安鋼計量信息平臺設計論文

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摘要為企業節能降耗、建立和完善關鍵的工序能耗檢測計量，通過對安鋼目前的工藝及公司生產系統組成和數據業務流程的深入了解，開發了計量信息共享平臺系統。本文就安鋼信息計量共享平臺系統的設計進行了介紹。

關鍵詞計量；數據采集；網絡系統

1引言

安鋼計量信息平臺系統設計包括系統總體設計和詳細設計，包括硬件及軟件兩部分，主要描述的是該系統的組成與運行過程。按照計量信息需求及的實際情況，系統采用瀏覽器/Web/數據庫服務器三層分布式結構。計量信息共享平臺是一個人機對話系統，從物理機構上看，它主要是由計算機、硬件設備、軟件、數據和用戶組成。

為達到本系統設計目標，在設計中遵循以下幾個原則：實用性，可用性，先進性，易用性，人機分工合理性幾個方面。根據信息平臺的實際情況，對各個具體功能和細節進行分析和系統開發，根據用戶需求，在Windows環境下，采用當前最為流行的開發工具進行開發，建立人機友好，可視化的用戶界面，輸入方便快捷，輸出信息易讀易懂。

2體系結構設計

本信息共享平臺采用三層B/S結構，B/S結構中只安裝一個服務器，而客戶端采用瀏覽器運行軟件。在數據管理層和用戶界面增加了一層結構，稱為中間件，使整個體系結構分為三層。中間件主要提供以下功能：負責客戶機與服務器、服務器與服務器間的連接與通訊，實現應用與數據庫的高效連接。這種三層結構在層與層之間相互獨立，任何一層的改變不會影響其它層的功能。

3系統總體設計

圖1系統功能結構圖

根據系統的要求，在建立計量信息共享平臺之前，首先做好數據的采集工作。統一數據是建立信息共享平臺的基礎。在計量信息共享平臺上，數據層是基礎，通過數據的共享和交換處理形成信息，然后利用技術手段把信息總結、分類和歸納形成知識層，在此之上提供管理與決策支撐。根據系統的需求分析，確定系統的功能如下：基礎數據、電能計量、動力量數據處理、軌道衡數據處理、工作計劃、供應處數據、管理查詢、權限管理、設備維護、設備信息、生產數據、實時監控、數據查詢、數據維護、采集數據上傳、原始數據查詢、組織機構等功能。整個系統的功能結構圖如圖1所示。

4整體網絡方案設計

安鋼計量信息共享平臺的建設，首先是網絡系統的建設，整體網絡采用千兆義太網技術，在硬件網絡布線設計上采用了分層的結構，分為：核心層、匯聚層、接入層。

網絡核心層采用2臺高性能萬兆路由交換機ExtremeAspen8810交換機組成，放置在數據中心機房作為核心設備，提供與四個匯聚交換機的互連和服務器的連接。網絡匯聚層設置四個節點(網絡交換中心)，分別放置在回皮軌道衡、計控部、熱送稱、黑河路，每個匯聚層節點配置一臺高性能的Extreme的SummitX450匯聚交換機。對于接入層，有的地方使用已有的DlinkDES系列交換機，有的地方節點數較少，甚至只有一個節點，就直接連到匯聚層交換機上。接交換機的地方有：回皮軌道衡交換中心在計控倉庫、焦粉稱、西站配置三臺接入層交換機；計控部交換中心在250t/300t稱配置一臺接入層交換機；熱送稱交換中心在進廠稱配置一臺接入層交換機；黑河路交換中心在三煉軌道衡配置一臺接入層交換機。四個交換中心共配置6臺接入層交換機。其網絡拓撲結構如圖2所示。

圖2安鋼計量數據網絡拓撲結構

5軟件詳細設計

5.1軟件平臺設計

操作系統：選用MSWindows2000高級服務器；數據庫系統：選用MSSQL2000；系統采用三層B/S的邏輯體系結構，前端用戶界面為瀏覽器。在數據庫和前端業務界面之間為業務邏輯層。采用微軟.NET框架開發。對外的服務功能以Web服務的形式提供。

