远程管理系统技术方案.docx

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1、1 .项目概述本项目为XX企业对其实行的各个中心项目实现远程能源管理。通过对各个项目B运行工况进行实时监测、分析，运行能耗数据进行记录、对比，以提高各个中心项目的运行水平，减少运行费用，减少人工成本，延长设备使用寿命。各个能源中心站分布于全国各地，每个能源中心站都配置了管理系统（或自控系统）进行数据采集、集中监控。因此本项目所波及的内容重要是通过互联网技术、数据库技术等将分布于全国各地的中心采集的数据集成到XX企业的远程监控管理中心。2 .远程管理系统网络构造规划2.1 远程管理系统网络构造规划2.2 关键技术路线-数据传播将数据从现场管理系统或自控系统通过互联网远传到XX企业集中监控的远程管

2、理中心，其关键技术就在于数据传播。目前常规的有OPe访问和数据库访问两种技术可实现。这两种技术都依赖于网络的可靠性，当网络故障时将不可防止的出现数据丢失，这对能源管理系统来说是一种重要的缺陷。就本项目而言，能源数据的完整性是至关重要时,实时监控重要有现场监控计算机完毕。本方案综合了OPC技术、数据库技术、数据压缩、缓存等技术，完全防止了网络故障导致的数据丢失的隐患，同步提高了数据传播速度和效率。如网络构造图所示，在每个现场监控站安装一台计算机（现场实时数据库服务器，简称KDC服务器），配置本方案所选用的KDC软件包，KDC服务器读数据进程将现场监控站数据读取到KDC服务器，并将数据压缩寄存在缓

3、存区（缓存区大小可由顾客设置）,同步数据发送进程将缓存区日勺数据发送至远程能源中心站数据采集服务器。当互联网故障中断时，只要缓存区设置的足够大，实时数据可寄存在缓存区，带网络恢复后可继续上传至远程能源中心，保证数据的完整性。为节省投资，简化硬件构造，也可将现场监控计算机和KDC服务器合二为一，即直接将KDC软件包安装于监控计算机上。逻辑构造如上图所示，上图中SCADA和I/OSeVer层不在本方案设计范围内。但规定SCADA层即现场监控计算机监控软件具有OPC接口在整个数据采集和存储aJ过程中，KingDataCoIIeCtOr(KDC)作为客户端，实现底层设备的数据采集并向KingDataS

4、erVer(KDS)传播数据；KingDataSerVer则作为服务器与数据库或亚控工业库KingHistorian链接,用来接受来自多种KingDataCoHeCtOrB数据并按照预期的规则将接受到日勺数据保留至数据库(关系数据库(如：SQLServer)或者亚控工业库KingHistorian)oKingDataCollector系统构造图KingDataCoIIector是一种布署到现场监控系统中日勺数据采集器程序，可将现场监控系统的数据以最小流量、间歇性发给数据中心的KingDataServer,数据经由KingDataServer被存储到位于数据中心B工业库或关系库中。KingDat

5、aCollector（现场监控站） 安全采集,支持多种系统B数据采集操作，对系统安全绝无任何影响； 精确传播,将历史数据透过低速网络精确、安全无丢失传播到数据中心； 压缩传播,传播前日勺无损压缩，可以有效减少GPRS网络流量； 安全采集,支持周期采集、订阅采集,绝无回写，保证系统安全； 精确传播,具有当地数据缓存,网络恢复后优先传播缓存的历史数据,数据传播提供必要的应答操作,传播失败后具有重发机制,保证数据唯一性，不会因网络原因导致数据反复传播;压缩传播,支持GPRS、ADSL、VPN等以太网接入方式,可选对采集的数据进行数据压缩，如变化压缩、死区压缩等。可以对数据传播前进行打包压缩，减小GP

6、RS网络流量；可选间歇式数据传播数据如周期传播，在特定期间点传播;系统远程维护，可以在数据中心完毕对现场KingDataCollectorB远程配置;可以监视多种运行状态和流量信息；可以对采集服务进行远程控制;支持系统运行日志,对系统运行进行记录，详细记录多种操作；如记录多种异常状况，记录关键操作环节,提供日志查询。辅助项目工程师对软件系统后期维护。支持连接测试,可以通过图统;标显示服务与否启动、与数据源和数据中心与否连接成支持软件操作系统,Windows所有操作系统、WinCE操作系统、LinUX和Unix操作系具有高效日勺性能，最大支持3万点数据采集（周期采集和订阅各1.5万点），传播前可

