胡 浩

（铜陵有色股份铜冠信息科技有限责任公司 安徽 铜陵 244000）

1 引言

金威铜业作为铜陵有色内部金属加工的龙头企业，是第一批参与有色能源管理建设的单位之一，公司主要消耗能源种类有电、水、天然气等。金威铜业共有16个区域采集点，包含了120台智能电表，5台天然气表，9台水表和一套控制系统，由于全厂采集点比较分散距离远，现场偏远的区域搭建光缆，已有网络区域采用可管理交换机划分单独的VLAN，确保信号传输的稳定性,各单位的能源计量表计数据通过SCADA系统采集、传输并存储在中心数据库中,实时能源数据先写入实时数据库中，能源管理软件从实时数据库读取后应用处理，再写入关系数据库中。通过组态软件从实时数据库中读取实时数据，展现实时能源监控画面。

2 下位数据采集

金威铜业厂区网络设计建设为管理到桌面的网络平台。为保障信息安全，在金威铜业网络中再划分一个VLAN，专门传输厂区电、水、气等计量数据。通过数据通讯网关再接入金威铜业中心网络，并与集团能源中心互联。

2.1 智能电表

金威电力系统主要包含总降电表、1PS至5PS的高压配室电表和低压配室电表，合计120台，其中高压配室电表采用DL/T_645-1997多功能电能表通信协议，低压配室电表采用DL/T_645-2007多功能电能表通信协议,接口采用RS485标准串行电气接口，协议为主从结构半双工通讯方式，协议设置为数据位8位、停止位1位、偶效验，DL/T_645-1997协议的波特率为1200bps，DL/T_645-2007协议的波特率为2400bps，每个电表都有各自的地址编码，有采集器发出信息帧来请求获取数据，每个帧有起始位、数据位、偶效验位、停止位；DL/T_645-1997协议与DL/T_645-2007协议除了波特率不同，获取数据的数据标识也不通，这里我们读取每个电表12组数据，见表1。

表1 电表数据表

采集器ECP模块通过调用DL645功能块，循环发送报文读取每个电表的每组数据，再通过编程软件中Modbus address Map启动Modbus地址映射，将读取的变量分配给Modbus地址，上位iFIX通过Modbus TCP/IP协议读取映射后的Modbus地址，电表电流互感器和电压互感器变比在上位iFIX中转换的，这样修不但改方便、直观而且减少采集器的使用内存。

2.2 水表

厂区内水表种类较多，根据水表说明书的参数定义，发送不同的报文来读取水表的瞬时流量和累计流量，波特率、数据位、停止位、奇偶效验都一样的水表可以串在一条RS485通讯线上，设置好不同的地址即可读取数据，下面我们以厂中使用较多的肯特表为例，肯特水表通信接口RS485波特率范围1200～19200bps（该项目中设为9600）、8数据位、1位停止位、无效验位；水表的参数定义为：地址40000对应瞬时流量，地址40003对应正向总流量整数位，地址40005对应正向总流量小数位，数据长度为都为2。

主站请求帧：01 03 00 02 00 02 65 CB

地址 功能码 寄存器地址 寄存器个数 校验码

从站响应帧：01 03 04 BE 80 00 00 DF F3

地址 功能码 字节数 数据 效验码

2.3 气表

金威厂区气表种类也多这里主要介绍两种典型的气表，第一种是燃气总表，第二种是生产上用的很广的天信燃气流量计；燃气总表港华燃气已经采集过了，流量计通过EK260型气体体积修正仪接入协议转换模块DT200将数据送入PLC控制系统的Modbus RS485模块，再将数据通过无线发送的港华后端平台；考虑到不影响港华原有系统，我们采用在协议转换模块DT200的RS485出口处增加一套RS485共享器，实现多主对多从的传输（没有共享器的情况下Modbus RTU只支持一主对多从的方式传输）；根据港华提供的协议转换模块DT200资料参数：Modbus RTU、8位数据位、1位停止位、无效验、9600bps、数据格式为32位浮点数，标况体积地址40401，标况瞬时流量地址：40403，工况体积地址：40404，工况瞬时流量地址：40405，通过采集器发送对应的报文成功的读取了数据。天信流量计串口配置为：Modbus RTU、波特率9600 bps、8位数据位、1位停止位、无骑偶效验，参数定义为：40001总量 Double，40005 标况流量 Float，40007 工况流量 Float，具体收发报文如下：

主站请求帧：02 03 00 00 00 04 44 3A

从站响应帧：02 03 08 40 B7 AA 00 00 00 00 00 41 A2

地址码 功能码 字节数 数据（Double）：6056校验码

3 上位数据传输

采集器读取的数据通过Modbus TCP/IP协议传给iFIX。在iFIX工作台中集成过程可视化（HMI）、监视控制（SCADA）、实时历史趋势、报表、报警、安全、计算等功能，集成的画面通过iFIX WebSpace软件WEB发布，实时数据通过Proficy Historian企业级实时历史库以极高速完成采集、归档等，金威EMS服务器的iHistorian通过Server to Server采集器可方便、快捷地把本地iHistorian服务器中的数据发送到集团公司的iHistorian 服务器中，平衡数据的分布，从而实现EMS能源管理中心的能源的管理、平衡、分析、监控等全局管理功能。

[1]杨更更.Modbus软件开发实战指南.清华大学出版社，2017-01

[2]翟天嵩.iFIX基础教程，清华大学出版社，2013-09.

[3]兰少华.TCP/IP网络与协议，清华大学出版社，2006-01.