系统工业

系统工业（通用12篇）

系统工业 篇1

化学工业的生产条件很恶劣, 生产车间多伴随着高温和高压的条件, 产品生产的原材料多为易燃易爆物品, 有的是剧毒介质和具有强烈腐蚀的物品, 化工产业是我国的传统重工业, 属于国民经济的命脉, 因此对化工产业的生产设备的要求非常高, 对其性能和安全性与可靠性要做到检验万无一失。这就意味着检验设别运行的可靠性将关系到企业正常的经营运转。因此, 加强设备管理, 重视三维检验系统作用, 对化工企业来说显的极为重要。

1 化工设备的管理

1.1 化工企业生产特点

1.1.1化工设备种类繁杂。化工生产的生产条件是恶劣的, 高温高压的环境是很正常的, 在这样的生产条件下, 对设备的要求就更具特殊性。 (2) 化工设备的介质繁杂。化工企业的生产涉及的介质, 都是易燃易爆品, 甚至是有毒有害和高腐蚀物质, 对化工设备的安全性的要求更高。

1.1.2在众多行业而中, 化工行业比较注重科学技术。化工行业需要化学、物理、生物等多种人才, 需要相互之间的合作才能完成一系列的工作任务, 如对材料进行催化处理、高温处理以及压强控制等都需要各专业技术人员的配合才能完成。

1.1.3 作为化工企业, 需要引进各种先进设备、购入各种原材料以及招揽各项人才等, 所以其花费比较高。

1.2 化工行业中三维检验系统的地位

众所周知, 化工生产过程中的不稳定因素很多, 这要求应用的仪器设备不能存在任何的质量问题。在化工企业中, 多用三维检验系统对仪器设备进行检测, 其可以检测仪器设备的运行是否符合相关标准, 及时淘汰有问题的仪器设备, 以保证生产的可持续性和安全性。在以往的报道中, 一些化工企业由于疏忽仪器设备的检测, 而导致化工生产运行中断, 更为严重的是造成工作人员的伤亡, 给企业和社会都带来了巨大的损失。因此, 从化工企业的发展来说, 企业使用三维检验系统检测化工仪器设备, 一些不达标的仪器设备就不会被用于化工生产, 从而使得化工企业生产能持续运营, 对整个化工企业来说具有十分重要的意义。

2 三维检验系统的运用

2.1 对仪器设备规定的部位进行检测

其分为日常和定期点检两个部分。检查人员应用感官, 对仪器设备进行客观分析, 并应用相关的项目和符号记录点检部位是否合乎要求, 这就是日常点检。

2.2 检测仪器设备运行状态

随着科学技术的不断发展, 检测仪器设备运行状态从以前单一的工厂技工检查, 逐渐发展为人与相关电子设备共同完成。例如电脑与检测仪相连接, 在电脑上, 可以看到输出设备的的温度、压强、振幅等重要参数。

2.3 在线监测仪器设备的运行

随着科技的快速发展, 在线检测软件和科技含量高的检测项目不断更新。对于仪器设备的检测, 以培养专业技术人才为基础, 以开发新软件为辅, 更好地适应化工企业发展的要求。

2.4 监测仪器设备所应用的技术多种多样

其中信号处理、识别、预测等技术是必不可少的。监测设备起到的作用, 一部分是识别缺陷仪器, 另一部分是科学分析所测定的相关数据。这要求, 在监测中要与设备的使用年限结合起来。要把诊断技术用于设备的整个使用寿命中, 并把过去收集的数据储存起来, 对于仪器设备的监测要持续进行, 监测过的数据要储存在数据库中, 达到对设备状况清楚掌握的效果。

3 化工企业维修策略研究

利用率是化工企业非常关注的。在化工设备的维修中, 要充分考虑设备的利用率, 从实现设备的最大价值出发, 也体现了节能的发展观。

3.1 对设备进行周期维修

周期维修是每隔一段固定的时间就要进行维修的方式。周期维修可以按照指定的计划进行, 这样工人的生产安排能良好地进行。化工企业仪器设备出现的一些问题是有规律可循的, 所以周期维修能有效地检测仪器设备的状态。然而繁杂、无规律可循的设备应用这种方法检测就不合理了。 (2) 状态维修。在化工企业中, 状态维修即是依照检测出的故障状态进行维修方法的制定。

3.2 事后维修

这是一种没有规律的的维修。在设备出现故障后, 准备好充足的人员和维修工具进行维修, 这种维修方式虽然花费少, 但是这是作为化工企业最后考虑的维修方式。

3.3 引进国内外先进的维修技术, 保障化工企业的发展

从中国2001年加入世贸组织以来, 国内外技术的交流越来越多。当前, 等离子焊、热喷涂、镶嵌等技术已经在炼油企业应用;像液压吊装、高压清洗, 机械抽芯等在各种化工企业都得到了大幅度地推广。这一切都大大地提高了化工企业设备维修的现代化水平。

总之, 三维工业检验系统在我国化工行业上的运用, 提高了化工设备的安全性和可靠性, 为化工企业的安全生产增加了砝码, 重视三维检验系统作用, 提高化工设备的管理水平和档次, 对化工企业来说, 具有非同寻常的战略意义。

参考文献

[1]赵军, 段成红.化工设备机械基础.第二版, 2010.7.

