摘 要：介紹了澳大利亞悉雅特公司CITECT SCADA系統(tǒng)和MOX RTU模塊在太鋼能源數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)中的應(yīng)用，具體說明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與配置、系統(tǒng)功能及特點、MOX RTU模塊的特點、現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集方案的確定等技術(shù)問題。 引言 隨著國際原油及鐵礦石價格的不斷攀升，鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)成本也隨之不斷提高，為保證企業(yè)利潤的不斷增長，各鋼鐵企業(yè)都開始加大環(huán)保及節(jié)能減排措施的推廣。為此迫切需要建立一個能提供及時、準(zhǔn)確、大量并可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的能源計量信息系統(tǒng)平臺，以此作為企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)人優(yōu)化生產(chǎn)工藝流程、降低企業(yè)生產(chǎn)成本的決策依據(jù)。我公司于2005年組織實施了太鋼能源數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)工程，經(jīng)過不斷地改造、更新和完善，目前該系統(tǒng)運行穩(wěn)定，經(jīng)濟效益顯著。 1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與配置 該系統(tǒng)設(shè)計為三層架構(gòu)：最下層為現(xiàn)場采集層，由MOX RTU模塊、觸摸式顯示屏、無紙記錄儀、現(xiàn)場變送器、帶RS485通訊接口的電表等采集單元組成；一級由一臺I/O服務(wù)器、一臺趨勢服務(wù)器和兩臺工程師操作終端組成；二級由兩臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和四臺結(jié)算終端組成。 系統(tǒng)配置： ⑴二級：數(shù)據(jù)庫服務(wù)器――雙Pentium XEON，3.2GHz/2G RAM/512K Cache/內(nèi)置式RAID磁盤陣列 73G×2/100M網(wǎng)卡/熱插拔冗余電源（機架式磁盤陣列柜＋73G×5）； 軟件：Windows2003 Server＋Oracle 10i 結(jié)算終端――Pentium XEON，3.4GHz/512M RAM/512K Cache/硬盤 73G×2/100M網(wǎng)卡/熱插拔冗余電源； 軟件：Windows2000 Professional＋結(jié)算系統(tǒng) ⑵一級：I/O服務(wù)器和趨勢服務(wù)器――Pentium XEON，3.2GHz/1G RAM/512K Cache/內(nèi)置式RAID磁盤陣列 73G×4/100M網(wǎng)卡/熱插拔冗余電源（機架式磁盤陣列柜＋73G×5）； 軟件：Windows2003 Server＋CT_5000（CITECT SCADA服務(wù)端）＋P2B_5000＋IDC_5000 工程師操作終端――Pentium XEON，3.4GHz/512M RAM/512K Cache/硬盤 73G×2/100M網(wǎng)卡/熱插拔冗余電源； 軟件：Windows2003 Server＋DC_5000（CITECT SCADA操作站） 2 系統(tǒng)功能及特點： ⑴系統(tǒng)功能： 一級：實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時采集，生成測量值的實時曲線及歷史趨勢曲線以便進行能源消耗的分析與統(tǒng)計，顯示各采集子站的現(xiàn)場數(shù)據(jù)及故障報警狀態(tài)，提供全公司范圍內(nèi)的能源計量管網(wǎng)的監(jiān)視與查詢功能，通過Plant2Business軟件向二級能源數(shù)據(jù)結(jié)算軟件提供及時、準(zhǔn)確、完整的原始數(shù)據(jù)，同時將實時數(shù)據(jù)通過主干網(wǎng)絡(luò)向各相關(guān)單位進行WEB發(fā)布。 二級：實現(xiàn)各種能源介質(zhì)的結(jié)算；通過原始數(shù)據(jù)進行能源供需平衡分析、管網(wǎng)線路的損耗分析、生產(chǎn)單位能源量的使用異常分析等；實現(xiàn)能源數(shù)據(jù)的匯總與統(tǒng)計，生成能源介質(zhì)的計量數(shù)據(jù)日報表、綜合日報表、月報表等，并通過公司主干網(wǎng)絡(luò)發(fā)布統(tǒng)計后的能源產(chǎn)耗信息，提供給能源介質(zhì)的消耗單位和生產(chǎn)單位，用以指導(dǎo)和組織生產(chǎn)。 ⑵系統(tǒng)特點： a、應(yīng)用先進、可靠的MOX RTU硬件和SCADA組態(tài)軟件，具備較強的可擴展性； b、可遠程查詢并修改RTU采集子站的現(xiàn)場儀表參數(shù)，掉電不丟失； c、通過調(diào)用變量的趨勢曲線實現(xiàn)對歷史數(shù)據(jù)的跟蹤分析； d、系統(tǒng)設(shè)計為三層架構(gòu)，并提供與L3（MES系統(tǒng)、計質(zhì)量系統(tǒng)）和L4（ERP系統(tǒng)）進行數(shù)據(jù)共享的接口； e、較為嚴(yán)格的安全性措施，可分區(qū)分級保護，通過服務(wù)器進行合法性檢查，甚至可對具體的數(shù)據(jù)項和操作進行安全保護； f、多種采集方式結(jié)合（MODBUS、DDE、OPC、RS485、GPRS和無線電臺等）； 3 MOX RTU模塊的特點： RTU是SCADA系統(tǒng)的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集以及進行無線遠傳數(shù)據(jù)的任務(wù)，其外形如圖3所示。 MOX RTU具有以下特點： ⑴多種輸入信號可供選擇，在模塊單元選型時確定何種輸入模板，也可通過更換RTU內(nèi)部的測量模塊來改變信號的輸入類型； ⑵可進行I/O模塊的擴展（包括數(shù)字量和模擬量），最大可擴展255個模塊； ⑶使用MOX IDE和MOX Graf軟件可方便地進行現(xiàn)場組態(tài)，設(shè)置和下載MOX RTU的配置文件及程序文件，具備多種標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)可供調(diào)用，用戶可根據(jù)實際情況開發(fā)所需功能，使得整個系統(tǒng)具有很強的靈活性； ⑷RTU內(nèi)部帶有后備電池，供電中斷時可保證特定區(qū)域的內(nèi)存數(shù)據(jù)掉電不丟失； 4現(xiàn)場采集方案的設(shè)計： ⑴基本RTU：該方案針對現(xiàn)場的變送器或二次儀表輸出的4-20mA直流信號，使用RTU內(nèi)部的四塊AI模板進行模擬量的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲在RTU內(nèi)的特定內(nèi)存地址中，通過讀取該內(nèi)存地址的值獲取該通道相應(yīng)的電流輸入值，再將該電流值按通道的量程設(shè)定參數(shù)變換為現(xiàn)場物理量的測量值。每塊模板8個輸入通道，若現(xiàn)場需測量超過32個物理量，則可通過增加擴展I/O模塊來滿足測量需要（設(shè)計中將擴展I/O模塊以總線方式連接在RTU的COM1接口）； ⑵無紙記錄儀：該方案用于日本橫河的DX200型帶以太網(wǎng)接口無紙記錄儀的數(shù)據(jù)采集，通過DDE技術(shù)（使用橫河DDE接口軟件）將現(xiàn)場無紙記錄儀中的測量值直接映射至服務(wù)器的內(nèi)存地址中，再通過DDE接口軟件將測量值讀取到SCADA系統(tǒng)中顯示（缺點是只可以讀取測量值，不能對無紙記錄儀的參數(shù)進行查詢和修改，若改用橫河的OPC接口軟件可解決該問題）； ⑶采用GPRS的電表采集：在電表數(shù)據(jù)采集中由于現(xiàn)場高壓電無法敷設(shè)電纜，且電表分布比較散亂，故采用帶GPRS通訊功能的RTU，現(xiàn)場RTU與電表間采用RS485通訊，將電表數(shù)據(jù)讀取到RTU內(nèi)存地址中，再通過申請的DDN專線，收集各RTU發(fā)送回的數(shù)據(jù)； ⑷采用無線電臺的電表采集：對于現(xiàn)場可敷設(shè)電纜，且電表比較集中的情況，采用將電表的通訊口集中到無線收發(fā)器的接口端，形成一個無線子站，通過無線主站與子站之間的通訊，將電表數(shù)據(jù)采回； ⑸非標(biāo)RS485通訊協(xié)議：對于某些具備RS485通訊接口，但協(xié)議不統(tǒng)一的設(shè)備（如浙江天信的TBG型智能流量計、上海華明IAAS8660智能流量計和部頒協(xié)議DL/T645-1997的電表等），須嚴(yán)格按照協(xié)議的規(guī)范編寫相應(yīng)的通訊程序，下載到RTU模塊中，實現(xiàn)對這類設(shè)備的采集； ⑹MODBUS通訊協(xié)議：主要針對觸摸顯示屏和具備MODBUS接口的設(shè)備（如浙江天信的TDS型蒸汽智能流量計），幾乎無需編程，只要進行簡單組態(tài)即可實現(xiàn)RTU對設(shè)備的數(shù)據(jù)采集。 5 結(jié)束語 太鋼能源數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)的成功上線，基本解決了能源計量過程中人工抄數(shù)不及時、不準(zhǔn)確，信息反饋滯后的問題，實現(xiàn)了能源數(shù)據(jù)采集的自動化、信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)化、結(jié)算的電子化、能源計量的現(xiàn)代化和精細化等目標(biāo)，促進了節(jié)能降耗工作在全公司范圍內(nèi)的推進，為企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益。隨著新技術(shù)、新工藝的不斷引進，該系統(tǒng)也必將在功能上得到不斷完善，技術(shù)不斷創(chuàng)新，為太鋼更高的節(jié)能目標(biāo)提供更加有力的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。