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摘要為企業(yè)節(jié)能降耗、建立和完善關(guān)鍵的工序能耗檢測計(jì)量，通過對安鋼目前的工藝及公司生產(chǎn)系統(tǒng)組成和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流程的深入了解，開發(fā)了計(jì)量信息共享平臺系統(tǒng)。本文就安鋼信息計(jì)量共享平臺系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞計(jì)量；數(shù)據(jù)采集；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

1引言

安鋼計(jì)量信息平臺系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)，包括硬件及軟件兩部分，主要描述的是該系統(tǒng)的組成與運(yùn)行過程。按照計(jì)量信息需求及的實(shí)際情況，系統(tǒng)采用瀏覽器/Web/數(shù)據(jù)庫服務(wù)器三層分布式結(jié)構(gòu)。計(jì)量信息共享平臺是一個(gè)人機(jī)對話系統(tǒng)，從物理機(jī)構(gòu)上看，它主要是由計(jì)算機(jī)、硬件設(shè)備、軟件、數(shù)據(jù)和用戶組成。

為達(dá)到本系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)，在設(shè)計(jì)中遵循以下幾個(gè)原則：實(shí)用性，可用性，先進(jìn)性，易用性，人機(jī)分工合理性幾個(gè)方面。根據(jù)信息平臺的實(shí)際情況，對各個(gè)具體功能和細(xì)節(jié)進(jìn)行分析和系統(tǒng)開發(fā)，根據(jù)用戶需求，在Windows環(huán)境下，采用當(dāng)前最為流行的開發(fā)工具進(jìn)行開發(fā)，建立人機(jī)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本信息共享平臺采用三層B/S結(jié)構(gòu)，B/S結(jié)構(gòu)中只安裝一個(gè)服務(wù)器，而客戶端采用瀏覽器運(yùn)行軟件。在數(shù)據(jù)管理層和用戶界面增加了一層結(jié)構(gòu)，稱為中間件，使整個(gè)體系結(jié)構(gòu)分為三層。中間件主要提供以下功能：負(fù)責(zé)客戶機(jī)與服務(wù)器、服務(wù)器與服務(wù)器間的連接與通訊，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用與數(shù)據(jù)庫的高效連接。這種三層結(jié)構(gòu)在層與層之間相互獨(dú)立，任何一層的改變不會影響其它層的功能。

3系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

圖1系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

根據(jù)系統(tǒng)的要求，在建立計(jì)量信息共享平臺之前，首先做好數(shù)據(jù)的采集工作。統(tǒng)一數(shù)據(jù)是建立信息共享平臺的基礎(chǔ)。在計(jì)量信息共享平臺上，數(shù)據(jù)層是基礎(chǔ)，通過數(shù)據(jù)的共享和交換處理形成信息，然后利用技術(shù)手段把信息總結(jié)、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(jù)系統(tǒng)的需求分析，確定系統(tǒng)的功能如下：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、電能計(jì)量、動力量數(shù)據(jù)處理、軌道衡數(shù)據(jù)處理、工作計(jì)劃、供應(yīng)處數(shù)據(jù)、管理查詢、權(quán)限管理、設(shè)備維護(hù)、設(shè)備信息、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)維護(hù)、采集數(shù)據(jù)上傳、原始數(shù)據(jù)查詢、組織機(jī)構(gòu)等功能。整個(gè)系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

4整體網(wǎng)絡(luò)方案設(shè)計(jì)

安鋼計(jì)量信息共享平臺的建設(shè)，首先是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)，整體網(wǎng)絡(luò)采用千兆義太網(wǎng)技術(shù)，在硬件網(wǎng)絡(luò)布線設(shè)計(jì)上采用了分層的結(jié)構(gòu)，分為：核心層、匯聚層、接入層。

