Материал: Разработка систем сбора и отображения данных систем теплоснабжения

Разработка систем сбора и отображения данных систем теплоснабжения

Содержание

Введение

Постановка задачи

.1 Описание проблемы

.2 Предлагаемое решение

Сбор данных с помощью программного обеспечения "ПРОЛОГ"

.1 Основные функции программы "ПРОЛОГ"

.2 Установка и настройка

.3 Структура архива

.4 Абоненты

.5 Узлы учёта

.6 Таблицы данных

.7 Загрузка данных

.8 Подключение приборов

.9 Подготовка отчетов

Язык программирования VBA

Язык программирования HTML

Web-сервера Apache

Реализация сбора данных

.1 Создание и настройка узлов учёта

.1.1 Узел учёта СПТ961

.1.2 Узел учёта СПГ761

.2 Сбор данных

.3 Экспорт данных

.3.1 Экспорт данных средствами программы "ПРОЛОГ"

.3.2 Экспорт данных с использованием VBA

Реализация Web-сервера

.1 Установка Apache

.2 Разработка сайта с показаниями приборов

Принцип работы серверной системы

Безопасность труда при реализации проекта

.1 Организация рабочего места оператора

.2 Планирование и оснащение рабочего места

.3 Обеспечение мер безопасности на рабочем месте

.3.1 Шум как вредный производственный фактор

.3.2 Вибрация как вредный производственный фактор

.3.3 Электробезопасность при эксплуатации ЭВМ

.4 Меры пожарной безопасности при эксплуатации ЭВМ

Обоснование эффективности проекта

Заключение

Литература

Введение

Научно-технический прогресс предоставляет всё большие и большие возможности для ведения и организации производства. Но для того, чтобы основное производство предприятия функционировало нормально необходимо иметь грамотно налаженную инфраструктуру.

На предприятии ОАО "НАПО им. В.П.Чкалова" происходит перевооружение системы отопления с переходом на использование природного газа.

Природный газ сегодня является одним из основных используемых энергоресурсов. Его основным потребителем всегда была и остается промышленность. Доля промышленного потребления газа достаточно значительна и может достигать 60%.

Однако энергоучет «вчерашнего дня» не может устроить сегодня промышленные предприятия. Потребители начинают осознавать, что в их интересах рассчитываться с поставщиком энергоресурсов не по каким-то условным нормам, договорным величинам или устаревшим и неточным приборам, а на основе современного и высокоточного приборного. Именно поэтому предприятия по газификации и газоснабжению стремятся как-то реорганизовать свой энергоучет, сделав его адекватным требованиям дня сегодняшнего.

Кроме того появляется необходимость в более современных средствах визуализации всех получаемых данных, а также оперативном контроле над всеми узлами учёта газа, тепла и воды.

При наличии современной автоматизированной системы коммерческого учета энергоресурсов (АСКУЭ) промышленное предприятие полностью контролирует весь свой процесс энергопотребления и имеет возможность оперативного контроля над всей отопительной системой предприятия.

1 Постановка задачи

.1 Описание проблемы

Решение проблем энергоучета на предприятии требует создания автоматизированной системы контроля и учета энергоресурсов (АСКУЭ), которая в общем случае содержит три уровня (рисунок 1):

а) нижний уровень - первичные измерительные преобразователи (ПИП) с телеметрическими выходами, осуществляющие непрерывно или с минимальным интервалом усреднения измерение параметров энергоучета потребителей (расход, мощность, давление, температуру, количество энергоносителя, количество теплоты с энергоносителем) по точкам учета;

б) средний уровень - контроллеры (специализированные измерительные системы или многофункциональные программируемые преобразователи) со встроенным программным обеспечением энергоучета. Контроллеры, осуществляющие в заданном цикле интервала усреднения круглосуточный сбор измерительных данных с территориально распределенных ПИП, накопление, обработку и передачу этих данных на верхний уровень;

в) верхний уровень - персональный компьютер (ПК) со специализированным программным обеспечением АСКУЭ, осуществляющий сбор информации с контроллера (или группы контроллеров) среднего уровня, итоговую обработку этой информации как по точкам учета, так и по их группам - по подразделениям и объектам предприятия, отображение и документирование данных учета в виде, удобном для анализа и принятия решений (управления) оперативным персоналом службы главного энергетика и руководством цеха и предприятия.

Рисунок 1 - Обобщенная структурная схема трехуровневой АСКУЭ

На данный момент на предприятии функционируют только нижний и средний уровни. Вся обработка информации, получаемой с контроллеров, осуществляется вручную. Каждый работник цеха, кому необходимы эти данные, списывает их самостоятельно непосредственно с контроллеров. Полностью отсутствуют возможности обработки, хранения и последующей визуализации получаемых данных, а также их просмотра по локальной сети.