7、压缩为原数据大小的20%o可以处理每秒20万条的突发数据记录，持续1小时;KingDataServer是一种数据接受和转发程序。一般位于数据中心，用来接受多种远程KingDataCoIIecter发送时数据，并可以完毕向工业库或关系库完毕数据存储。KingDataServer（远程能源管理中心） 远程管理，提供对远端KingDataCOIleCtor管理功能; 数据接受，接受并汇总现场KingDataCollector发送B数据；可以对数据进行野点剔除（小波变换、最小二乘法）；处理反复传播数据，保证数据存储0唯一性和精确性； 数据存储，支持多种数据源和工业库TAG映射规则；工业库Tag属性可以

8、继承数据源Tag属性；可以存储到指定的工业库中；可以存储到指定的关系库中（宽表和窄表）；支持数据缓存功能； 远程管理，可以对远程用JKingDataConeCtor进行采集控制；可以修改远程的KingDataColleCtor采集参数；可如下发升级程序；可以完毕远程自动升级； 在线配置，顾客可以在数据中心对远程KingDataCOlleCtOr进行配置维护； 支持系统运行日志，对系统运行进行记录，详细记录多种操作； 支持系统冗余（集群冗余） 状态监视和通讯流量数据信息的记录； 具有高效日勺性能，最大支持100万点数据汇总（达实测试50万/分）；最高支持5万点每秒的数据向工业库存储;2.3数据管

9、理系统KingHistorian(远程能源中心)本次系统集成统一监控考虑到集成的数据量比较大,假如采用常规的历史数据库或关系性数据库很难满足大量历史数据的存储、计算、管理和查询工作,假如有工作站系统扩展就更难满足需求,因此本次系统在充足考虑系统扩容B前提下强烈推荐使用工业级0数据库。指标关系数据库工业数据库数据类型时间数据类型仅是以时间格式存储数据，数据库系统不准时间序列方式管理数据。作为时序数据库，系统根据数据的时间戳次序组织数据H勺存储。数据构造山多种可定制记录构造I肉表构成，每个表可定制索引，表和表之间可定制关系。所有的表具有相似的数据记录构造，且总是以测点ID和时间作为索引。数据I/O

10、数据输入与输出频繁度相似，且多以单个记录或数量有限的记录集为单位进行操作。数据输入是常常性的，数据的输出按需要响应。在常规应用中，输入的数据量多达数千或数万条记录。数据精度以记账型数据为主，例如货币的多少，库存数量等。数据精度以测量设备小J精度为基准，以比例或千分比在一定正负区间内变化。数据备份以完整的数据集方式，离线备份。在线/实时备份。对于数据日勺存储、数据库规模、数据的查询这些关系数据库难以处理B问题，工业数据库日勺处理方案:指标关系数据库工业数据库数据的存储数据的存储速度不够快，I/O操作是瓶颈。根据数据构造、数据I/O特性进行优化，提高了I/O性能。数据库规模数据存储空间规定过大，实

11、际工程中难以满足。根据数据精度特性，对数据进行过滤和压缩，减少了存储空间。数据的查询伴随数据库规模的扩大，查询的性能衰减严重。根据时序数据特性进行优化，提高了查询性能。总结通用数据库。面向工业领域的专用数据库。综上所述,对于规模庞大的生产数据只有面向工业领域专用的工业数据库才能满足企业应用的J需要。数据管理中心重要完毕现场数据的存储、计算、管理工作.重要选用亚控企业的工业实时/历史数据库产品Kinghistorian作为过程数据存储服务器。(1)、采集性能本方案的采集系统产品稳定支持5万点、10万点数据采集。本方窠选用的KingHistorian工业实时/历史数据库在数据的采集方面,性能如下:

12、 毫秒级的数据采集KingHistorian日勺数据采集时间辨别率为毫秒 广泛B数据采集KingHistorian支持OPC数据采集器，文献采集器等多种采集器 单个数据采集器每秒采集超过10,OOO点次(2)、存储频率对于关系数据库，无法应对频繁的数据存储，很难逾越3000条记录/秒，主线无法抵达可靠日勺数据存储速度，而在石油企业监控信息系统中，实时数据日勺采集、记录、分析都要超过这个极限。而工业数据库，10万点H容量和每秒高达30万点存储速度，完全可以满足空调行业频繁日勺数据存储需求。工业数据库稳定测试性能: 单台服务器可稳定容纳多达1,000,000个数据点 单台服务器存储速度每秒300,