[2]李连成.化工设备维护与企业现场管理[J].化工管理, 2011, (09) .

[3]付维新.新形势下加强石油企业设备管理工作的几点思考[J].才智, 2012; (11) .

[4]百度文库.化工设备维修保养四项要求.

系统工业 篇2

2） 高级语言与汇编混合编程，既保证了系统的可靠性，又便于软件升级

3） 中文（简体或繁体）或英文（按要求）友好人机界面，操作非常简便，仅需1个小时即可学会操作

4） 动态的`工艺流程显示画面，操作人员可通过彩色显示器直观地监视整个配料控制过程，包括料仓输送设备的工作状态、秤量数据、混合机和各种工艺闸阀门的工作状态等

5） 参数修改、功能设置更加灵活，系统智能化程度高

6） 产量数据可存入硬盘

7） 留有连网端口

8） 系统可实时检测监测、显示、存储、打印各瞬时信号、变量、参数

9） 具有零点/皮重快速去除功能

10） 可设系统防误操作等功能

11） 具有自诊断功能

玻璃工业配料控制系统操作界面包含的主要内容：

1） 计量控制有手动、半自动及全自动运行方式，并可以随时切换

2） 玻璃工业配料控制系统配方表：配方编号、配方名称、原料桶号、原料名称、计量重量，可存储种以上配方

3） 原料表：原料桶号、原料名称、计量级别、落差、大小料供给、阀门开关时间

4） 动态计量程式表：含计量机构的名称、计量时间、稳定时间、产量、归零

5） 计量显示主界面：含计量机构名称、计量设定总重量、当前计量的实际总重量（动态显示）、当前计量的材料名称、当前计量的材料设定重量、当前计量材料的实际重量（动态显示）

6） 计量控制主界面：设置如下按纽开关―计量开始、计量停止、强迫单步停止（跳过某一种原料计量）、强迫全部停止（玻璃工业配料控制系统直接跳至最后结束）、计量（配料）复位（归）

7） 原料统计报表：可统计当天、当月或某段时间内某种、某几种或全部原料的耗用重量

8） 配方生产统计报表：可统计当天、当月或某月某段时间内某个、某几个或全部配方生产重量、1#、2#两个计量机构可分开或合并统计

简论工业电气自动化系统 篇3

【关键词】　工业电气 自动化 自动化系统

1.工业电气自动化的发展现状

平台开放式发展

OPC（OLEforProcessControI）技术的出现，IEC61l3l的颁布，以及Microsoft的Windows平台的广泛应用，使得未来的电气技术的结合，计算机日益发挥着不可替代的作用。

1.1　IEC6113l标准使得编程接口标准化

目前，世界上有200多家PLC厂商，近400种PLC产品，不同产品的编程语言和表达方式各不相同，IEC61131使得各控制系统厂商的产品的编程接口标准化。IEC6113l同时定义了它们的语法和语义。这就意味着不会有其他的非标准的方言。IEC6113l已成为了一个国际化的标准，正被各大控制系统厂商广泛采纳。结构化的编程方式使得程序更易管理，也提高了代码的使用效率，缩短了程序编程的周期。

1.2Windows正成为事实上的工控标准平台

微软的技术如WindowsNT、Wind0WSCE和IntemetExplore已经正在成为工业控制的标准平台、语言和规范。PC和网络技术已经在商业和企业管理中得到普及。在工业自动化领域，基于PC的人机界面已经成为主流，基于PC的控制系统以其灵活性和易于集成的特点正在被更多的用户所采纳。在控制层采用Windows作为操作系统平台的好处就是其易于使用和维护以及与办公平台简单的集成。

2.现场总线和分布式控制系统的应用

现场总线（Profibus、FF、Interbus等）是一种串行的连接智能设备和自动化系统的数字式、双向传输的分支结构的通讯总线。它通过一根串行电缆将位于中央控制室内的工业计算机、监视／控制软件和PLC的CPU与位于现场的远程I/O站、变频器、智能仪表、马达启动器、低压断路器等连接起来，并将这些现场设备的大量信息采集到中央控制器上来。分布式控制意味着PLC、I/O模块和现场设备通过总线连接起来，将输入输出模块转换成现场检测器和执行器。