5.2信息共享平臺整體結構設計

從邏輯功能角度分析，把該系統分為應用系統和支撐系統兩大部分。支撐系統是整個系統繼承的物質基礎，包括計算機系統、通訊網絡系統、數據庫系統和工具層。應用系統是建立在支撐系統之上，根據在子系統中的作用領域又分為計量數據管理系統和現場數據采集兩個應用子系統，兩者之間通過支撐系統的網絡通訊系統實現物理集成，通過數據庫系統實現信息集成。系統基本結構圖如圖3所示。

.3數據采集層系統設計

數據采集層完成現場數據的采集，包括能源量采集系統的升級，物資量采集軟件的編制與更新，它是信息共享平臺的數據來源。

能源量采集網絡采用”893”單總線結構。硬件上把所有能源量計量網絡劃分為四個小的子網絡，每個網絡設一個數據采集子站，由子站完成各子網內的數據采集，子站就近通過光纖在義太網上進行數據交換和網絡控制，同時設立一個中心站完成數據的匯總、分析和網絡傳輸。軟件使用北京亞控公司的組態王軟件對能源量采集系統進行開發。對電量采集數據，使用自編的數據采集軟件把全部電站的結算電表數據實時采入計算機數據庫，并進入數據中心數據平臺，由數據中心按不同用戶的需要對授權用戶提供數據查詢與監控。物資量采集程序開發工具使用Delphi6.0+MSDE數據庫進行開發，完成數據采集任務，并存入本地采集站的數據庫中，由遠程數據庫服務器通過“存儲過程”完成將本地的數據上傳到數據庫服務器，經過加工、處理后提供和授權用戶查詢。

系統采用上傳模型：(采集上傳的數據主要包括：能源量數據、軌道衡計量數據、汽車衡計量數據、皮帶稱計量數據、在線稱計量數據、電量計量數據。)

圖3系統基本結構圖

5.4管理層系統設計

管理層完成對現場計量數據的采集和管理、分析與應用等功能，整個系統采用三層B/S模式結構，數據存儲部分由SQLServer2000完成，業務邏輯層使用開發完成，表示層使用完成開發。系統主要完成系統中提供的能源量及物資量數據的歸類、處理、及相關功能的實現，是信息共享平臺的主要部分。

5.5支撐系統設計

被分為四個層次：計算機層、通訊網絡層、數據庫層、工具層。

工具層介于應用系統和計算機網絡/數據庫系統之間的軟件工具的集合。包括開發工具和集成工具。數據庫層是計量數據網絡系統中所使用的數據庫系統，處于通訊網絡層之上，在計算機網絡的支持下，為應用系統提供信息存儲、管理、共享和集成的手段。本系統涉及數據采集系統的本地數據庫及管理信息系統的數據庫。計量信息共享平臺均采用關系模型。數據庫的設計關鍵是表的設計，信息共享平臺應用的數據庫表有兩種：本地數據庫表；管理層數據庫表。通訊網絡層是計量數據網絡系統中數據通訊的載體和樞紐，計量信息共享平臺通過完落系統，是計算機之間、計算機與計量設備之間連接，實現了整個系統的網絡集成，支持和保障了計量數據網絡系統的信息集成。采用混合型網絡拓撲結構，TCP/IP協議。計算機層是支撐系統的底層。本系統要求客戶端計算機為PⅢ以上，安裝Windows2000Professionnal；服務器設計為雙冗余、群集方式，運行MicrosoftWindows2000AdvanceServer。

5.6人機監控界面設計

監控畫面是人機交互的界面，一個軟件系統是否成功，最終的檢查標準是它能否使用戶感到滿意。本系統人機交互包括兩個方面：一方面是人對系統的輸入，包括向系統下達的命令，提供的命令參數和系統所需要的其它輸入信息；另一方面是系統向人提供信息，即輸出。輸出信息一般有三種：提示信息；系統向人報告的計算或處理結果；系統對輸入操作的反饋信息。本著使用簡便、界面一致、及時反饋與美觀的原則，結合計量信息共享平臺的功能需求，應用面向對象的方法進行系統的人機界面設計。

6結束語

以上詳細論述了安鋼計量信息平臺的總體設計和詳細設計，將整個系統按照橫向和縱向分層介紹，采用具體的方案設計了安鋼信息計量平臺。該系統在實際中得以很好的應用。

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