1. 概述
　　某鋼鐵集團能源動力公司擔負著整個鋼鐵集團能源供應的重要使命，下屬多個熱源廠，服務用戶幾十家，覆蓋面積約50平方公里。改革開放以來， 隨著集團經濟建設的迅速發展，能源供應也日新月異，飛速發展。數千個附屬設備組成一個龐大復雜的管網系統，其業務管理任務十分繁重。公司領導特別重視推廣先進科學技術，改進企業經營管理、提高生產效率、提升服務水平。計劃進行能源管網自動化集控工程建設。能源管網自動化集控工程是一個以管理產能設備為核心內容、監控生產設備運行情況，并具備在局域網上共享管網信息的綜合信息系統，它能夠快速方便地對管網數據進行查詢、統計、分析，對管網運行中的突發事件進行緊急事故處理，顯示受影響區域，能夠自主地快速采集數據，對數據資料進行實時的更新， 做到快速、規范、統一地將管線、設備運行狀態、實時數據等綜合管理起來，實時地反映管網運行的最新狀態；為管網的日常維護、檔案資料保存、規劃設計、工程改造提供有力的科學決策依據。
　　本控制方案主要考慮焦耐區域的設備控制、上位監測、數據共享、調度控制等。焦耐區域主要控制點有：焦耐電站3號鍋爐、兩臺汽機、化學制水站、輸配電、兩座5.4萬氣柜與脫硫、減溫減壓站等六個模塊。
　　2. 系統目標
　　監視焦耐區域管網設備運行狀態，對各測量點的溫度、壓力、差壓、瞬時流量、累計流量和產能設備的運行狀態參數進行實時監測。對各實測參數設置報警限值，出現異常情況后，中心控制室及時發現問題，并發出報警。
　　自主地快速采集數據，對數據資料進行實時的更新，快速、規范、統一地將管線、設備運行狀態、實時數據等綜合起來，真實地反映管網運行的最新狀態。
　　測點各參量均由計算機自動讀取并記錄，免去人工記錄上報等中間環節，杜絕數據失準。
　　上級主管部門可以監視主要生產參數，可自動生成生產報表。
　　按照生產需求將必要的參數通過局域網存儲到指定服務器。
　　3. 系統方案
　　根據本工程特點，將系統網絡分為三個層次。如圖1 。第一層為數據應用層，使用成熟先進的客戶機/服務器（Client/Server）體系結構來設計。第二層是數據采集層，由CAN總線采集控制模塊和上位機組成。第三層為設備控制層，由CAN總線采集控制模塊和現場一次儀表組成。

　　A、系統組網協議說明
　　由于熱能總廠測控區域內附有局域網，考慮使用原網路，采用工業標準協議TCP/IP，該協議簡單實用，可連接各種檔次機器。TCP/IP協議是一套把因特網上的各種系統互連起來的協議組，保證因特網上數據的準確快速傳輸。參考開放系統互連(OSI)模型，TCP/IP通常采用一種簡化的四層模型，分別為：應用層、傳輸層、網絡層、鏈路層。
　　·應用層
　　網絡應用層是一個定義清晰的會話過程，如通常所說的Http、Ftp、Telnet等。在本系統中，數據來自服務器和采集站，應用層只對大的數據報作打包拆包處理。
　　·傳輸層
　　傳輸層讓網絡程序通過明確定義的通道及某些特性獲取數據，如定義網絡連接的端口號等，實現該層協議的傳輸控制協議TCP和用戶數據報協議UDP。在本系統中使用TCP數據報協議。
　　·網絡層
　　網絡層讓信息可以發送到相鄰的TCP/IP網絡上的任一主機上，IP協議就是該層中傳送數據的機制。同時為建立網絡間的互連，應提供ARP地址解析協議,實現從IP地址到數據鏈路物理地址的映像。
　　·鏈路層
　　控制同一物理網絡上的不同機器間數據傳送的底層協議。
　　B、系統組網模式
　　本系統采用客戶/服務器（C/S）模式。設置數據庫服務器一臺，其余各采集站、監控站均為客戶機。C/S體系結構是指將系統的設計分為服務器端和客戶機，兩端分別設計并執行，服務器提供數據操作的各項服務，客戶機則為用戶提供最終操作界面，由此平衡了服務器及客戶機的處理負荷，大大地提高了系統的執行效率，優化了系統的性能，減少了網絡數據吞吐量和數據傳輸。服務器端是指運行大型關系型數據庫系統（RDBMS）的高性能服務器，客戶機是指由用戶操作的若干臺微機，在本系統中則為各采集站。在服務器上運行的大型關系型數據庫系統主要為業務數據庫的存儲、訪問、查詢、備份、恢復等操作提供一系列重要的服務，并且為數據的安全訪問等提供嚴格的權限控制；服務器端通常情況下對用戶而言是不透明的?？蛻魴C上主要運行根據業務需求定制開發的處理系統，包括數據統計、匯總、查詢、打印等多種操作功能。
　　如圖2

　　C、數據采集監控
