冶金企業能源管理系統的製作方法

2023-12-11 13:40:47

專利名稱：冶金企業能源管理系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種冶金企業能源管理系統，尤其涉及一種包含有GIS 子系統的冶金企業能源管理系統。
技術背景對於冶金企業fl 言，能源消耗的居高不下和環境質量的不如人意，是 長期困擾企業的難題，尤其是大中型企業，電力、水、副產煤氣、蒸汽、 氧、氮、氬等能源介質輸配管網遍布全廠，線路長，輸配要求高，因此確 保連續、安全和經濟的能源供應是企業能源系統的重要而繁重的任務。同 時，鋼鐵企業作為汙染排放大戶，能源的合理使用與平衡調配，對環境保 護也起著至關重要的作用。在現有的能源管理系統中， 一般都是採用文本結合簡單圖形的方式對 能源介質進行査詢或顯示的，這種顯示不夠直觀便捷，更難以和實際位置 相對應。因而採用自動化和信息化技術作為平臺，綜合新技術、新工藝、配套 技術和管理措施，減少能源消耗，形成安全、穩定、經濟和高效的能源供 給系統，對於降低生產成本，改善環境質量，提高產品的市場競爭力具有 極為重要的意義。發明內容本發明要解決的技術問題是提供一種冶金企業能源管理系統，可使冶金企業中各種能源介質的輸配管網的地理信息與所述能源管理系統實現無 縫結合，並且可對所述能源管理系統中的各種能源數據進行全面而準確的 分析，提高能源系統運行的安全性、可靠性和穩定性，提高對能源管理的 效率。為解決上述技術問題，本發明提供一種冶金企業能源管理系統，包含GIS子系統，ff述GIS子系統為瀏覽器-伺服器的三層結構形式，連接於所述 能源管理系統的中央網絡上；所述瀏覽器-伺服器的三層結構指瀏覽器端的 用戶界面層，及伺服器端的業務規則層和數據層；其中，所述用戶界面層 由多個用戶終端實現，主要用於向終端用戶展示各種業務數據，接收各種 業務操作，向業務規則層發出進行業務處理的請求；所述業務規則層通過 WEB應用伺服器和GIS伺服器實現，該層用於接收所述用戶界面層的輸入， 根據實際的業務邏輯訪問數據層的數據，並返回結果給所述用戶界面層進 行展現；所述數據層通過資料庫伺服器實現，用於存儲和管理能源管理系 統中的各種動態數據。本發明由於採用了上述技術方案，具有這樣的有益效果，即通過在冶 金企業的能源管理系統中加入GIS子系統，為終端用戶(即管理人員)提供 了強大的能源介質及能源介質輸配管網的地圖服務功能，使得可以通過空 間地理數據與各種能源數據的有效結合,將信息通過更直觀、可視的方法表 達出來；通過本發明所述GIS子系統終端用戶能夠在用戶終端上通過査看能 源介質的流程圖實現對各種能源介質在各工序的消耗量和回收量的査詢； 並可通過查看能源系統中系統管網圖實現對所述系統管網圖中的各個手動 設備的操作，並對操作進行記錄、提供操作査詢。由此，實現了各種能源介質的輸配管網的地理信息與能源管理系統的無縫結合，使得運行管理人 員能夠及時並準確地掌握能源管理系統中的各種信息(如能介系統的平衡 情況、各個動力管網設備的當前狀態及最近的操作情況等)，為生產決策提 供了支持，並且可加快指揮操作人員對系統故障的分析和處理，提高能源 系統運行安全性、可靠性和穩定性具有良好的指導作用；而且通過該系統 對各種能源數據所做的全面而準確的分析還可幫助企業合理利用能源，減 少能源消耗，不斷提高能源的利用率，有效節約成本，提高企業的競爭力。 本發明所述的能源管理系統易於動態更新，為日後的優化調度奠定了良好 的基礎，從而大大提高了冶金企業中能源管理工作的效率和質量。


