥企業的能源量計量等。
背景技術：
建立企業信息化系統是企業實現現代化管理、增效節能的手段之一，同時，也促進信息技術的發展，提高其在經濟和社會等領域的應用水平。目前，多數中小水泥企業用電量計量與結算，往往採取月底由現場值班人員依次抄錄各個電能表的顯示值，製作相應的用電量匯總表，再由手工完成月統計報表等。該操作方式存在諸多不足，包括(1)讀表時，因視覺誤差等人為因素往往會造成讀取數據不準確；(2)因時鐘差異造成分時電能表時間不統一，人工抄表無法保證同時完成，勢必引起統計誤差；(3)大量用電量數據由人工錄入計算機進行處理，工作量巨大，也會因人為的原因造成數據出錯，增加了統計的難度、結果出錯；(4)具備年產50萬噸以上生產規模的水泥企業往往有上百個能源量計量點，現場抄寫計量數據消耗大量人力，又不能滿足計量數據準確和實時性要求；(5)不能生成日報表，也缺乏設備運行狀態實時監測、報警及事件處理、耗電量實時檢測與顯示、歷史數據查詢等功能。
針對常規人工統計存在的缺陷，先後提出了基於計算機網絡的各種電能計量及管理系統，計量方式大都限於對電量進行結算和管理。
經對現有技術的文獻檢索發現，中國發明專利(申請號CN200410010289.1)提出了一種基於GSM通訊技術的電能計量預付費及多費率管理系統，適用於電能量的計量和管理，但是，不具備設備狀態監測，報警和事件處理，以及實時檢測與顯示等功能，無法滿足設備多、計量節點多的水泥企業能源量計量的要求。同時，水泥企業關心的還有企業主要生產設備的運行狀態，如，起、停等工況，以及設備的日耗電量等信息。顯然，現有能源量計量手段無法滿足水泥企業能源量實時計量的要求，以及準確、及時掌握生產現場設備運行狀態等需要。
發明內容
本發明的目的在於針對水泥企業目前能源量計量方法存在的不足，提出一種適用於中小型水泥企業的能源量計量系統，具有能源量在線計量和設備運行工況在線監測等功能，能夠滿足設備多、計量節點多的水泥企業能源量計量的要求。
本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括數據採集部分、數據傳輸部分和數據處理部分。所述的數據採集部分，採集主要生產設備的用電參數，並通過將這些數據進行模數轉換，再以模塊量程百分比的形式輸出所述的數據傳輸部分，將數據採集部分輸出的數據傳輸到上位機數據處理部分進行數據處理；所述的數據處理部分，實時顯示各個生產設備的用電參數，採用整點方式存儲數據，生成報表，並根據用戶需要將設備運行狀態信息和重要數據通過網絡發送到伺服器，伺服器保存這些信息，供用戶通過網絡遠程瀏覽和監測設備用電參數和設備運行狀態。
所述的數據採集部分，由採集模塊採集(4kHz採樣頻率)水泥磨、生料磨和立窯、旋窯風機等主要生產設備的電壓、電流、功率、功率因數、電量等數據，通過將這些數據進行模數轉換，再以模塊量程百分比的形式輸出。數據採集的數據分別涉及水泥磨、生料磨和立窯、旋窯風機。
所述的數據傳輸部分，基於RS-485總線和EDA232/485轉換器，數據採集部分輸出的數據經RS-485總線和EDA485/232轉換器，傳輸到上位機進行數據處理。
所述的數據處理部分，實時顯示水泥磨等生產設備的用電參數，按照整點方式存儲數據，生成日報表、月報表和年報表，並根據用戶需要將設備運行狀態信息和重要數據通過網絡發送到伺服器。伺服器保存這些信息，供用戶通過網絡(網際網路、乙太網)瀏覽和監測設備用電參數和設備運行狀態等。其中，數據處理選用組態軟體為設計平臺，實現實時數據顯示、歷史數據查詢、報表處理(日報表、月報表、年報表)、報警與事件操作、安全管理，以及數據導出等六項功能，能夠實時顯示每一臺設備的用電參數和報警與事件操作信息等。
本發明水泥企業能源量計量系統通過實時採集和處理現場數據，實時顯示水泥企業主要生產設備用電參數，生成日報表、月報表和年報表，監測設備狀態等；同時，有利於水泥企業能源的平衡調配和生產指揮調度，實現增效節能並提高水泥企業現代化生產經營水平。