13、OoO点次200018000016000014000012000010000080000600004000020000 JIliH OHii l=i=i;系列1场景1无背兽条件。场景2另IS加1个背景插入客户就以3000/s速度进行100个变，场景3KH :5个背直询客户卷每秒周期查询出史数据,每次共直海25个变1的300万条历史敌蠢.个变量的20万条历史数据.个变量的20万条实时数据.5个背景宣洵客户未每秒周期直询历史辘每次共直询255个背景直词客户送每秒周期直询实时数建每次共查询1万KingHistorian每秒存储量实测(3)、数据库规模例如：本系统1万测点，每秒存储一次，每个事件占8个

14、字节，使用160G/硬盘进行存储。按照公式：字节*采集时间*数据点计算：8bytes*(60*60*24*365)*10000=2522.880G,即原始数据需要16块硬盘。一般如下表：数据规模硬盘数量(块)6.9G/天12522.880G/年1625228.80G/十年158空调行业数据量庞大，数据规模扩张迅速，一般的关系数据必须专门的进行数据压缩方面0二次开发，不过压缩是在数据存储之后，数据库服务器必须额外承担数据压缩时I/O处理，同步压缩比例难以抵达理想状态；而对于我们提供0数据中心方案，在数据采集、存储过程就支持4种数据压缩算法，直接压缩后数据进入工业库，一般的数据压缩比率可达20%-

15、30%,对于相对稳定的工业数据，甚至抵达3%5%。亚控改进的死去压缩效果双层压缩数据趋势对(4)、查询与并发数据查询重要有：变量的J实时查看，变量数据的历史查看，单个变量的J日、月、年数据查询、报表，多种变量的报表数据查询，变量的对比数据图标，以及客户端的并发访问。所有B这些查询，假如是在一种关系数据库日勺管理系统，伴随系统规模、数据规模B扩张，系统性能将不停变差。工业数据库对任意变量一天数据(50,000-100,OOO条记录)的查询不超过5秒,任意数据查询报表的生成不超过5秒，最大支持256客户端并发访问。并且，系统的所有查询并不会由于系统规模的扩张、数据量的增大而出现性能减少的问题。所有

16、的图表查询将由专门的记录数据系统预先完毕数据计算,从而防止图表查询过程进行批量的数据记录计算。(5)、在线的组态式数据管理 简便日勺组态KingHistorian简化了数据词典的创立和组态，容许顾客通过管理工具，在KingHistorian中自动创立数据标签。这样无需输入任何数据就可以组态大量的数据标签，防止发生输入错误，并可以在几小时内完毕从应用程序的安装到成千上万数据采集配置。同步使得组态系统与数据系统具有相似日勺数据管理构造，形成统一B系统数据管理词典。 完全的在线配置在整个的数据中心，所有的变量添加、编辑都是实时在线的。顾客在系统运行时可以修变化量系统，添加新的变量，修改已经有aJ变量

17、属性，在配置完毕后，只要提交修改后的设置，整个系统可以直接在运行状态过渡到性的配置运行，不会有任何的数据丢失。 便捷、易用日勺管理工具KingHistorian自身具有功能强大的客户端工具，为数据管理工程师提供便捷日勺数据库管理接口。同步支持高级顾客日勺SQL语句数据查询与管理。客户端管理工具高级SQL语句支持(6)、稳健安全的系统构造 顾客角色系统良好0安全性，提供严格日勺顾客认证、权限管理和审计手段，可满足系统对安全性B特殊规定。 高可扩充架构KingHistorian具有强健的J系统架构和高度灵活的可扩展性，使系统具有最大B灵活性。 可靠性架构为保证精确、持续地记录企业数据，KingHi

18、storian采用真正分布式高可靠性的架构，采用冗余、镜像日勺技术，保证iHistorian数据库中的生产数据是持续的、非中断日勺 开放日勺数据接口使用OLEDB供应者或软件开发工具包(SDK)及多种客户端或客户自定义的应用程序来访问KingHistorian数据。2.4数据展示查询系统KingGraphic(远程中心)企业实时信息系统在企业生产管理一体化建设中起着非常重要的作用，它连接全厂所有的控制系统，并将分散的控制信息集中上传到实时历史数据库和关系数据库中，企业管理者非常但愿对这些联网信息加以充足运用，但愿通过管理网不到现场就可以监测生产现场生产状况及报警信息，从而实现企业管理效益最大化