下面結合附圖與具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明 圖1為根據本發明包含GIS子系統的冶金企業能源管理系統的局部 結構圖；圖2為本發明所述冶金企業管理系統中GIS子系統的結構框圖。
具體實施方式
能源管理系統實現能源系統分散的數據採集和控制，集中的管理、調 度和能源供需平衡，以及生產所需能源的計劃和預測。在本發明中，所述 能源管理系統包含有GIS子系統，該子系統屬於離線管理系統，主要功能 是使得管理人員可根據能源管理系統的供需計劃、設備檢修計劃，向調度 人員發出能源介質系統運行方式調整的通知，其中的信息傳達和接收均通 過計算機聯網實現，調度人員可將實際運行變更情況記錄到該子系統中。如圖1和圖2所示，本發明所述GIS子系統採用瀏覽器-伺服器的三層結構形式，連接於整個能源管理系統的中央網絡上，可為終端用戶提供強大的地圖服務功能。該GIS子系統將業務處理的各個環節進行了分離，劃分為 用戶界面層、業務規則層和數據層。其中，所述瀏覽器端實現用戶界面層 的功能，該層是由多個用戶終端(如PC、筆記本電腦等)來實現的，主要 用於展示各種業務數據(如各種能源介質的消耗量和回收量、輸配管網中 各動力管網設備的當前運行狀態和操作情況等)，並接收各種業務操作，向 業務規則層發出進行業務處理的請求，該層不能直接訪問數據層，僅提供 處理、瀏覽和搡作的界面。所述伺服器端實現業務規則層和數據層的功能， 其中所述業務規則層通過WEB應用伺服器和GIS伺服器來實現，該層是整個 EMS (能源管理系統)的核心，用於接收所述用戶界面層的輸入，根據實際 的業務邏輯訪問數據層的數據，並返回結果給所述用戶界面層進行展現； 所述數據層通過資料庫伺服器實現，用於存儲和管理能源管理系統中的各 種動態數據。下面通過具體的實施例對GIS子系統的各層結構和原理做進一步詳細 的描述由於GIS應用數據量較大、處理複雜，需要在伺服器端同時實現很多 業務規則，這與一般的靜態HTML頁面發布或普通的資料庫查詢在實現上 有比較大的差別。因此本發明所述業務規則層採用活動伺服器方主頁 (ASP. Net)與應用伺服器相結合的方法來進行開發。將GIS伺服器實現 為一個可以提供進程外組件的程序，該程序提供組件的負載平衡和伺服器 方數據緩存。業務規則層是整個EMS能源管理系統的核心，它接收用戶界 面層的輸入，根據實際的業務邏輯訪問數據層的數據，並返回結果給用戶界面層展現。結合.NET技術，所述業務規則層為一組類，可以部署為COM+,可以提供高性能、高可靠服務和負載均衡的能力。該業務規則層主要由 WEB應用伺服器和GIS伺服器來實現。在所述業務規則層中，所述GIS伺服器可選擇如北京超圖公司推出的新一代Internet GIS開發平臺 SuperMap IS (超圖地理信息系統)來進行開發，基於所述SuperMap IS， 可以快速創建各種有關空間位置信息分析的Internet/Intranet應用系 統和網絡服務。由於在冶金企業中原有的EMS(能源管理系統)以Web服務 為主，因此GIS伺服器需要與Web服務間具有較強的交互能力，因此在所 述業務規則層中需要同時配置IIS組件(Internet Information Server, 網際網路信息服務，是一種Web(網頁)服務組件)和SuperMap IS地圖服務， 並由IIS代理瀏覽器端需要發往GIS伺服器的請求。