本發明能夠滿足中小型水泥企業能源量計量要求，具有實時、可靠、易擴展、結構簡單、易於實現、運行和維護成本低等特點，有助於提高企業生產效率、增效節能，並增強企業的市場競爭力。
圖1本發明硬體系統示意2本發明系統功能示意圖具體實施方式
如圖1所示，本發明由數據採集、數據傳輸和數據處理三個部分組成。其中，所述的數據採集部分，採集主要生產設備的用電參數，並通過將這些數據進行模數轉換，再以模塊量程百分比的形式輸出；所述的數據傳輸部分，將數據採集部分輸出的數據傳輸到上位機數據處理部分進行數據處理；所述的數據處理部分，實時顯示各個生產設備的用電參數，採用整點方式存儲數據，生成報表，並根據用戶需要將設備運行狀態信息和數據通過網絡發送到伺服器，伺服器保存這些信息，供用戶通過網絡遠程瀏覽和監測設備用電參數和設備運行狀態。
所述的數據採集部分，由採集模塊採集(4kHz採樣頻率)水泥磨、生料磨和立窯、旋窯風機等主要生產設備的電壓、電流、功率、功率因數、電量等參數，將這些參數進行模數轉換，再以模塊量程百分比的形式經模塊的485埠輸出。其中，採集模塊可以採用山東立創科技有限公司2003年生產的EDA9033A智能採集模塊。
所述的數據傳輸部分，由RS-485總線和EDA485/232轉換器組成。RS-485總線將數據採集部分輸出的數據傳輸到EDA485/232轉換器，經EDA485/232轉換器將數據傳送到上位機的RS-232串行接口。
如圖2所示，所述的數據處理部分，通過對由計算機的RS-232串行接口讀取的數據進行分析和處理，實時顯示水泥磨、生料磨和立窯、旋窯風機的用電參數，按照整點方式存儲數據，生成日報表、月報表和年報表，並根據用戶需要將設備運行狀態信息和重要數據通過網絡發送到伺服器保存，供用戶通過網際網路、乙太網瀏覽和監測設備用電參數和設備運行狀態。數據處理選用組態軟體設計平臺，具有實時數據顯示，歷史數據查詢，日報表、月報表、年報表處理，報警與事件操作，安全管理，以及數據導出功能，並能夠實時顯示每一臺設備的用電參數、報警與事件操作信息。通過將設備用電量和設備狀態等信息導出到外部資料庫，還能夠供用戶進行遠程瀏覽和監測。
所述的數據處理部分可以採用北京亞控公司2003年組態王King View6.5來實現。其中(1)實時數據顯示分別採用實時數據和實時數據曲線兩種顯示方式；(2)歷史數據查詢按曲線查詢，也可以根據報表函數等命令語言編制的程序來查詢；(3)報表處理通過組態王提供的一種類似C語言的程序，即命令語言來實現。報表的生成利用了組態王命令語言中事件命令，即當事件發生時，自動執行程序一次，並據此保證數據的唯一性，同時，還利用組態王報表生成函數對由現場設備採集的數據進行整點記錄，生成日報表、月報表、年報表，並以報表格式保存在指定目錄；(4)報警與事件操作利用組態王報警功能，記錄用戶登陸、退出、設備運行出現異常或恢復等事件和報警等信息，並保存到指定文件，可供查詢相應的報警事件等；(5)安全管理系統應用系統的安全不容忽視，尤其針對多種類型用戶的複雜系統，要求採取授權等安全性措施。如，利用組態王提供的基於用戶的安全管理系統，通過在開發系統中對工程進行加密，且在運行系統中要求訪問者的優先級比被訪問對象的優先級高，訪問者的操作安全區限定在被訪問對象的安全區內等技術措施；(6)檢測周期通過編程實時監測現場設備運行狀態，檢測周期選為5s；(7)數據導出通過組態王SQL訪問管理器，導出數據時，首先要連接資料庫，在SQL訪問管理器中創建記錄體，然後再在數據源中創建資料庫、在資料庫中創建表格，要求欄位和記錄體中的欄位屬性與記錄體中關聯變量的屬性一致，這樣在組態王運行時就可以把同一記錄體中變量的數據記錄到外部資料庫SQLServer中，進行數據備份以確保數據安全；同時，作為B/S系統的技術數據，使得藉助網際網路可以進行遠程瀏覽。
權利要求
