论文导读：在中国已参与100多个水厂的建设。本文通过扬州市自来水厂的信息系统项目。通过引入消息队列机制和文件池概念。而对于各种分析和报表统计用的数据。系统采用WindowService技术和MSMQ（MicrosoftMessageQueue）技术。系统使用OWC组件快速、灵活地实现各种报表的自定义功能。
关键词：水厂，信息系统，MSMQ，文件池，报表，OWC
引言：加入WTO是我们与世界真正接轨的良好契机，从长远来看这是利大于弊的。但是，单就供水行业的现状来看压力巨大。国内的水务行业由于种种原因体质孱弱，全国供水行业30％以上亏损，北方城市亏损面甚至达到50％。入世后，竞争将更趋激烈，压力主要来自对中国水务市场虎视眈眈的跨国水务公司。全球最大的三家水务公司法国苏伊士-里昂水务集团、威望迪集团、 英国泰晤士水务公司早已将中国作为全球市场的重要部分来开拓， 凭借巨额资本及先进技术正逐步确立在中国水市场的霸主地位。其中名列全球500强的苏伊士-里昂水务集团，在中国已参与100多个水厂的建设。如何降低成本、提高工作效率，增强企业的竞争力，是企业在迎接挑战过程中不得不考虑的问题。提高企业的信息化水平在一定程度上可以大大提高企业的行业竞争力，这对于供水行业也不例外。本文通过扬州市自来水厂的信息系统项目，介绍了水厂信息系统项目建设过程中的关键性环节，希望能够对国内其它水厂的信息化建设有借鉴作用。
1、系统整体描述。
此自来水厂管理信息系统主要为B/S架构，使用最先进的三层网络架构开发完成。Web服务器和数据库服务器分离的方式，使系统的安全性和性能得到很大的提高。分离后，整套系统的压力分担在不同的服务上，而且对于Web服务器，还可以采用集群，更好地提升了服务器的承受能力；另外Web和数据库服务器的分离，使数据库服务器不对外公开，只和web服务器相连接，防止黑客的攻击。论文检测。同时，Web服务器和数据库服务器可以互为备份，一旦其中一台服务器出现故障，可以迅速迁移到另外一台服务器上去，保证系统正常运行。对于用户而言，无需在本地机器安装软件，就可通过浏览器登陆系统进行操作。因此，系统用户的办公地点将不受任何限制，只要系统允许，用户可以在任何时间、任何地方办公，包括出差在外地都可以使用。
1.1系统网络拓扑如下：
详细说明：
l工业控制网可以和企业内部网加以分开，增加企业工控网的安全性。
l对于数据采集，系统提供针对工业标准的OPC和DDE的数据采集服务。凡工业设备提供的OPC Server和DDE Server都符合工业标准，系统就可以对此设备进行数据采集服务。
l通过引入消息队列机制和文件池概念，数据采集服务采集数据，成功采集后将数据放入文件池，同时发消息给数据导入服务。这样数据采集和数据导入到数据库是分布式执行的，增加数据采集服务的稳定持续性，也提高了整体性能。
l文件池：数据文件的集合，每个文件中包含了采集指标的时间点、指标号、原始值和修正值。导入服务就是对文件池中的文件写入数据库，从而大大提高了性能。
l数据的采集是按最小单位（每秒）来进行的，而对于各种分析和报表统计用的数据，如：合成指标数据（某个指标数据不能直接采集得到，只能通过某些指标通过合成而得到）、5分钟数据、小时数据、天数据等，系统是通过数据库服务器中大量的存储过程和安排任务来自动完成的。
l所有业务逻辑和对数据库的存取访问功能，部署在WEB应用服务器中，客户端访问数据必须经过WEB应用服务器。
l对外数据服务，如生产数据集团内上报、对外WEB数据服务，系统采用不同的数据库，相互间通过Web Service或者其他方法，增加了数据的安全性和数据的一致性。
l企业内用户有CS结构的曲线用户和采用浏览器作为客户端的其他用户。
1.2 系统业务构成及流程
1.2.1 数据采集
这部分首先要进行指标定义，包括水量、电量、水质、水压、电压等。其数据来源主要从PLC设备中采集计算修正所得的数据和人为输入两种方式。自动采集主要是通过OPC接口完成对OPC Server 的访问；通过DDE接口完成对DDE Server 的访问。人工采集主要是因为有部分指标的数据是自动采集系统无法取得的，所以需要进行人工输入。为了方便用户操作，为了及时有效的将数据输入系统，系统以Web作为人工输入的主要技术手段，操作者可以通过IE来访问我们的系统，然后将生产管理系统中的指标数据输入系统。
1.2.2 数据转换