19、。监控信息系统所规定日勺数据展示查询KingGraPhiC功能有：展示各类子系统实时、历史数据查看、实时曲线、历史曲线、趋势对比，记录报表，报警管理；不同样日勺顾客可以看到不同样的信息。同步，我们提供功图OCX控件，协助顾客完毕诊断分析。(1)、KingGraPhiC架构数据分析服务数据源用户界面(2)、超强实时视图怎样让海量的联网实时信息更轻易被顾客接受？怎样让抽象0数据得到更好的应用效果？KingGraphic画面编辑器将数据图形化，运用图形直观的先天优势再配上多种形象的动画效果，让顾客不再为数据头疼，提高实时生产数据分析的效率。KingGraPhiC画面编辑器操作简朴、所见即所得、易于理

20、解，提供有丰富齐全B图形组件，包括多种图素、曲线、数据表格、图表、工艺设备精灵图元、交互操作控件等，各类画面元素可以任意组合，通过简朴配置即可与各类数据自由关联，不管是时间序列式的J过程数据，还是关系型数据库的字段，不需要借助程序员编程，顾客就能跨越构建复杂动态图形界面日勺技术障碍。作为亚控企业级监控信息平台百科全书的专用画面系统，KingGraPhiC首先提供一种能协助顾客构建展示联网实时信息的“大的、完整的企业实时视图”B画面编辑器，首先其画面浏览器还能以ACtiVeX插件B形式和其他软件（如：IE网页浏览器、门户系统、Web应用程序等等）进行集成，为企业管理人员和技术专家提供一种能通过W

21、eb页面随时随地理解企业生产运行状况的技术手段，提高企业决策时效率和敏捷性。TBIttW心券的橙MGiSNM200AIgO 17:01:* 650-D:prjdeBQktdcBokedeBo(tlyt*uku综合监控系统!巾登*?刚出生产运行+实时m股:mSW曲靖mxnowmendtimeReal/ Hi sstarttimeNodl g TUrt)Ine DrbCn 8ofer feedwcr PUmpS PerfOrmanee”01M v% W Cg*mTbHPWHd2%o CorserI6, 700 700 0 %Q 9 00 9e： 7 7： 88 t 90 9:30GrOSSP。杆a

22、It y,oy.KW 3：.l9X08M vrBFF IB Bf44ftcy & EltHy BoteudI I 把 FWH 画 I :EMr I I $2 I I in Nqz Fzom Storq FmJ一 .LTTW TT Boiler Feed Pump S . r / S 40- ： )M2 m IC I IW/towk/XlaCAMTkiM”，* Q Wft Ml,* 一 内彳.笔支x* M(x ,& XM r2kvrktncU2AIl)r*4ktnfvev Iicroreft Xntctnct ispler .：“* Trt Cb 力,二二 tXW.2.6 现场能源子站配置序号项

23、目名称规格型号品牌数量备注1工控机IPC-810BIBM1为节省投资，也可不要计算机，将KingDataCoIlector软件直接安装于现场监控计算机2数据远传软件包KingDataCollector亚控科技1IPC-810B工控机配置：CPU飞跃双核-E53002.6G800MHz2MLGA775FSC-1814V2NA主板两条DDR2内存插槽，支持双通道DDR2667/800,最大支持2GBIntel945GC+ICH7/ICH7R芯片组原则接口：四个USB2.0、两个RS232、一种并口、两个千兆网口、四个SATA接口、一种IDE接口、一种软驱接口，一种PS/2键盘鼠标接口和一种外接键盘

24、接口/2G内存/25OG硬盘N270B27OW工业电源/DVD光驱IPC-611LP4底板PlCMGLO总线原则全长底板1个系统槽4个PCI扩展槽。2.7 远程能源管理中心配置序号项目名称规格型号品牌数量备注1数据采集服务器3500M3IBM12应用服务器IPC-810B研祥13工作站IPC-810B研祥若干根据客户需要确定4工业历史数据库KingHistorian亚控科技15000点，可根据需要逐渐升级，最高可达10万点5数据采集软件包KingDataServer亚控科技16应用开发软件包KingGraphics亚控科技17能源管理软件LTEMS蓝韬科技18设备管理软件LTFMS蓝韬科技1数