在這種方式下，瀏覽 器端使用HTML將終端用戶需要發往GIS伺服器的請求通過WEB應用服務 器中的IIS來代理請求；而WEB應用伺服器則通過其中的ASP組件訪問 GIS伺服器；GIS伺服器包含多個地圖服務組件，承擔所有的對所述能流 圖和系統管網圖的地理位置信息的查詢和計算工作，然後再將取得的結果 構建成一個HTML文檔反饋給WEB應用伺服器；最後再由WEB應用伺服器 將HTML文檔傳給瀏覽器端各用戶終端的瀏覽器上。上述業務規則層的實 現方式能夠使得GIS伺服器很好地與EMS中原有的WEB應用伺服器系統相 結合，應用業務的記錄可以在地圖上定位，同時也可以在地圖上表示出來， 因而是功能強大的一種配置方案。而所述數據層是由資料庫伺服器來實現的，採用存儲過程(如Oracle 的存儲過程)作為訪問所述資料庫伺服器中的資料庫的主要手段，存儲過程提供了一種清晰的査詢封裝方式,在修改時無需修改對應的數據訪問代 碼，同時可以提高運行效率，並且更安全。該資料庫伺服器的資料庫中存 放有各種能源介質的原始數據、計算後的結果數據、能流圖和管網圖的地 理位置信息數據。如上所述，本發明所述GIS子系統由於在服務端上實現了軟體和數據 的集中管理，因此瀏覽器端的不需要安裝應用程式和數據，而只需要由瀏 覽器來實現用戶界面層的功能。由此，有效解決了在冶金企業中數據共享 差，決策者不能及時掌握相關信息的缺點。這樣，軟體開發人員不必把主 要精力放在軟體的維護上。同時，軟體功能的增加和版本的升級都變得簡 單，所有用戶可迅速共享。瀏覽器端結合ASP. Net技術，由ASP. NET Web窗體和代碼隱藏文件組成。 Web窗體只是用HTML提供用戶操作，而代碼隱藏文件實現各種控制項的事件處 理。所述瀏覽器端使用Supermap IS提供的ASP. Net開發的模板結構，採 用標準的HTML結合JavaScript腳本語言的方式進行開發。使用純HTML 具有的最大好處是實現了真正的跨平臺運行，不需要任何附加的軟體安 裝，所以應用起來非常方便，而且兼容性好，運行速度快。瀏覽器端和服 務器端採用XML作為信息交流的載體，在回傳瀏覽器端的XML中包含了很 多詳細信息，充分的利用這些信息可以使系統獲得拓展。對所述瀏覽器端進行開發的基本過程如下首先，聲明變量，這裡的變量包括需要與地圖引擎進行交互的變量， 以及本地變量。其次，定義一個XML文檔對象源(source),利用加載(load)該源 (source)的方法向所述地圖引擎提交參數。第三，當所述地圖引擎返回XML結構的參數以後，解析XML文檔，獲得返回的結果。第四，更新本地的變量，根據獲取的結果，利用JavaScript動態操作 網頁，顯示結果；同時根據用戶的操作，進行收集和更新相應的參數，提 交參數，獲取所要的結果顯示給瀏覽器端。在本發明中，所述瀏覽器端所對應用戶界面層將所獲取的結果主要通 過系統管網圖和各種能源介質的流程圖(簡稱能流圖)的方式向終端用戶 進行展示。其中，所述系統管網圖，用於對各種手動控制的主管網設備的 運行狀態進行記錄，所有信息進入系統資料庫。所述能流圖用於記錄各種 能源介質在各個工序的消耗量和回收量，以及各能源介質的綜合平衡狀況， 從而可為管理人員提供了解能介系統平衡的手段，為生產決策提供了有力 的支持。在所述能流圖上，數據顯示的時間粒度為天(當然，也可更小)，包括 最大值、最小值、平均值、累計值。所述能流介質包括煤氣、蒸汽、氧/ 氮/氬氣、電力等一共10餘種介質。以單線圖表示能流的流向，以方框表示 能源介質發生源或使用者，以箭頭表示能流的進出。對不同來源的數據將 區分顏色顯示。