網(wǎng)絡(luò)核心層采用2臺高性能萬兆路由交換機(jī)ExtremeAspen8810交換機(jī)組成，放置在數(shù)據(jù)中心機(jī)房作為核心設(shè)備，提供與四個(gè)匯聚交換機(jī)的互連和服務(wù)器的連接。網(wǎng)絡(luò)匯聚層設(shè)置四個(gè)節(jié)點(diǎn)(網(wǎng)絡(luò)交換中心)，分別放置在回皮軌道衡、計(jì)控部、熱送稱、黑河路，每個(gè)匯聚層節(jié)點(diǎn)配置一臺高性能的Extreme的SummitX450匯聚交換機(jī)。對于接入層，有的地方使用已有的DlinkDES系列交換機(jī)，有的地方節(jié)點(diǎn)數(shù)較少，甚至只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)，就直接連到匯聚層交換機(jī)上。接交換機(jī)的地方有：回皮軌道衡交換中心在計(jì)控倉庫、焦粉稱、西站配置三臺接入層交換機(jī)；計(jì)控部交換中心在250t/300t稱配置一臺接入層交換機(jī)；熱送稱交換中心在進(jìn)廠稱配置一臺接入層交換機(jī)；黑河路交換中心在三煉軌道衡配置一臺接入層交換機(jī)。四個(gè)交換中心共配置6臺接入層交換機(jī)。其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2安鋼計(jì)量數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

5軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)

5.1軟件平臺設(shè)計(jì)

操作系統(tǒng)：選用MSWindows2000高級服務(wù)器；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：選用MSSQL2000；系統(tǒng)采用三層B/S的邏輯體系結(jié)構(gòu)，前端用戶界面為瀏覽器。在數(shù)據(jù)庫和前端業(yè)務(wù)界面之間為業(yè)務(wù)邏輯層。采用微軟.NET框架開發(fā)。對外的服務(wù)功能以Web服務(wù)的形式提供。

5.2信息共享平臺整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

從邏輯功能角度分析，把該系統(tǒng)分為應(yīng)用系統(tǒng)和支撐系統(tǒng)兩大部分。支撐系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)繼承的物質(zhì)基礎(chǔ)，包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和工具層。應(yīng)用系統(tǒng)是建立在支撐系統(tǒng)之上，根據(jù)在子系統(tǒng)中的作用領(lǐng)域又分為計(jì)量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集兩個(gè)應(yīng)用子系統(tǒng)，兩者之間通過支撐系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)物理集成，通過數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息集成。系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

5.3數(shù)據(jù)采集層系統(tǒng)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)采集層完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集，包括能源量采集系統(tǒng)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(shù)據(jù)來源。

能源量采集網(wǎng)絡(luò)采用”893”單總線結(jié)構(gòu)。硬件上把所有能源量計(jì)量網(wǎng)絡(luò)劃分為四個(gè)小的子網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)一個(gè)數(shù)據(jù)采集子站，由子站完成各子網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集，子站就近通過光纖在義太網(wǎng)上進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和網(wǎng)絡(luò)控制，同時(shí)設(shè)立一個(gè)中心站完成數(shù)據(jù)的匯總、分析和網(wǎng)絡(luò)傳輸。軟件使用北京亞控公司的組態(tài)王軟件對能源量采集系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)。對電量采集數(shù)據(jù)，使用自編的數(shù)據(jù)采集軟件把全部電站的結(jié)算電表數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采入計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫，并進(jìn)入數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)平臺，由數(shù)據(jù)中心按不同用戶的需要對授權(quán)用戶提供數(shù)據(jù)查詢與監(jiān)控。物資量采集程序開發(fā)工具使用Delphi6.0+MSDE數(shù)據(jù)庫進(jìn)行開發(fā)，完成數(shù)據(jù)采集任務(wù)，并存入本地采集站的數(shù)據(jù)庫中，由遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通過“存儲過程”完成將本地的數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，經(jīng)過加工、處理后提供和授權(quán)用戶查詢。