Всё это ведёт к замедлению делопроизводства и ослаблению контроля над отопительной системой в целом.

.2 Предлагаемое решение

В качестве альтернативного решения предлагается использование серверной системы (рисунок 2).

Рисунок 2 - Логическая схема проектируемой системы

В таком случае вся работа по хранению и обработке информации будет осуществляться сервером сбора данных, а их визуализация и доступ к ним по локальной сети - Web-сервером. Таким образом, описанные проблемы можно будет назвать решёнными.

Целью данной дипломной работы является разработка и реализация верхнего уровня автоматизированной системы контроля и учета энергоресурсов, а именно:

разработка и реализация сервера сбора данных;

разработка и реализация Web-сервера;

обоснование эффективности проекта.

2 Сбор данных с помощью программного обеспечения "ПРОЛОГ"

программирование сервер теплоснабжение

Непосредственно для снятия показаний с приборов будет использоваться программное обеспечение "ПРОЛОГ".

Программа "ПРОЛОГ" - это программный продукт, предназначенный для хранения данных, полученных непосредственно от приборов учета или перенесенных посредством накопителя АДС90 и их вывода в виде таблиц необходимого формата.

.1 Основные функции программы "ПРОЛОГ"

Программа "ПРОЛОГ" характеризуется следующими основными функциями:

поддержка приборов СПТ941, СПТ942, СПТ943, СПТ961, СПТ961 (мод 961.1 и 961.2), СПТ961М, СПГ741, СПГ761, СПГ761 (мод 761.1 и 761.2), СПГ762, СПГ762 (мод 762.1 и 762.2), СПГ763, СПГ763 (мод 763.1 и 763.2);

загрузка данных из накопителя АДС90;

загрузка данных из приборов учета при непосредственном подключении;

загрузка данных из приборов учета при соединении по телефонной линии посредством модема в ручном режиме или по расписанию;

загрузка данных из приборов учета при соединении через сеть Интернет;

загрузка данных из приборов, находящихся в сети;

ведение архива абонентов, узлов и данных учета;

получение текущих данных с приборов и вывод их на экран компьютера в режиме реального времени;

вывод отчетов о потреблении энергоносителей на печать по шаблонам;

экспорт данных учета.

.2 Установка и настройка

Программное обеспечение "ПРОЛОГ" устанавливается как обычное Windows-приложение. Компоненты программы "ПРОЛОГ" образуют одноименную группу в меню панели задач. Ярлык для запуска программы также создается на рабочем столе.

После установки программы на жестком диске находятся собственно программа "ПРОЛОГ", файлы справки, утилита деинсталляции, набор шаблонов и программа обновления программного обеспечения АДС90.

После запуска программы на экране появляется окно, в котором можно выделить несколько основных областей (рисунок 3).

Рисунок 3 - Программа "ПРОЛОГ"

.3 Структура архива

В качестве основных элементов архива, являющегося хранилищем для всех данных программы, выступают абоненты и узлы учета, которые содержат таблицы данных. На рисунке раскрыта таблица "Месячный архив" узла учета "Пример СПТ942 ТВ1", принадлежащего абоненту "Примеры узлов".

При выделении в панели базы данных пункта "Архив" выводится таблица, с информацией обо всех зарегистрированных узлах.

.4 Абоненты

Доступны три основных действия с абонентами: создание, удаление и изменение свойств. Эти действия выполняются по командам из раздела меню "Узел". Команда "свойства" также доступна из контекстного меню, вызываемого правой клавишей мыши.

По команде "Создать абонента" на экране появляется окно "Учетная запись абонента", куда пользователь вносит информацию об абоненте.

Обязательно для заполнения одно свойство (поле) абонента - его наименование. Остальные поля могут заполняться только при необходимости.

Просмотр или изменение информации об абоненте доступны по команде "Свойства" из контекстного меню.

Команда "Удалить" может быть выполнена только для абонентов, не имеющих узлов учета. Перед выполнением команды программа выдаст дополнительное предупреждение.

.5 Узлы учёта

Через пункт меню "Узлы" доступны три команды, применяемые к узлам учета: "Создать узел", "Удалить" и "Свойства".

По команде "Создать узел" вызывается окно "Учетная запись узла", в котором пользователь может внести информацию об узле учета. Обязательные для заполнения поля выделяются светло-желтым цветом. Создание узла таким способом обязательно в двух случаях: если прибор будет опрашиваться через Интернет или если прибор находится в составе сети приборов. Для других вариантов подключения узел может быть создан автоматически, после первой успешной попытки чтения данных с прибора, не зарегистрированного в архиве. В этом случае программа сама предложит создать новый узел, наименование которого будет содержать тип и идентификатор (номер) прибора, а сам узел будет приписан абоненту "Новые". Опцию автоматического создания новых узлов можно отключить в настройках программы.