顯示的能流數據包括三部分數據下位採集系統上傳的計 量數據；從過程控制系統來的的數據；人工抄報的數據。可以査詢並顯示 能流數據某天的平均值、最大值、最小值和累計值。可以對能流圖進行放 大、縮小、漫遊、圖層選擇、列印等操作，並提供鷹眼縮略圖顯示。而通過所述系統管網圖，終端用戶可按權限實現對圖中各手動設備的 操作，並對操作進行記錄、提供操作査詢，幫助技術和調度人員了解系統 中各動力管網設備的當前狀態及最近的操作情況，並提供操作模擬。其中， 對所述系統管網圖中的各手動設備進行操作時，需提供任務單編號、操作員工號、操作狀態及相應操作時間；並且在違反設備之間的關聯操作時， 系統可自動給出提示信息。對所述系統管網圖中各手動設備的操作模擬可 為技術室相關人員提供對所述系統管網圖的操作模擬功能，該模擬操作不 發生實際作用，不記入資料庫系統，但能提示技術人員操作某閥門時的關 聯情況。下面，通過一個具體的例子來說明GIS子系統從瀏覽器端到伺服器端 的整個實現流程。假設在瀏覽器端畫面的介質選擇框中選擇天然氣，時間選擇某一天， 在天然氣的能流圖上査詢該介質在選擇時間段內的各個工序的消耗情況， 包括最大值、最小值、累計值、平均值等數據。首先，在瀏覽器端的Web頁面中使用JavaScript (Java腳本語言) 調用XMLHttpRequest (可擴展標記語言超文本傳輸協議請求)對象，傳 遞的參數包括査詢的日期信息、介質信息、地圖窗口信息等內容。同時， 在瀏覽器端創建XMLDOM (可擴展標記語言文檔對象模型)對象source (源)，利用source的load (裝載)方法提交參數，傳遞的參數包括地 圖應用的名稱、位置、大小等信息。WEB應用伺服器接收到來自瀏覽器端的XMLHttpReQnest請求後，接受 其中的參數，將日期、介質、地圖窗口等信息作為執行參數調用資料庫中的存儲過程，更新天然氣地圖後臺的原數據表中的能源消耗數據，其中所 述原數據表是存儲在資料庫伺服器上的。WEB應用伺服器通過IIS接收到來自瀏覽器端的XMLD0M請求後，接受 其中的參數，並通過ASP組件創建和GIS伺服器的連接，將地圖服務名稱、 地圖位置、地圖大小等信息向GIS伺服器提交並請求更新，GIS伺服器通 過地圖服務組件將上述信息計算更新完成後，將結果信息組織成XML結構 的參數返回至瀏覽器端。瀏覽器端更新本地變量，利用JavaScript動態操作頁面，顯示天然 氣地圖數據信息顯示給用戶。
權利要求
1. 一種冶金企業能源管理系統，其特徵在於，包含GIS子系統，所述GIS子系統為瀏覽器-伺服器的三層結構形式，連接於所述能源管理系統的中央網絡上；所述瀏覽器-伺服器的三層結構指瀏覽器端的用戶界面層，及伺服器端的業務規則層和數據層；其中，所述用戶界面層由多個用戶終端實現，主要用於向終端用戶展示各種業務數據，接收各種業務操作，向業務規則層發出進行業務處理的請求；所述業務規則層通過WEB應用伺服器和GIS伺服器實現，該層用於接收所述用戶界面層的輸入，根據實際的業務邏輯訪問數據層的數據，並返回結果給所述用戶界面層進行展現；所述數據層通過資料庫伺服器實現，用於存儲和管理能源管理系統中的各種動態數據。
2、 根據權利要求l所述的冶金企業能源管理系統，其特徵在於，所述 GIS伺服器採用超圖地理信息系統進行開發，包含多個地圖服務組件，在所 述GIS子系統中承擔所有對所述能流圖和系統管網圖的地理位置信息的查 詢、計算的工作。
