摘要：介紹了化工企業(yè)中，通過局域網(wǎng)和Internet，實現(xiàn)電能量的計量計費。
關(guān)鍵詞：計算機通信技術(shù)

Abstract: The paper introduces the way of implementing of electric energy meterage in chemical-plant enterprise based on LAN and Internet.
Key words: computer correspond technology

1  引言

    電力工業(yè)是國民經(jīng)濟的一個重要支柱產(chǎn)業(yè)，而電力作為一種特殊商品在市場經(jīng)濟中處于舉足輕重的地位。隨著電力法的實施和電力工業(yè)的體制改革，電網(wǎng)的運營和管理正逐步走向商業(yè)化，電能量計量系統(tǒng)的建設(shè)是隨著電力商業(yè)化運營的開展、電廠出現(xiàn)多元化投資主體而開始的。電能量計量系統(tǒng)主要任務(wù)是采集、處理、存儲、統(tǒng)計各電廠的上網(wǎng)電量、聯(lián)絡(luò)線關(guān)口點電量和各用電關(guān)口的下網(wǎng)電量，為計算和分析提供基本數(shù)據(jù)。
化工企業(yè)的用電需求量往往巨大，電能的有效利用是工廠連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)裝置長期、穩(wěn)定運行的前提，是提高企業(yè)經(jīng)濟效益的保證。管理技術(shù)人員實時掌握工廠用電情況，顯得日益重要。某廠通過局域網(wǎng)和Internet，實時獲得準確的計量管理數(shù)據(jù)和全廠重要工藝參數(shù)情況，從而提高企業(yè)的管理水平，亦使工廠內(nèi)部產(chǎn)生較好的經(jīng)濟效益。本文即對此系統(tǒng)做一介紹。

2  數(shù)據(jù)采集

    數(shù)據(jù)采集就是把來自各種傳感器的信號數(shù)據(jù)實時、準確的測量或匯集起來，用計算機進行實時處理或記錄存儲，實時完成測試和控制功能。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通過微機的標準接口連接各種功能模塊、儀器儀表和傳感器，組成測量系統(tǒng)。
    數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用電能采集終端（ADAM 8579）采集各廠站電表數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過一系列通信協(xié)議規(guī)約（如870-5-102通信協(xié)議）提供給計算機進行加工處理。
    電能量采集到數(shù)據(jù)庫是一個重要的步驟，具體方案如下：
    變電站的電表，通過RS485通信方式連接到一個數(shù)據(jù)采集終端上。數(shù)據(jù)采集終端再通過光纖、無線GPRS、CDMA等接入以太網(wǎng)中。通訊前置機通過TCP/IP協(xié)議與以太網(wǎng)相連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，再將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫中。WEB服務(wù)器通過局域網(wǎng)與數(shù)據(jù)服務(wù)器相連，并且讀取數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步。局域網(wǎng)中的其他終端通過訪問WEB服務(wù)器就可以對數(shù)據(jù)進行觀察，統(tǒng)計和管理。
    如圖1所示，系統(tǒng)運行的硬件環(huán)境包括若干電表，若干數(shù)據(jù)采集終端；數(shù)據(jù)采集終端一端與電表通過RS485通信方式相連，另一端與通訊前置機連接，與前置機之間可以是光纖或者無線GPRS，CDMA連接；通訊前置機的另一端與服務(wù)器通過網(wǎng)線由TCP/IP協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸，負責接收數(shù)據(jù)采集終端傳送來的報文；數(shù)據(jù)服務(wù)器負責儲存采集到的數(shù)據(jù)；而WEB服務(wù)器接收服務(wù)器的數(shù)據(jù)并以直觀的方式來顯示各種有用數(shù)據(jù)；工作站和終端可以瀏覽和修改各種有用數(shù)據(jù)。

圖1  數(shù)據(jù)采集具體環(huán)境配置

    整套系統(tǒng)采用先進的數(shù)據(jù)驅(qū)動機制，以數(shù)據(jù)為核心，通過SQL Server2000數(shù)據(jù)庫作為后臺數(shù)據(jù)庫，提供一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，與后臺數(shù)據(jù)的接口采用SQL Server2000提供的專用接口技術(shù)，便于海量信息處理，大大提高了系統(tǒng)的運行效率，同時也提高了數(shù)據(jù)的安全性，通訊模塊和應(yīng)用模塊在這個數(shù)據(jù)平臺的基礎(chǔ)上運行，實現(xiàn)不同的規(guī)約和通訊方式遠程獲取電能數(shù)據(jù)，通過完善的糾錯機制和一系列數(shù)據(jù)保護機制保證基礎(chǔ)電能數(shù)據(jù)的唯一性、完整性和正確性。并可以通過這個數(shù)據(jù)平臺與其他系統(tǒng)實現(xiàn)無縫數(shù)據(jù)共享。同時重要程序的打開或關(guān)閉都需要密碼，防止了本系統(tǒng)被人為破壞或機密泄漏，提高了安全性。