25、据采集服务器可采用双机热备，但考虑本方案所采用的创新技术，不会出现数据丢失，因此本方案为考虑节省投资成本，只需配置一台。数据采集服务器x3500M3配置： 多达2个六核英特尔至强X56903.46GHZ处理器或四核英特尔至强X56873.60GHz处理器，每个处理器插槽日勺缓存为12MB。 带寄存器的1333MHzDDR-3DIMM内存。 标配多达7个高性能PCIeI/O插槽，仅按订单配置时可使用额外2个PCI-X插槽（需移除1个标配PCIeI/O插槽）。 支持多达8个或16个小外形（2.5英寸）热插拔串行连接SCSl（SAS）或串行ATA（SATA）标配硬盘驱动器（HDD）；可用额外日勺选件

26、支持最多24个SFF2.5英寸SAS/SATA硬盘驱动器；多达4个3.5英寸易插拔SATA硬盘驱动器或多达8个3.5英寸热插拔SAS或SATA硬盘驱动器（仅按订单配置时可用）。 标配6GbpsRAID和3Gbps适配器。2.8 远程能源管理系统对现场子站日勺规定现场子站必须具有自控系统，采用的J组态软件必须能提供OPC接口。且子站自控系统集成商必须提供OPC变量表。现场子站KDC服务器应连接互联网，以便于子站KDC服务器能通过互连网将数据发送至远程能源管理中心。3.远程能源管理系统功能规划3.1 实时监视根据各子站上传的数据，实现各个能源子站的远程实时监视。监视内容取决于各个能3.2能源管理

27、各子站各空调区域冷冻水量消耗记录及运行成本记录（日/月/年报表）； 各子站各空调区域冷冻水量消耗及运行成本对比分析（饼图）； 各子站各末端空调机组风机耗电量及运行成本记录（日/月/年报表）； 各子站各空调区域蒸汽耗量及运行成本记录（日/月/年报表）； 各子站各冷水机组冷冻水量及运行成本记录（日/月/年报表）； 各子站各冷水机组蒸汽消耗及运行成本记录（日/月/年报表）（澳化锂机组）； 各冷子站水机组耗电量及运行成本记录报表（日/月/年）； 各冷子站水机组运行效率COP值记录分析； 各子站冷冻水泵电量消耗及运行成本记录报表（日/月/年）； 各子站冷却塔、冷却水泵电量消耗及运行成本记录报表（日/月/

28、年）； 各子站蓄能量计算、节能效益分析；注：实际所能实现的能源管理功能与各个子站所实现的当地监控和计量功能亲密有关。本方案所述功能为当地能源子站实现了精确、精细日勺计量功能为前提。只有能源子站当地实现了远程能源管理所需要的的数据检测，远程能源管理才能进行详细的能源计算、分析。3.3 能效指标体系建设单位建筑面积能耗单位建筑面积能耗二年运行能耗/建筑面积冷冻站房总COP值（TC0P,TotalCoefficientofPerformance）TCOP值用于单独对冷冻站系统的能耗进行评估，其定义是在冷水机组设备COP值上B延伸，计算公式如下：TCOP =冷冻站房总制冷量（KW）本定义中的冷冻站房各

29、设备包括冷水机组、冷冻/冷却水泵、冷却塔及有关辅联设备。美国ARl（空调制冷工业协会）推荐的TCoP评价指标如下：美国ARI推荐TCOP值评价指标评价结论优秀好一般须改善TCOP5.07.04.05.03.54.03.5制冷系统TCOP指标确立的难点:必须有整年冷站设备总耗电量和总制冷量的计量。锅炉能效指标对于锅炉，采用锅炉热效率作为其能效评价指标。计算公式为：=Qb1Qb2式中，Qbl为锅炉提供B热量，kJ；Qb2为锅炉消耗燃料B热量，kJ。对于整个锅炉供热（蒸汽）系统，也可采用类似制冷站TCoP值的概念来定义一种总的能效指标，即：TCoP二揭炉房总供热量（KW）照明系统能效指标（照明功率密度LPD）照明系统采用照明功率密度来标识照明系统能效，即照明功率与照明面积之比来评价照明系统日勺能效指标（W/m2）。其他尚有多种设备的能效指标，如水泵效率、输配系数等。3.4设备管理 设备基础数据：设备专业类别、设备类别、设备档案管理、仪表台帐管理； 设备保养管理：设备口保管理、设备轮保管理； 设备故障记录； 设备维修管理：设备维修告知、设备故障或隐患反馈、设备维修计划、设备维修经验库、设备维修记录、设备保养记录等;