3.技术与电气工业自动化

PC、客户机/服务器体系结构、以太网和Intemet技术引发了电气自动化的一次又一次革命。正是市场的需求驱动着自动化和IT平台的融合，电子商务的普及将加速着这一过程。信息技术对工业世界的渗透来自于两个独立的方向：一方面是从管理层纵向的渗透。企业的业务数据处理系统要对当前生产过程的数据进行实时的存取；另一方面，信息技术横向扩展到自动化的设备、机器和系统中。信息技术已渗透到产品所有的层面，不仅包括传感器和执行器，而且包括控制器和仪表。Intemet/Intranet技术和多媒体技术在自动化领域有着广泛的应用前景。企业的管理层利用标准的浏览器可以存取企业的财务、人事等管理数据，也可以对当前生产过程的动态画面进行监控，在第一时间了解最全面和准确的生产信息。虚拟现实技术和视频处理技术的应用，将对未来的自动化产品，如人机界面和设备维护系统的设计产生直接的影响。信息技术革命的原动力是微电子和微处理器的发展。随着微电子和微处理器技术应用的增加，原本定义明确的设备界线，如PLC、控制设备和控制系统变的模糊了。相对应的软件结构、通讯能力及易于使用和统一的组态环境变得重要了。软件的重要性在不断提高。

4.自动化系统的发展策略

4.1采用统一的系统开发平台

统一的系统开发平台应当可以支持一个自动化项目周期中的设计、实施和测试、调试和开机、运行及维护等各个阶段和环节。这样可以大大降低从设计到完成的时间和费用。统一的系统开发平台还应满足用户另一个重要需求即开发平台独立于最终的运行平台。根据项目的特点和最终用户的需求决定将统一的运行代码下载到硬件PLC、基于WindowsNT的软件PLC、嵌入式NT系统还是基于WindowsCE的控制系统中。在这方面，基于PC的自动化产品满足了以上要求。

4.2通用的网络结构

通用的网络结构对于一个成功的自矾化系统来说非常重要。整个企业的网络结构应保证现场控制设备、计算机监督系统、企业管理系统之间的数据通讯畅通无阻。企业管理层可通过lntemet/Intranet对现场设备进行实时监督。在进行系统网络规划时，无论选择与现场设备通讯的现场总线还是与上级计算机或办公系统通讯的以太网，所选择的网络产品必须能够保证从办公自动化环境到控制级直至元件级的整個系统范围内的通讯。而且，在整个网络中贯穿着集成的网络配置和编程、集成的数据管理以及集成的通讯等功能，即所谓的全集成自动化技术。

4.3标准化的程序接口

成功的自动化系统的另一个重要因素在于标准化的程序接口。基于Microsoft的标准和技术，如Windows2000、OPC、ActiveX和WindowsCE，减少了工程时间和费用，方便了自动化系统和办公系统的数据交换与共享。在与企业的MES系统、ERP系统连接时，基于Pc平台的自动化解决方案意义非同寻常。使用Windows2000作为操作系统，使用TCP/IP作为办公环境的通讯标准，PC可以在自动控制和管理平台之间建立一种最好的接口。标准化的程序接口还保证了不同厂家的软硬件产品的数据交换，不需担心它们之间的通讯问题。

4.4工业自动化的发展趋势

工业自动化的发展趋势应该是分布式、开放化和信息化。分布式的结构是一种能确保网络中每个智能的模块能够独立的工作的网络，达到系统危险分散的概念；开放化则是系统结构具有与外界的借口，实现系统与外界网络的连接；信息化则是使系统信息能够进行综合处理能力与网络技术结合实现网络自动化和管控一体化。

5.我们应以“科学发展观”的位置，高度看符“工业自动化”

企业若想开创起工业自动化的新局面，就必须围绕我国发改委和国家科技等部们的产业化指南目标，方可做到“纲举目张”，不仅如此，还要紧紧抓住将要到来的大型国际活动的机遇，如2010年的“上海世博会”之类的大型国际活动，这里面都蕴藏着巨大的“工业自动化”商机。另外，我们在开创工业自动化新局面的时候，还需牢牢把握住从“中国制造”向“中国创造”的道路转变。在保持产品价格竞争力的同时，我们中国的企业还需要在原有的基础上，继续寻找一条更为健康，更适合自己的发展道路。因为工业自动化企业，惟有不停地吸收着高技术的新营养。方可为开创工业自动化的新局面添加全新的动力。所以，我们要全面地把握好“科学发展观”的精神和内涵，结合起本部门、地区和行业的客观实际，按照“以人为本、全面协调可持续发展的要求”，严谨态度，端正目标，仔细找出差距，并总结出经验和教训，从而来转变原始的发展观念，调整原始的发展路线，切实将行动和思想统一到“科学发展观”的要求上来，把“科学发展观”贯彻到改革开放和我国“工业自动化”进一步实现现代化、国际化和全球化的过程上来。

参考文献：

[1]贤阳.应用技术的发展是工业电气自动化系统的关键-自动化博览，2008（1）.