3  數(shù)據(jù)庫

    數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、電能數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫編輯系統(tǒng)組成。
    數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用的是MICROSOFT公司的SQL Server2000企業(yè)版數(shù)據(jù)庫，SQL Server2000數(shù)據(jù)庫是一個關(guān)系數(shù)據(jù)庫。在SQL Server2000中，用戶可以對數(shù)據(jù)進行分類，然后使用多個較小的表來分別存儲每一種類型的數(shù)據(jù)，同時也可以將不同類型數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系存儲起來，用于產(chǎn)生綜合性數(shù)據(jù)。此時，每條信息只在一處存放，減少數(shù)據(jù)重復(fù)，節(jié)約存儲空間，這樣更新數(shù)據(jù)時速度既快又準確，修改表結(jié)構(gòu)也非常容易。用戶還可以查找、添加、刪除、更新表中的數(shù)據(jù)。
    電能數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)安裝在工作站上，它根據(jù)各個待測電表傳輸數(shù)據(jù)的協(xié)議，通過同步程序與服務(wù)器相連接；服務(wù)器通過電能數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)給電表發(fā)送詢問報文，電表響應(yīng)后再通過電能數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)返回信息即是需要采集的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通過報文的形式傳輸?shù)椒?wù)器上，服務(wù)器接收電表傳輸來的報文后，通過對報文的解析得到電表當前的各種數(shù)據(jù)，如正有功窗口值、負有功窗口值等。數(shù)據(jù)庫編輯系統(tǒng)提供對系統(tǒng)中所有表和程序的訪問與修改，安全方便、簡潔易用的特點，使得用戶無須學會使用SQL Server也可以方便的修改數(shù)據(jù)庫中的內(nèi)容，同時重要程序的打開或關(guān)閉都需要密碼，提高了安全性。
    系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫存在數(shù)據(jù)服務(wù)器中，同時為防止數(shù)據(jù)服務(wù)器的系統(tǒng)崩潰，采用雙機熱備，準備一臺備用數(shù)據(jù)服務(wù)器，當主服務(wù)器出現(xiàn)問題時，可以將數(shù)據(jù)自動傳遞到備用服務(wù)器上，避免損失。WEB服務(wù)器通過路由器實時采集數(shù)據(jù)服務(wù)器中的數(shù)據(jù)，僅僅作為調(diào)用作用，本身不修改數(shù)據(jù)服務(wù)器，這樣做的好處是避免用戶網(wǎng)的病毒感染數(shù)據(jù)服務(wù)器。同時WEB服務(wù)器要作好病毒防范，安裝必要的防火墻系統(tǒng)和殺毒系統(tǒng)，一旦發(fā)現(xiàn)病毒，可以立刻進行清除。