系統(tǒng)采用上傳模型：(采集上傳的數(shù)據(jù)主要包括：能源量數(shù)據(jù)、軌道衡計(jì)量數(shù)據(jù)、汽車衡計(jì)量數(shù)據(jù)、皮帶稱計(jì)量數(shù)據(jù)、在線稱計(jì)量數(shù)據(jù)、電量計(jì)量數(shù)據(jù)。)

圖3系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖

5.4管理層系統(tǒng)設(shè)計(jì)

管理層完成對現(xiàn)場計(jì)量數(shù)據(jù)的采集和管理、分析與應(yīng)用等功能，整個(gè)系統(tǒng)采用三層B/S模式結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)存儲部分由SQLServer2000完成，業(yè)務(wù)邏輯層使用開發(fā)完成，表示層使用完成開發(fā)。系統(tǒng)主要完成系統(tǒng)中提供的能源量及物資量數(shù)據(jù)的歸類、處理、及相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)，是信息共享平臺的主要部分。

5.5支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)

被分為四個(gè)層次：計(jì)算機(jī)層、通訊網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)庫層、工具層。

工具層介于應(yīng)用系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)/數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)之間的軟件工具的集合。包括開發(fā)工具和集成工具。數(shù)據(jù)庫層是計(jì)量數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中所使用的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，處于通訊網(wǎng)絡(luò)層之上，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的支持下，為應(yīng)用系統(tǒng)提供信息存儲、管理、共享和集成的手段。本系統(tǒng)涉及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的本地?cái)?shù)據(jù)庫及管理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫。計(jì)量信息共享平臺均采用關(guān)系模型。數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)關(guān)鍵是表的設(shè)計(jì)，信息共享平臺應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫表有兩種：本地?cái)?shù)據(jù)庫表；管理層數(shù)據(jù)庫表。通訊網(wǎng)絡(luò)層是計(jì)量數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通訊的載體和樞紐，計(jì)量信息共享平臺通過完落系統(tǒng)，是計(jì)算機(jī)之間、計(jì)算機(jī)與計(jì)量設(shè)備之間連接，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)集成，支持和保障了計(jì)量數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的信息集成。采用混合型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，TCP/IP協(xié)議。計(jì)算機(jī)層是支撐系統(tǒng)的底層。本系統(tǒng)要求客戶端計(jì)算機(jī)為PⅢ以上，安裝Windows2000Professionnal；服務(wù)器設(shè)計(jì)為雙冗余、群集方式，運(yùn)行MicrosoftWindows2000AdvanceServer。

5.6人機(jī)監(jiān)控界面設(shè)計(jì)

監(jiān)控畫面是人機(jī)交互的界面，一個(gè)軟件系統(tǒng)是否成功，最終的檢查標(biāo)準(zhǔn)是它能否使用戶感到滿意。本系統(tǒng)人機(jī)交互包括兩個(gè)方面：一方面是人對系統(tǒng)的輸入，包括向系統(tǒng)下達(dá)的命令，提供的命令參數(shù)和系統(tǒng)所需要的其它輸入信息；另一方面是系統(tǒng)向人提供信息，即輸出。輸出信息一般有三種：提示信息；系統(tǒng)向人報(bào)告的計(jì)算或處理結(jié)果；系統(tǒng)對輸入操作的反饋信息。本著使用簡便、界面一致、及時(shí)反饋與美觀的原則，結(jié)合計(jì)量信息共享平臺的功能需求，應(yīng)用面向?qū)ο蟮姆椒ㄟM(jìn)行系統(tǒng)的人機(jī)界面設(shè)計(jì)。

6結(jié)束語

以上詳細(xì)論述了安鋼計(jì)量信息平臺的總體設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)，將整個(gè)系統(tǒng)按照橫向和縱向分層介紹，采用具體的方案設(shè)計(jì)了安鋼信息計(jì)量平臺。該系統(tǒng)在實(shí)際中得以很好的應(yīng)用。

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