摘  要  为企业节能降耗、建立和完善关键的工序能耗检测计量，通过对安钢目前的工艺及公司生产系统组成和数据业务流程的深入了解，开发了计量信息共享平台系统。本文就安钢信息计量共享平台系统的设计进行了介绍。

    关键词  计量；数据采集；网络系统 

 

1  引言

    安钢计量信息平台系统设计包括系统总体设计和详细设计，包括硬件及软件两部分，主要描述的是该系统的组成与运行过程。按照计量信息需求及发布的实际情况，系统采用浏览器/Web/数据库服务器三层分布式结构。计量信息共享平台是一个人机对话系统，从物理机构上看，它主要是由计算机、硬件设备、软件、数据和用户组成。    为达到本系统设计目标，在设计中遵循以下几个原则：实用性，可用性，先进性，易用性，人机分工合理性几个方面。根据信息平台发布的实际情况，对各个具体功能和细节进行分析和系统开发，根据用户需求，在Windows环境下，采用当前最为流行的开发工具进行开发，建立人机友好，可视化的用户界面，输入方便快捷，输出信息易读易懂。

2  体系结构设计

    本信息共享平台采用三层B/S结构，B/S结构中只安装一个服务器，而客户端采用浏览器运行软件。在数据管理层和用户界面增加了一层结构，称为中间件，使整个体系结构分为三层。中间件主要提供以下功能：负责客户机与服务器、服务器与服务器间的连接与通讯，实现应用与数据库的高效连接。这种三层结构在层与层之间相互独立，任何一层的改变不会影响其它层的功能。

3  系统总体设计

 

 图1  系统功能结构图

 

    根据系统的要求，在建立计量信息共享平台之前，首先做好数据的采集工作。统一数据是建立信息共享平台的基础。在计量信息共享平台上，数据层是基础，通过数据的共享和交换处理形成信息，然后利用技术手段把信息总结、分类和归纳形成知识层，在此之上提供管理与决策支撑。根据系统的需求分析，确定系统的功能如下：基础数据、电能计量、动力量数据处理、轨道衡数据处理、工作计划、供应处数据、管理查询、权限管理、设备维护、设备信息、生产数据、实时监控、数据查询、数据维护、采集数据上传、原始数据查询、组织机构等功能。整个系统的功能结构图如图1所示。

4  整体网络方案设计

    安钢计量信息共享平台的建设，首先是网络系统的建设，整体网络采用千兆义太网技术，在硬件网络布线设计上采用了分层的结构，分为：核心层、汇聚层、接入层。    网络核心层采用2台高性能万兆路由交换机Extreme Aspen8810交换机组成，放置在数据中心机房作为核心设备，提供与四个汇聚交换机的互连和服务器的连接。网络汇聚层设置四个节点(网络交换中心)，分别放置在回皮轨道衡、计控部、热送称、黑河路，每个汇聚层节点配置一台高性能的Extreme的SummitX450汇聚交换机。对于接入层，有的地方使用已有的Dlink DES系列交换机，有的地方节点数较少，甚至只有一个节点，就直接连到汇聚层交换机上。接交换机的地方有：回皮轨道衡交换中心在计控仓库、焦粉称、西站配置三台接入层交换机；计控部交换中心在250t/300t称配置一台接入层交换机；热送称交换中心在进厂称配置一台接入层交换机；黑河路交换中心在三炼轨道衡配置一台接入层交换机。四个交换中心共配置6台接入层交换机。其网络拓扑结构如图2所示。

 

图2  安钢计量数据网络拓扑结构

 

5  软件详细设计

5.1  软件平台设计

    操作系统：选用MS Windows 2000高级服务器；数据库系统：选用MS SQL  2000；系统采用三层B/S的逻辑体系结构，前端用户界面为浏览器。在数据库和前端业务界面之间为业务逻辑层。采用微软.NET框架开发。对外的服务功能以Web服务的形式提供。