4  網(wǎng)站的設(shè)計

    WEB發(fā)布系統(tǒng)主要是針對電能量計量計費系統(tǒng)制作的WEB瀏覽器，它可以在局域網(wǎng)內(nèi)的任一臺終端上顯示，方便用戶及時了解由電能量計量計費系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)信息，并做出相關(guān)的操作處理，如打印、保存等。考慮到電能量系統(tǒng)的互動性，使用ASP與JSP結(jié)合的方案來設(shè)計該網(wǎng)站，即采用ASP制作互動頁面，采用JSP產(chǎn)生形象直觀的用電棒圖、曲線圖等。
    (1)  設(shè)計語言及相關(guān)知識
ASP允許腳本語言直接加在HTML網(wǎng)頁中，在服務(wù)器端產(chǎn)生動態(tài)和互動內(nèi)容的網(wǎng)頁。ASP和VB Script是同HTML標記結(jié)合在一起使用，都是單純的文本文件，并不需要額外的程序進行編譯。只要WEB服務(wù)器支持ASP，就可以在網(wǎng)頁加上ASP程序代碼。
    ASP的處理過程如下所示：
    含有ASP程序的網(wǎng)頁→WEB服務(wù)器支持→純HTML網(wǎng)頁
    處理過程是在服務(wù)器中，而不是等到該網(wǎng)頁下載到客戶端計算機的瀏覽器執(zhí)行。
    對于一個含有ASP程序的網(wǎng)頁，一旦瀏覽器向WEB服務(wù)器請求此網(wǎng)頁，會先在WEB服務(wù)器轉(zhuǎn)譯成HTML網(wǎng)頁，但它可能含有客戶端的JavaScript或VB Script程序代碼。而瀏覽器收到的是處理過的網(wǎng)頁內(nèi)容。
    ASP和瀏覽器無關(guān)。ASP程序最后傳到客戶端計算機的仍然是標準的HTML網(wǎng)頁，不論使用Netscape還是Internet Explorer都沒有關(guān)系，只要支持HTML都可以正確顯示。而且，ASP的源程序不會被傳到客戶瀏覽器，因而可避免所寫的源程序被他人剽竊，也提高了程序的安全性。
    ASP依靠HTTP協(xié)議實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞，當瀏覽器瀏覽網(wǎng)頁時，需要向服務(wù)器提出請求，就是輸入URL地址。HTTP協(xié)議傳送的并不只有位置信息，HTTP“文件頭”（reader）信息中包括有瀏覽器版本、時間、傳送的表單域的內(nèi)容。
    服務(wù)器請求的步驟是：先檢查網(wǎng)頁是否存在，接著處理HTTP的文件頭，根據(jù)擴展名判斷是否為ASP程序。如果是就執(zhí)行它，并且將文件頭的內(nèi)容傳送到ASP程序。HTTP協(xié)議的頭文件是用戶傳送數(shù)據(jù)給服務(wù)器和服務(wù)器傳送給瀏覽器的橋梁。
    JSP與ASP特性相當，所不同的是JSP采用Java腳本，而ASP采用VB腳本，兩者都是嵌入在HTML文本語言中，Java語言有平臺無關(guān)性特點，也就是說只要安裝了Java運行環(huán)境，它不僅能在Windows操作系統(tǒng)中運行，同時可以在Unix、Linux、Mac等系統(tǒng)中運行，相比ASP更靈活，同時，在制作棒圖、曲線圖方面，Java更有無可比擬的優(yōu)勢，它的算法更精確，運行起來對系統(tǒng)資源占用更少。
    ASP與JSP的結(jié)合網(wǎng)頁兼有安全性和靈活性的特點，能夠更好的充當WEB服務(wù)功能，對于電能量系統(tǒng)更是不可或卻的平臺。
    (2)  網(wǎng)頁表單程序及系統(tǒng)功能
    ASP程序是服務(wù)器端的網(wǎng)頁程序語言，客戶端的網(wǎng)頁只是負責取得用戶輸入的數(shù)據(jù)，送到服務(wù)器端來處理，所以網(wǎng)頁表單就是ASP程序的數(shù)據(jù)輸入界面，如同Windows的對話框，是用戶與后臺數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)或程序進行溝通的橋梁。
    網(wǎng)頁的表單域驗證可分為客戶端表單域驗證和服務(wù)器表單域驗證。客戶端域驗證的優(yōu)勢是速度快，可以馬上指出用戶域輸入上的錯誤，而服務(wù)器端域驗證需要在整張表單輸入完畢后，才能在服務(wù)器端進行檢查。但是，在客戶端域驗證的問題是，檢查的程序代碼每個人都可以看到，也就是說什么域需要檢查都一目了然，這樣程序代碼就有可能被修改，造成站點安全的漏洞。
    系統(tǒng)的首頁是由報表、統(tǒng)計表、事件查詢和平衡查詢四個功能模塊，包括七種類型的報表：日報表、月報表、年報表、月統(tǒng)計表、年統(tǒng)計表、事件查詢表和平衡查詢表等組成。其中日報表、月報表和年報表是根據(jù)電表統(tǒng)計數(shù)據(jù)，而月統(tǒng)計表和年統(tǒng)計表是根據(jù)變電站或用戶統(tǒng)計數(shù)據(jù)。
    網(wǎng)站主要有系統(tǒng)接線圖、檔案管理、電表計量曲線及棒圖顯示、用戶計量曲線及棒圖顯示、事件查詢、信息發(fā)布等功能：
    整個系統(tǒng)的操作權(quán)限分為管理級用戶和普通級用戶，管理級用戶負責整個系統(tǒng)信息調(diào)度、權(quán)限分配、數(shù)據(jù)庫的管理等。普通級用戶不需要過多的計算機通信和數(shù)據(jù)庫知識，便可以通過瀏覽WEB頁來查詢電能情況并做簡單修改。