　　根據實際控制設備實際分布，設立6個監控點，鍋爐監控點設工程師站一個及一般監控站一個，其余監控點只設一臺上位，以上位機為核心組成一個計算機數據采集監控系統，通過下位機實現數據的采集，它對測量數據的處理以及控制算法都是以數字計算為基礎，通過軟件實現。硬件由上位機﹑下位機、一次儀表﹑及執行器等部件組成。
　　4. 軟件部分
　　軟件是整個系統的靈魂，底層數據的采集、參數的整理保存、故障報警的處理、系統正常運轉提供的數據查詢等，無一不是軟件提供并保證實現的。本系統的軟件包括三部分，既操作系統軟件、數據庫軟件、工業組態軟件。
　　A、操作系統
　　服務器操作系統采用Windows2000 Advanced Server。Windows2000 AS作為Microsoft最新一代網絡操作系統，為用戶提供了一套完整而強大的網絡解決方案。早期Windows NT4.0提供的網絡功能，根據技術本身的發展而在Windows2000 AS中得到相應改進；同時，Windows2000 AS還吸收容納了近年來出現的幾乎所有的網絡最新技術成果。RADIUS，VPN，IPSec，OSPF等在Windows2000 AS中均提供了對應的實現方法。應用Windows2000 AS，可以根據業務需要構建各種功能強大的Intranet/Internet商務解決方案。
　　監控站操作系統采用windows98，Windows 98是一種相當成熟的、包含多種網絡功能的客戶端操作系統。只需添加相應的網絡協議，進行一些網絡配置即可與windows2000聯網。在一個局域網中，
　　98和2000操作系統可以并存，并有良好的兼容性。
　　B、數據庫
　　數據庫的功能是存儲和提取所需信息，是工廠計算機系統支撐環境的重要組成部分。它能有組織地、動態地存儲大量關聯數據，并為多個用戶所訪問。實現數據的充分共享、交叉訪問以及應用的高度獨立性，是數據庫的重要特征。
　　數據庫存儲著企業的關鍵數據和重要的信息資源。存儲內容具有很高的應用價值和商業價值，對企業的生產管理和經營活動至關重要。數據信息的安全性、可靠性直接影響到整個企業的生產組織與經營。
　　本系統數據庫采用微軟的SQL Server 2000大型數據庫。SQL Server 2000是微軟公司新版的大型數據庫服務器軟件，其性能指標在各方面都名列前茅。不但具有強大的性能和功能支持，其一向為人稱道的易用性，SQL Server更是成為大型數據庫應用的首選平臺！SQL Server 2000提供的非常傻瓜的缺省安裝和使用模式，上手很容易。另外，SQL Server 2000可以兼顧小、中、大規模的應用，有著強大的伸縮性。
　　C、應用軟件
　　組態軟件采用MCGS通用組態軟件。MCGS是運行在Windows98/NT/2000上的一種通用組態軟件。使用MCGS構造適應系統需要的“數據采集系統”，把生產現場的信息實時地傳送到控制室，保證信息在全廠范圍內的暢通?！CGS的網絡功能使企業的基層和其它部門建立起聯系，現場操作人員和工廠管理人員都可以看到各種數據。管理人員不需要深入生產現場，就可以獲得實時和歷史數據，優化控制現場作業，提高生產率和產品質量?！CGS報警系統，具有方便、靈活、可靠、易于擴展的特點。MCGS分布式報警管理提供多種報警管理功能。包括：基于事件的報警、報警分組管理、報警優先級、報警過濾、新增死區和延時概念等功能，以及通過網絡的遠程報警管理。MCGS還可以記錄應用程序事件和操作員操作信息。報警和事件具有多種輸出方式：文件、數據庫、打印機和報警窗。MCGS提供一套全新的、集成的內嵌式報表系統，內部提供豐富的報表函數，用戶可創建多樣的報表。提供報表工具條，操作簡單明了，比如：日報表的組態只需用戶選擇需要的變量和每個變量的收集間隔時間；提供報表模板，方便用戶調入其它的表格。報表能夠進行組態，例如有日報表、月報表、年報表、實時報表的組態。 報表軟件也可以使用專用的報表程序，可根據用戶需求生成各種格式的歷史報表和瞬時報表。它不僅能夠構造有效的數據采集和監控系統，而且網絡功能強大，應用廣泛，特別適用于本工程的聯網需要。其功能特點如下：
　　·使用清晰準確的畫面描述工業控制現場。
　　·使用圖形化的控制按鈕實現單任務和多任務。
　　·設計復雜的動畫顯示現場的操作狀態和數據。
　　·顯示生產過程的文字信息和圖形信息。
　　·為任何現場畫面指定鍵盤命令。
　　·監控和記錄所有報警信息。
　　·顯示實時趨勢曲線和歷史趨勢曲線。
　　·使用多樣而靈活的方式查詢歷史數據。
　　·時間驅動和事件驅動的報表的打印。
　　·設計多級安全控制和訪問權限。