基于总线的能源仪表监控系统的研发
能源是企业生产、运营的基本生产条件，能源系统是否运行的高效、健康、稳定直接影响到产品的质量和企业的经济效益。同时国家“十二五”规划纲要提出，“十二五”期间单位国内生产总值能耗必须降低16％左右、主要污染物排放总量减少17％[3]。“节能降耗”等约束性指标实现情况，对环境降低污染的程度，也受到国家和人民的广泛关注。研究如何对能源消耗过程进行优化，降低污染排放指标是各企业持续关注的问题，而降低能耗首先应该监控能耗的过程，发现可优化的步骤和方法。为了有效的对能耗过程进行采集、监控，促使企业达到“节能减排”的目标。本文提出研发基于总线的能源仪表监控系统，实现对制造企业水、电、风、气等能源仪表数据的采集、分析、反馈、优化。本文的主要研究内容包含以下几个方面: (1)提出了基于硬件构件技术、组态平台技术、SOA技术和可视化展现技术的协同设计架构 该架构基于硬件构件技术实现硬件模块化设计，解决重用支持的问题;以组态平台技术、可视化展现技术解决针对不同企业的管理者因使用习惯不同引起的软件重构。基于SOA技术，采用面向服务的体系架构进行设计，使得软硬件间建立标准的服务接口，适应制造企业业务的灵活变化。上述技术的综合运用，将系统升级为面向服务的架构模型，形成平台化的协同设计架构，提高了设计的效率和系统的稳定性、灵活性。 (2)基于RS-485总线实现多仪表采集控制方案 制造企业使用的电表等仪器仪表多数具备485通讯接口，485接口也是目前最经济、有效的一种通讯方式。本文基于RS-485总线采用AT91SAM7X256单片机实现8-16台仪表的集群监控、分析。同时研究了如何实现大量数据的可靠传输、高效存储、故障恢复等关键技术。以电表等仪表为采集对象，阐述了其智能采集终端的硬件架构、硬件构成原理、数据分析算法、外部存储电路等内容。 (3)基于多线程、SOCKET、数据压缩算法的通讯平台设计 研究多线程处理算法，与智能终端设备进行对接，在自定义通讯协议基础上实现与智能终端的数据通讯。基于TCP/IP协议研发基于SOCKET技术搭建数据通讯平台，建立全厂多达1千台仪表的数据采集网络。针对数据采集频率高、数据量大的特性，研发对应的数据压缩算法以实现数据的高效存储。 (4)构建B/S架构平台化、组态化的可视化展示平台 基于ISA95标准、自动控制技术结合先进的制造企业精益生产管理理念设计可视化的展示系统。搭建图形化、表格化的可视化展示平台。基于.NET开发平台，构建基于BS架构的可供互联网及移动网络访问的数据分析系统。 (5)调试和应用测试 针对智能终端设置对应的场景进行测试，验证智能终端的稳定性、可靠性;测试通讯平台的性能;确认数据采集存储的有效性，系统展示平台的直观性。
制造企业;能源仪表监控系统;自适应协议;节能降耗
中国海洋大学
硕士
控制工程
綦声波
2015
中文
F426.4;F425
88
2016-01-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）