这部分主要就是对部分指标进行合成和生成历史数据。指标合成是指在同一周期下多个指标经过一定计算得到的指标值。历史数据生成包括秒到分、分到5分钟、分到小时、小时到天、天到月、月到年的转换。
1.2.3生产报表系统
主要对各种生产统计报表进行分类别管理，便于浏览和查询。不同的报表允许定义生成的时间，定时自动生成；允许报表按用户要求在其它时间重新生成；允许定义报表的阅读级别和操作权限。用户也可通过报表自定义功能随时修改报表和增加新报表。所有报表由Excel模板生成，所以报表具有Excel类似的许多功能。
1.2.4曲线分析系统
对任意单一指标的数据以曲线显示的方式来进行分析。曲线分析分动态（实时）曲线分析和历史曲线分析，分析周期有5分钟、小时、天、月。对多指标曲线分析，主要对相关指标组合的数据以曲线显示的方式来进行分析，曲线图形可有1、2、3个。用户也可通过曲线自定义系统修改多曲线和增加曲线分析。
1.2.5生产设备管理
对设备建立档案；对设备进行运行状态监控；统计生产设备运行情况；对设备进行保养。其中，对设备的运行状态监控是通过采集来的设备开关量信息来保证的。
2．系统关键技术的实现。
由于这部分设计的内容较多，而且篇幅有限。这里只对部分关键技术做介绍。对于技术难度不是很大的功能模块可以参考其它系统的实现，这里就不再重复。
2.1 数据采集
整个系统起源于对PLC设备进行数据采集。系统提供两种数据采集服务，只要用户使用的工业设备遵循两种工业标准，即工业标准OPC（OLE forProcess Control，OPC 为硬件制造商与软件开发商提供了一条桥梁，透过硬件厂商提供的 OPC Server 接口，软件开发者不必考虑各项不同硬件间的差异，便可自硬件端取得所需的信息）和DDE（Dynamic Data Exchange，动态数据交换），系统就可以完成工控设备的数据采集工作。
由于从硬件采集数据的频率相当高，如果我们是一边采集一边又将数据插入到数据库中，那么数据库是无法承受如此频繁的写入操作的。所以系统将数据采集功能分为两个服务来进行：从硬件读取数据的数据采集服务，和将采集来的数据写入到数据库中的导入服务。通过中间文件，以整个文件的方式，大批量的纪录一次性进入数据库。具体来讲，系统采用Window Service技术和MSMQ（MicrosoftMessage Queue）技术。采集服务负责采集数据并将数据放在文件中同时发送消息给导入服务，导入服务接受到消息后，从消息指定的位置读取指定文件，并将文件内的记录一次性导入到数据库中。这样大大增加了数据采集的稳定性和系统安全性，从而提高了数据采集的性能。论文检测。而且微软的MS.NET 开发工具对MSMQ编程提供了良好的封装，这里就不做详细介绍，可参阅微软的相关帮助文档。
2.2基于浏览器的报表系统
系统使用OWC组件快速、灵活地实现各种报表的自定义功能，其报表的定义和操作如同操作Excel一样方便，同时还解决了WEB应用报表打印这个难题。OWC是Office Web Component的缩写，即Microsoft的Office Web组件，它为在Web中绘制图形提供了灵活的同时也是最基本的机制。在一个intranet环境中，如果可以假设客户机上存在特定的浏览器和一些功能强大的软件（如IE5和Office 2000），那么就有能力利用Office Web组件提供一个交互式图形开发环境。这种模式下，客户端工作站将在整个任务中分担很大的比重。论文检测。微软的ASP.NET可以把OWC方便的引入到系统当中来。只要给将我们存放在数据库里的各项数据负值给OWC组件，OWC就可以按照用户的需求以各种图表的方式显示在客户端浏览器上。报表模板通过Excel来定义，并将模板配置信息保存为XML文件。这样既满足了用户自定义报表的需求，也增强了系统的可扩展性。
3．小结
系统将生产过程中的PLC工控设备和软件应用集成在一起，通过对自来水厂生产环节中工控设备的数据采集，将数据实时/历史分析、数据上报、状态数据的监控和统计、自动生成多种报表等应用完美地结合在一起，为制水行业的生产过程提供了一整套数据采集→数据分析→监控→报表的信息管理平台。同时，其设备管理部分通过生产设备状态的监控、使用统计、修理计划等功能，有效实现了对生产设备的管理，令设备更好地为生产服务。基本上满足了企业对信息技术的要求。
参考文献：
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