5.2  信息共享平台整体结构设计

    从逻辑功能角度分析，把该系统分为应用系统和支撑系统两大部分。支撑系统是整个系统继承的物质基础，包括计算机系统、通讯网络系统、数据库系统和工具层。应用系统是建立在支撑系统之上，根据在子系统中的作用领域又分为计量数据管理系统和现场数据采集两个应用子系统，两者之间通过支撑系统的网络通讯系统实现物理集成，通过数据库系统实现信息集成。系统基本结构图如图3所示。

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5.3  数据采集层系统设计

    数据采集层完成现场数据的采集，包括能源量采集系统的升级，物资量采集软件的编制与更新，它是信息共享平台的数据来源。    能源量采集网络采用”893”单总线结构。硬件上把所有能源量计量网络划分为四个小的子网络，每个网络设一个数据采集子站，由子站完成各子网内的数据采集，子站就近通过光纤在义太网上进行数据交换和网络控制，同时设立一个中心站完成数据的汇总、分析和网络传输。软件使用北京亚控公司的组态王软件对能源量采集系统进行开发。对电量采集数据，使用自编的数据采集软件把全部电站的结算电表数据实时采入计算机数据库，并进入数据中心数据平台，由数据中心按不同用户的需要对授权用户提供数据查询与监控。物资量采集程序开发工具使用Delphi6.0+MSDE数据库进行开发，完成数据采集任务，并存入本地采集站的数据库中，由远程数据库服务器通过“存储过程”完成将本地的数据上传到数据库服务器，经过加工、处理后提供发布和授权用户查询。    系统采用上传模型：(采集上传的数据主要包括：能源量数据、轨道衡计量数据、汽车衡计量数据、皮带称计量数据、在线称计量数据、电量计量数据。)

 

 图3  系统基本结构图

 

5.4  管理层系统设计

    管理层完成对现场计量数据的采集和管理、分析与发布应用等功能，整个系统采用三层B/S模式结构，数据存储部分由SQL  Server 2000完成，业务逻辑层使用VB.NET开发完成，表示层使用ASP.NET完成开发。系统主要完成系统中提供的能源量及物资量数据的归类、处理、发布及相关功能的实现，是信息共享平台的主要部分。

5.5  支撑系统设计

    被分为四个层次：计算机层、通讯网络层、数据库层、工具层。    工具层介于应用系统和计算机网络/数据库系统之间的软件工具的集合。包括开发工具和集成工具。数据库层是计量数据网络系统中所使用的数据库系统，处于通讯网络层之上，在计算机网络的支持下，为应用系统提供信息存储、管理、共享和集成的手段。本系统涉及数据采集系统的本地数据库及管理信息系统的数据库。计量信息共享平台均采用关系模型。数据库的设计关键是表的设计，信息共享平台应用的数据库表有两种：本地数据库表；管理层数据库表。通讯网络层是计量数据网络系统中数据通讯的载体和枢纽，计量信息共享平台通过完落系统，是计算机之间、计算机与计量设备之间连接，实现了整个系统的网络集成，支持和保障了计量数据网络系统的信息集成。采用混合型网络拓扑结构，TCP/IP协议。计算机层是支撑系统的底层。本系统要求客户端计算机为PⅢ以上，安装Windows  2000 Professionnal；服务器设计为双冗余、群集方式，运行Microsoft  Windows  2000  Advance Server。

5.6  人机监控界面设计

    监控画面是人机交互的界面，一个软件系统是否成功，最终的检查标准是它能否使用户感到满意。本系统人机交互包括两个方面：一方面是人对系统的输入，包括向系统下达的命令，提供的命令参数和系统所需要的其它输入信息；另一方面是系统向人提供信息，即输出。输出信息一般有三种：提示信息；系统向人报告的计算或处理结果；系统对输入操作的反馈信息。本着使用简便、界面一致、及时反馈与美观的原则，结合计量信息共享平台的功能需求，应用面向对象的方法进行系统的人机界面设计。

6  结束语

    以上详细论述了安钢计量信息平台的总体设计和详细设计，将整个系统按照横向和纵向分层介绍，采用具体的方案设计了安钢信息计量平台。该系统在实际中得以很好的应用。

参考文献

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