Выполнение команды "Удалить" приводит к уничтожению учетной записи и всех данных учета энергопотребления этого узла. Для предупреждения потери этой информации программа запросит подтверждения перед выполнением операции удаления.

При выборе команды "Свойства" появляется окно "Учетная запись узла", в котором можно просмотреть или изменить информацию об узле учета.

Узлы можно перемещать от одного абонента к другому, для чего предусмотрены команды "Вырезать" и "Вставить", из контекстного меню

.6 Таблицы данных

Вся информация, полученная с приборов учета посредством накопителя, сохраняется в архиве программы в табличном виде. Эти таблицы недоступны для редактирования.

Перечень таблиц определяется прибором учета, установленным на узле. Так, раскрытый на рисунке 3 узел учета "Пример СПТ942 ТВ1", оборудованный тепловычислителем СПТ942, характеризуется следующим набором таблиц: часовой, суточный (показан в окне просмотра) и месячный архивы, настроечные параметры (база данных) прибора и тотальные счетчики.

Перемещение в окне данных осуществляется с помощью линеек прокрутки, клавиш управления курсором или панели НАВИГАТОР.

.7 Загрузка данных

"ПРОЛОГ" обеспечивает чтение архивных данных из приборов СПТ941, СПТ942, СПТ943, СПТ961, СПТ961 мод 961.1 и 961.2, СПТ961М, СПГ741, СПГ761, СПГ761 мод 761.1 и 761.2, СПГ762, СПГ762 мод 762.1 и 762.2, СПГ763, СПГ763 мод 763.1 и 763.2.

За один сеанс могут быть считаны данные одного из двух типов, различающихся составом (рисунок 4).

Рисунок 4 - Составы видов архивов

Час. арх. - часовой архив;

Сут. арх. - суточный архив;

Дек. арх. - декадный архив;

Мес. арх. - месячный архив;

Арх. НС - архив нештатных ситуаций;

Арх. ПП - архив перебоев питания;

БД - база данных;

Изм. БД - изменения базы данных;

Тот. сч. - тотальные счётчики.

.8 Подключение приборов

Существует два способа подключения приборов для загрузки данных:

а) прямое подключение;

Для загрузки данных из приборов по прямому соединению предусмотрено два варианта работы с программой.

Во-первых, пользователь может щелчком мыши выделить любой узел и в контекстном меню выбрать команду [Опросить прибор - Все архивы] или [Опросить прибор - Месячные архивы]. Компьютер пошлет запрос на получение данных от конкретного прибора с уникальным идентификатором. Если подключенным окажется иной прибор, то сеанс связи не состоится.

Второй вариант получения данные при прямом кабельном соединении это команды [Связь - Опросить прибор - Все архивы] или [Связь - Опросить прибор - Месячные архивы]. Наравне с этими командами меню, инициировать сеанс связи можно и нажатием кнопки на панели инструментов. "ПРОЛОГ" автоматически определит тип подключенного прибора и начнет считывание данных. Недостатком этого варианта является увеличение времени опроса и невозможность считать данные с приборов, находящихся в сети.

б) удаленное подключение приборов;

Под удаленным подключением подразумевается подключение посредством:

GSM-модема;

сети Интернет;

последовательного COM-порта.

Удаленное подключение приборов имеет ряд преимуществ:

этот способ подключения можно использовать для всех приборов, поддерживаемых программой "ПРОЛОГ". На стороне компьютера обычно достаточно стандартной установки модема средствами операционной системы;

все операции по получению данных при удаленном доступе осуществляются из окна "Менеджер удаленного опроса приборов", которое вызывается командой [Связь - Удаленный опрос приборов] или одноименной командой с панели связи.

.9 Подготовка отчетов

Одна из основных задач программы - облегчение и ускорение работы при подготовке отчетов об энергопотреблении. Для этого пользователю предоставлен механизм вывода данных по шаблонам. Всю работу по подготовке отчета можно разделить на три основных этапа:

а) редактирование шаблона;

Все операции по редактированию (созданию) шаблона выполняются в окне "ПРОЛОГ дизайнер". В этом окне предоставлен широкий набор инструментов, важнейшими из которых являются вставка данных из таблиц узла учета, вставка текста и вставка математических функций.

Вместе с программой поставляются несколько типовых шаблонов отчетов. Кроме непосредственного применения, их удобно использовать как основу для создания собственных шаблонов.

б) назначение шаблонов;

На этом этапе пользователь выбирает, какие шаблоны из имеющихся будут использоваться для вывода отчетов об энергопотреблении данного узла. Выбор осуществляется в окне "Шаблоны отчетов", которое вызывается одноименной командой из контекстного меню выбранного узла учета или таблицы данных.

Общие шаблоны хранятся в виде отдельных файлов в директории "Template" каталога, куда установлена программа. Такая организация позволяет добавлять новые шаблоны простым копированием файлов из различных источников.