摘 要：介紹了澳大利亞悉雅特公司CITECT SCADA系統和MOX RTU模塊在太鋼能源數據自動采集系統中的應用，具體說明系統的結構與配置、系統功能及特點、MOX RTU模塊的特點、現場數據采集方案的確定等技術問題。 引言 隨著國際原油及鐵礦石價格的不斷攀升，鋼鐵企業的生產成本也隨之不斷提高，為保證企業利潤的不斷增長，各鋼鐵企業都開始加大環保及節能減排措施的推廣。為此迫切需要建立一個能提供及時、準確、大量并可以實現數據共享的能源計量信息系統平臺，以此作為企業領導人優化生產工藝流程、降低企業生產成本的決策依據。我公司于2005年組織實施了太鋼能源數據自動采集系統工程，經過不斷地改造、更新和完善，目前該系統運行穩定，經濟效益顯著。 1 系統的結構與配置 該系統設計為三層架構：最下層為現場采集層，由MOX RTU模塊、觸摸式顯示屏、無紙記錄儀、現場變送器、帶RS485通訊接口的電表等采集單元組成；一級由一臺I/O服務器、一臺趨勢服務器和兩臺工程師操作終端組成；二級由兩臺數據庫服務器和四臺結算終端組成。 系統配置： ⑴二級：數據庫服務器――雙Pentium XEON，3.2GHz/2G RAM/512K Cache/內置式RAID磁盤陣列 73G×2/100M網卡/熱插拔冗余電源（機架式磁盤陣列柜＋73G×5）； 軟件：Windows2003 Server＋Oracle 10i 結算終端――Pentium XEON，3.4GHz/512M RAM/512K Cache/硬盤 73G×2/100M網卡/熱插拔冗余電源； 軟件：Windows2000 Professional＋結算系統 ⑵一級：I/O服務器和趨勢服務器――Pentium XEON，3.2GHz/1G RAM/512K Cache/內置式RAID磁盤陣列 73G×4/100M網卡/熱插拔冗余電源（機架式磁盤陣列柜＋73G×5）； 軟件：Windows2003 Server＋CT_5000（CITECT SCADA服務端）＋P2B_5000＋IDC_5000 工程師操作終端――Pentium XEON，3.4GHz/512M RAM/512K Cache/硬盤 73G×2/100M網卡/熱插拔冗余電源； 軟件：Windows2003 Server＋DC_5000（CITECT SCADA操作站） 2 系統功能及特點： ⑴系統功能： 一級：實現現場數據的實時采集，生成測量值的實時曲線及歷史趨勢曲線以便進行能源消耗的分析與統計，顯示各采集子站的現場數據及故障報警狀態，提供全公司范圍內的能源計量管網的監視與查詢功能，通過Plant2Business軟件向二級能源數據結算軟件提供及時、準確、完整的原始數據，同時將實時數據通過主干網絡向各相關單位進行WEB發布。 二級：實現各種能源介質的結算；通過原始數據進行能源供需平衡分析、管網線路的損耗分析、生產單位能源量的使用異常分析等；實現能源數據的匯總與統計，生成能源介質的計量數據日報表、綜合日報表、月報表等，并通過公司主干網絡發布統計后的能源產耗信息，提供給能源介質的消耗單位和生產單位，用以指導和組織生產。 ⑵系統特點： a、應用先進、可靠的MOX RTU硬件和SCADA組態軟件，具備較強的可擴展性； b、可遠程查詢并修改RTU采集子站的現場儀表參數，掉電不丟失； c、通過調用變量的趨勢曲線實現對歷史數據的跟蹤分析； d、系統設計為三層架構，并提供與L3（MES系統、計質量系統）和L4（ERP系統）進行數據共享的接口； e、較為嚴格的安全性措施，可分區分級保護，通過服務器進行合法性檢查，甚至可對具體的數據項和操作進行安全保護； f、多種采集方式結合（MODBUS、DDE、OPC、RS485、GPRS和無線電臺等）； 3 MOX RTU模塊的特點： RTU是SCADA系統的重要組成部分，擔負著現場數據采集以及進行無線遠傳數據的任務，其外形如圖3所示。 MOX RTU具有以下特點： ⑴多種輸入信號可供選擇，在模塊單元選型時確定何種輸入模板，也可通過更換RTU內部的測量模塊來改變信號的輸入類型； ⑵可進行I/O模塊的擴展（包括數字量和模擬量），最大可擴展255個模塊； ⑶使用MOX IDE和MOX Graf軟件可方便地進行現場組態，設置和下載MOX RTU的配置文件及程序文件，具備多種標準函數可供調用，用戶可根據實際情況開發所需功能，使得整個系統具有很強的靈活性； ⑷RTU內部帶有后備電池，供電中斷時可保證特定區域的內存數據掉電不丟失； 4現場采集方案的設計： ⑴基本RTU：該方案針對現場的變送器或二次儀表輸出的4-20mA直流信號，使用RTU內部的四塊AI模板進行模擬量的轉換，轉換結果存儲在RTU內的特定內存地址中，通過讀取該內存地址的值獲取該通道相應的電流輸入值，再將該電流值按通道的量程設定參數變換為現場物理量的測量值。每塊模板8個輸入通道，若現場需測量超過32個物理量，則可通過增加擴展I/O模塊來滿足測量需要（設計中將擴展I/O模塊以總線方式連接在RTU的COM1接口）； ⑵無紙記錄儀：該方案用于日本橫河的DX200型帶以太網接口無紙記錄儀的數據采集，通過DDE技術（使用橫河DDE接口軟件）將現場無紙記錄儀中的測量值直接映射至服務器的內存地址中，再通過DDE接口軟件將測量值讀取到SCADA系統中顯示（缺點是只可以讀取測量值，不能對無紙記錄儀的參數進行查詢和修改，若改用橫河的OPC接口軟件可解決該問題）； ⑶采用GPRS的電表采集：在電表數據采集中由于現場高壓電無法敷設電纜，且電表分布比較散亂，故采用帶GPRS通訊功能的RTU，現場RTU與電表間采用RS485通訊，將電表數據讀取到RTU內存地址中，再通過申請的DDN專線，收集各RTU發送回的數據； ⑷采用無線電臺的電表采集：對于現場可敷設電纜，且電表比較集中的情況，采用將電表的通訊口集中到無線收發器的接口端，形成一個無線子站，通過無線主站與子站之間的通訊，將電表數據采回； ⑸非標RS485通訊協議：對于某些具備RS485通訊接口，但協議不統一的設備（如浙江天信的TBG型智能流量計、上海華明IAAS8660智能流量計和部頒協議DL/T645-1997的電表等），須嚴格按照協議的規范編寫相應的通訊程序，下載到RTU模塊中，實現對這類設備的采集； ⑹MODBUS通訊協議：主要針對觸摸顯示屏和具備MODBUS接口的設備（如浙江天信的TDS型蒸汽智能流量計），幾乎無需編程，只要進行簡單組態即可實現RTU對設備的數據采集。 5 結束語 太鋼能源數據自動采集系統的成功上線，基本解決了能源計量過程中人工抄數不及時、不準確，信息反饋滯后的問題，實現了能源數據采集的自動化、信息傳輸的網絡化、結算的電子化、能源計量的現代化和精細化等目標，促進了節能降耗工作在全公司范圍內的推進，為企業創造了可觀的經濟效益。隨著新技術、新工藝的不斷引進，該系統也必將在功能上得到不斷完善，技術不斷創新，為太鋼更高的節能目標提供更加有力的基礎數據支持。