1.一種水泥企業能源量計量系統，包括數據採集部分、數據傳輸部分和數據處理部分，其特徵在於，所述的數據採集部分，採集主要生產設備的用電參數，並通過將這些數據進行模數轉換，再以模塊量程百分比的形式輸出；所述的數據傳輸部分，將數據採集部分輸出的數據傳輸到上位機數據處理部分進行數據處理；所述的數據處理部分，實時顯示各個生產設備的用電參數，採用整點方式存儲數據，生成報表，並根據用戶需要將設備運行狀態信息和重要數據通過網絡發送到伺服器，伺服器保存這些信息，供用戶通過網絡遠程瀏覽和監測設備用電參數和設備運行狀態。
2.根據權利要求1所述的水泥企業能源量計量系統，其特徵是所述的數據採集部分，由採集模塊選用4kHz採樣頻率採集水泥磨、生料磨和立窯、旋窯風機的電壓、電流、功率、功率因數、電量參數，經模數轉換後再以採集模塊量程百分比的形式輸出。
3.根據權利要求1所述的水泥企業能源量計量系統，其特徵是所述的數據傳輸部分，基於RS-485總線和EDA232/485轉換器，通過將數據採集部分輸出的數據經RS-485總線、EDA232/485轉換器和上位機的RS-232串行口，傳輸到上位機進行處理。
4.根據權利要求1所述的水泥企業能源量計量系統，其特徵是所述的數據處理部分，通過對由計算機的RS-232串行接口讀取的數據進行分析和處理，實時顯示水泥磨、生料磨和立窯、旋窯風機的用電參數，按照整點方式存儲數據，生成日報表、月報表和年報表，並根據用戶需要將設備運行狀態信息和重要數據通過網絡發送到伺服器保存，供用戶通過網際網路、乙太網瀏覽和監測設備用電參數和設備運行狀態，其中，數據處理選用組態軟體設計平臺，具有實時數據顯示，歷史數據查詢，日報表、月報表、年報表處理，報警與事件操作，安全管理，以及數據導出功能，並能夠實時顯示每一臺設備的用電參數、報警與事件操作信息。
5.根據權利要求1或者4所述的水泥企業能源量計量系統，其特徵是所述的數據處理部分，其實時數據顯示分別採用實時數據和實時數據曲線兩種顯示方式，歷史數據查詢，採用按曲線方式，或者根據命令語言編製程序的方式來查詢。
6.根據權利要求1或者4所述的水泥企業能源量計量系統，其特徵是所述的數據處理部分，其報表處理通過組態軟體提供的一種類似C語言的程序，即命令語言來實現，報表的生成利用了組態軟體命令語言中事件命令，即當事件發生時，自動執行程序一次，並據此保證數據的唯一性，同時，還利用組態軟體報表生成函數對由現場設備採集的數據進行整點記錄，生成日報表、月報表和年報表，並以報表格式保存在指定目錄。
7.根據權利要求1或者4所述的水泥企業能源量計量系統，其特徵是所述的數據處理部分，其報警與事件操作是利用組態軟體報警功能是實現的，記錄用戶登陸、退出、設備運行出現異常或恢復事件和報警信息，並保存到指定文件，供查詢相應的報警事件。
8.根據權利要求1或者4所述的水泥企業能源量計量系統，其特徵是所述的數據處理部分，其數據導出是通過組態軟體SQL訪問管理器完成，導出數據時，首先要連接資料庫，在SQL訪問管理器中創建記錄體，然後再在數據源中創建資料庫、在資料庫中創建表格，且要求欄位與記錄體中的欄位屬性和記錄體中關聯變量的屬性一致，這樣在組態軟體運行時就會把同一記錄體中的變量的數據記錄到外部資料庫SQL Server中，備份重要數據，確保數據安全，同時，作為B/S系統的技術數據，藉助網際網路就能夠進行遠程瀏覽。
全文摘要
一種計算機應用技術領域的水泥企業能源量計量系統，包括數據採集部分、數據傳輸部分和數據處理部分，所述的數據採集部分，採集主要生產設備的用電參數，並通過將這些數據進行模數轉換，再以模塊量程百分比的形式輸出；所述的數據傳輸部分，將數據採集部分輸出的數據傳輸到上位機數據處理部分進行數據處理；所述的數據處理部分，實時顯示各個生產設備的用電參數，採用整點方式存儲數據，生成報表，並根據用戶需要將設備運行狀態信息和重要數據通過網絡發送到伺服器，伺服器保存這些信息，供用戶通過網絡遠程瀏覽和監測設備用電參數和設備運行狀態。本發明具有實時、可靠、易擴展、結構簡單、易於實現、運行和維護成本低等特點。
文檔編號G05B19/048GK1838006SQ20061002565
公開日2006年9月27日 申請日期2006年4月13日 優先權日2006年4月13日
發明者王志新, 王文華, 謝星岸 申請人:上海交通大學