3、 根據權利要求l所述的冶金企業能源管理系統，其特徵在於，所述 WEB應用伺服器包括網際網路信息服務組件和ASP組件，所述網際網路信息服務 組件用於代理瀏覽器端需要發往GIS伺服器的請求；而所述WEB伺服器則通 過所述ASP組件實現對GIS伺服器的訪問。
4、 根據權利要求l所述的冶金企業能源管理系統，其特徵在於，所述 數據層採用存儲過程作為訪問所述資料庫伺服器中資料庫的主要手段，其 中所述資料庫中存放有各種能源介質的原始數據、計算後的結果數據、能流圖和管網圖的地理位置信息數據。
5、 根據權利要求l所述的冶金企業能源管理系統，其特徵在於，所述 瀏覽器端由ASP.NET Web窗體和代碼隱藏文件組成；其中，所述Web窗體用HTML提供用戶操作，而所述代碼隱藏文件實現各種控制項的事件處理。
6、 根據權利要求5所述的冶金企業能源管理系統，其特徵在於，所述 瀏覽器端使用超圖地理信息系統提供的ASP. Net開發的模板結構，採用標準 的HTML結合JavaScript腳本語言的方式進行開發。
7、 根據權利要求l所述的冶金企業能源管理系統，其特徵在於，瀏覽 器端和所述伺服器端採用XML作為信息交流的載體。
8、 根據權利要求l、 5、 6、 7中的任一項所述的冶金企業能源管理系統， 其特徵在於，所述瀏覽器端將所獲取的結果主要通過系統管網圖和各種能 源介質的流程圖的方式向終端用戶進行展示。
9、 根據權利要求8所述的冶金企業能源管理系統，其特徵在於，所述 系統管網圖用於對各種手動控制的主管網設備的運行狀態進行記錄；通過 所述系統管網圖，終端用戶可按權限對所述系統管網圖中各手動設備進行 操作，並對操作進行記錄、提供操作査詢。
10、 根據權利要求8所述的冶金企業能源管理系統，其特徵在於，所述 各種能源介質的流程圖用於記錄各種能源介質在各個工序的消耗量和回收 量，以及各能源介質的綜合平衡狀況。
11、 根據權利要求10所述的冶金企業能源管理系統，其特徵在於，所述各種能源介質的流程圖中數據顯示的時間粒度為至少為天，所能顯示的 能流數據包括下位採集系統上傳的計量數據、從過程控制系統來的數據和人工抄報的數據。
12、根據權利要求8所述的冶金企業能源管理系統，其特徵在於，對所述瀏覽器端進行開發的基本過程如下首先，聲明變量，所述變量包括需要與地圖引擎進行交互的變量，以及本地變量；其次，定義一個XML文檔對象源，利用加載該源的方法向所述地圖引 擎提交參數；第三，當所述地圖引擎返回XML結構的參數以後，解析XML文檔，獲 得返回的結果；第四，更新本地的變量，根據獲取的結果，利用Java腳本語言動態操 作網頁，顯示結果；同時根據用戶的操作，進行收集和更新相應的參數， 提交參數，獲取所要的結果顯示給瀏覽器端。
全文摘要
本發明公開了一種冶金企業能源管理系統，可使冶金企業中各種能源介質的輸配管網的地理信息與所述能源管理系統實現無縫結合，並且可對所述能源管理系統中的各種能源數據進行全面而準確的分析，提高能源系統運行的安全性、可靠性和穩定性，提高對能源管理的效率。包含GIS子系統，所述GIS子系統為瀏覽器-伺服器的三層結構形式，連接於所述能源管理系統的中央網絡上；所述瀏覽器-伺服器的三層結構指瀏覽器端的用戶界面層，及伺服器端的業務規則層和數據層；其中，所述用戶界面層由多個用戶終端實現；所述業務規則層通過WEB應用伺服器和GIS伺服器實現；所述數據層通過資料庫伺服器實現。
文檔編號G06F9/44GK101256642SQ20071003778
公開日2008年9月3日 申請日期2007年3月2日 優先權日2007年3月2日
發明者李海剛, 荻 許, 研 趙 申請人:上海寶信軟體股份有限公司