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摘要：计量管理是工业企业中不可缺少的管理项目，对监控产品质量，提升产品生产效率和可靠性具有积极作用。计量仪表数据采集系统，是建立在计量仪表的基础上的智能信息采集系统，可以有效转变传统计量仪表分布不均、人工巡检和抄表等缺点的数据信息采集系统，对提升数据信息采集效率和准确性具有积极的作用，可为计量管理提供准确的数据信息。基于此，本文对计量仪表数据采集系统展开分析，并详细的解读其在计量管理的运用，具体内容如下。
关键词：计量仪表；数据采集；计量管理；应用；分析
1导言
为进一步推进和规范福建省重点用能企业的节能管理工作，获得企业能耗的真实数据，有效评估和提升企业节能减排水平，福建省质量技术监督局2009年开始建立《福建省城市能源计量管理动态监测平台》对福建省重点用能单位的能源计量器具配备、总能耗数据、产品单耗、重点工序能耗以及管理节能开展情况进行动态监管。福建省机械科学研究院设计的“企业能源计量数据采集管理系统”是对企业内部的水、电、汽、煤、油等能耗产品的使用量数据进行计量、采集、汇总、上报和分析管理的企业内部计算机智能化管理系统。其作用是帮助企业提高能耗管理的自动化信息化能力，实现降低能耗成本，并将企业的各项能耗数据上传到福建省技术监督局的《福建省城市能源计量管理动态监测平台》。本文介绍该系统的构建方法及主要功能和设计技术。
2计量管理分析
所谓计量管理是指计量部门对所有测量手段和方法，完成对途径、结果条件等的管理。计量管理的目的是保障计量仪表和相关设备的准确性，合理控制电能的传输和消耗情况。计量管理是现代企业生产和管理的重要组成部分，也是增加企业市场竞争力的关键部分。其中，具体的计量管理在产品质量中的影响如下。一是计量管理。运用计量管理可以按照国家的相关量制、量值和相关技术规范完成对企业产品的规范，并详细对误差的范围进行厘定，有助于建立计量标准仪器，并使得产品的整个生产流程受到的控制和检测，从而保障产品的整体质量。二是计量数据信息控制。借助计量管理可完成对所有生产过程的计量信息获取，根据计量数据，完成对资源和物流等内容的调整，从而达到提升产品效率和质量的目的。三是有助于测试管理水平提升。借助计量管理对提升产品的测试水平和测试效率具有积极作用。以轧钢生产为例，借助计量管理，完成对轧钢生产各个流程的监控和测定，达到控制不合格率的控制，某企业借助计量管理将合格率由原本的90%，提升到99.7%，提升幅度明显。
3系统的构成
“企业能源计量数据采集管理系统”是一个由现场计量仪表、数据传输网络及采集计量数据的计算机管理系统这三部分构成的计量数据采集的物联网系统。系统结构如图1所示。
图1系统结构图
3.1现场计量仪表
计量仪表实现对能耗产品的使用量进行计量，为实现信息自动采集还要求计量仪表具有数字化的数据通信功能。现场计量仪表是物联网的传感部分。针对电、油、煤、汽等不同的能耗产品，应设计和选用不同的计量仪表。
3.2电能计量
电能计量仪表使用福建省奥克机电技术有限公司研制生产的三相电子式多功能电能表。该电能表使用DL/T645规约，通过RS-485通讯接口传输数据。主要功能：一是分时计量正向、反向有功和正向、反向无功以及四象限无功电量；以上电量存储12个月的数据。二是计量正向、反向有功总和各费率的最大需量及发生时间。三是具有4个时区，4套日时段表，10个日时段，4种费率，周休日和13天的节假日。反向电量的计量可设置运行一套时段。
4数据采集器
4.1数据采集接口设计
接口软件采用MODBUS-RTU议对底层智能设备数据进行访问，将获得的数据进行规范处理，映射到组态文件规定的空间。接口软件对数据采集服务器提供MODBUSTCP/IP服务，当数据服务器有数据请求时，接口软件将映射空间的数据按照标准MODBUS-TCP协议提供给数据采集服务器。
4.2底层设备的数据采集
接口软件根据组态文件的扫描策略，通过MODBUS-RTU协议对底层设备进行轮询访问，根据组态功能对采集到的数据进行规范，规范后的数据映射到组态文件规定的内存空间。当实时数据点数小于16点以下时，实时数据的刷新周期在0.8s以内，非实时数据的采集按照组态策略进行。数据采集器采集到底层数据后，由于数据为原始数据流，数据采集器还需对采集的数据进行处理，处理函数为配置文件规定的函数（函数处理源代码略）。
4.3采集数据上传
数据采集器响应远程数据采集服务器的MODBUSTCP/IP的请求，按照预先制定的协议要求，将映射空间的相应数据发送给主机，上传数据通讯符合标准的MODBUSTCP/IP协议。
4.4数据缓冲
接口软件能够保存近3d的历史数据，并提供访问接口及客户端应用。接口软件能够识别上行网络的连接状态，在上行网络断开或故障的情形下，能够自动缓存未传送的数据，数据的刷新周期不大于60s。缓存数据的多少以存储空间的容量为上限。接口软件能够识别静态数据文件，并能响应远程服务器的静态数据请求，将静态数据发送给数据服务器。
5经济效益
计量仪表数据自动采集实现方法已经在某化工企业装置得到应用，从运行结果来看，采集过程运行稳定，采集准确度、精度较高。这种数据自动采集方案解决了长久以来上层监控管理系统数据来源的困扰，取得了经济效益如下。一是摒弃人工录入，采用数据自动采集大量化工装置的计量数据没有完全实现自动采集，基本为人工录入，不仅耗费大量的时间和精力，还由于人为因素造成数据可靠性不高，实时性不强，难以给上层管理系统提供可信赖的基础数据，这种数据自动采集方法很好解决这一问题，提高了计量数据的准确性、实时性，能够为生产管理和计划统计部门直接了解企业当前生产和装置运行的状况，从而便于对企业生产和经营做出正确的指挥和调度。二是减少接口开发，维护更加简洁方便针对不同输出类型的计量仪表进行数据自动采集，以往需要针对仪表进行接口开发，传统的接口程序开发不但工作繁重，标准不统一，而且上线运行后维护难度大，此次是对不同类型仪表进行输出转换为统一标准，利用数据采集设备进行简单组态和标准化编程而实现，方案简单且高效。三是减少仪表设备更换，节约资金成本随着化工企业对计量数据需求的增加，为了实现数据自动采集，需要将计量仪表更换为统一输出类型切支持通讯协议，改造成本较高，参考本次设计，可以继续使用原仪表，灵活增加相应的转换设备即可实现，大大降低设备投资。
6结论
计量仪表数据采集系统在炼油厂的应用，使大庆石化公司炼油厂计量技术和管理水平实现了由“狭义的工业计量”到“广义的工业计量”的飞跃。计量和生产不可分割地紧密联系在一起，使计量工作不仅是技术基础工作，而且是企业生产、经营、管理的组成部分。计量仪表数据采集系统在炼油厂的应用，为在石化公司内推广该项技术积累了有益的经验，随着现场总线、网络通讯技术普及和提高，该项技术必将在石化企业得到广泛的应用。
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