[2]罗玲，战京涛、我国工业电气节能产品现状与营销对策、北京化工大学学报：（社会科学版），2008（2）.

系统工业 篇4

1 在线监控和预警系统内涵及建设必要性

在线监控和预警系统, 是以在线分析仪为核心, 以移动通讯为媒介, 用传感技术、自动控制、计算机应用及相关分析软件与通讯网组成综合性在线监测和预警系统。利用检测技术、网络技术与自动控制对排污企业进行全程监控、及时预防与处理污染的管理系统。

工业园存在问题与废气排放, 工业园环境问题有: (1) 居民离工业园很近, 园区有小范围居民集中, 废气污染突出。 (2) 气体源头监管有难度, 接到举报到人员到现场, 气味已经消散, 确认污染源难。 (3) 废气处理没有监控, 处理流程与排放不能有效监管。 (4) 废气超标或严重扰民, 不能接到预警, 处理滞后。急需建设废气安全预警系统, 对企业烟囱与废气排放实时监控, 对集中工业区废气监测预警。

2 在线监控和预警系统在建设中主要问题

(1) 系统安装缺乏认识, 无法保证其正常运行。工业园中很多企业对在线监控和预警系统重要性认识不够, 安装验收完后, 不重视运营管理, 陷入仪器设备无法正常运转, 集成商没有资金无力接手, 环保部门看不到, 政府大量投入的监测数据状况。

(2) 监测仪器缺少统一标准, 导致在线监测仪不能规范化运行。工业园中现有监测设备厂家众多, 一次性投资费用为进口设备50%, 仪器测量法缺乏统一标准, 监测数据偏差与运行稳定性等方面落后进口设备。由于监控设备存在质量问题, 有些企业管理不到位, 出现故障没有及时处理, 导致联网不稳定, 系统无法长期的正常运行。

(3) 自动监控设备机型多, 和国家网络连接困难多。连网软件厂家服务不配套, 阻碍在线监测仪规范运行。有的开发时间不一样, 缺乏统一采集系统, 使数据传输网与管理软件不兼容, 数据联网无期, 使数据不能兼容, 阻碍数据联网进度。

(4) 缺乏对检测系统管理机制, 无法保证数据准确。缺乏运营商的管理机制, 社会上很多没有运营资质的环保企业进入监测市场, 用低廉价格承接监测业务进行转包。技术力量与利润不能支撑维护与后期运营, 无法提供让网企业与环保部门满意的服务, 扰乱市场价格, 使安装与维护质量没有保证。

3 某市工业园在线监控和预警系统概述

(1) 首先由监测系统采集现场浓度数据, 废气治理监控系统采集企业与工况数据, 通过数据传输仪与网络通讯把数据传到废气监测与预警平台。预警平台分析数据, 数据异常则发送到环境监察与企业人员电脑终端。企业根据信息自行处理, 通过平台客户端把处理上报。如遇重大污染事故由环保部门按应急预案妥善处理。

对工业园重点企业废气处理监控系统对企业处理效果全过程监控, 有效约束超标排放, 及时调整工况与处理工艺, 源头监控废气达标排放, 提升废气治理能力。

(2) 废气监控布点对监控系统很重要, 鉴于园区有居住区, 周边也有集聚区, 为准确与客观把握废气对居民影响, 除在重点排放口与厂界设点外, 对公共区也设点。

(3) 监测因子, 主要因子是TVOC与硫化氢。

(4) 废气在线预警平台。该平台实时监控, 涵盖数据收集、处理与应急管理平台。综合该平台区域内废气各类静态与动态数据的监控、数据与报表管理、参数与任务管理等功能。针对不同废气污染, 提供应急预案, 数据异常或者事故发生, 提醒与指导采取措施与执法部门对事故应急处理。

监测仪器设定对被监测废气毒性、排放标准与精度。一旦超过报警值, 便向终端发送报警信息。预警平台设置应急预案, 根据设置的触发条件, 触发各类处理方案。例如, 针对轻微废气污染, 设置一级黄色预警, 向相关监测人员发送警报信息, 可有企业根据具体情况, 自行进行处理, 然后将处理结果上报上级有关单位, 进行记录即可, 对于污染造成的损失和处理措施, 也要进行统计记录, 为类似事件的处理积累经验。对于较为严重的污染, 设置二级橙色预警, 同样向相关人员发送警报信息, 然后根据污染的严重程度, 安排相应的技术人员和监察人员到现场进行处理, 判断是否需要对相应的设备进行检修, 同时随时跟进处理进度, 待处理完成后, 对整个事件的处理过程进行记录和整理, 并上报处理结果。对于十分严重的污染, 要设置三级红色预警, 组织应急指挥小组, 在第一时间启动应急预案, 上报相关部门, 制定针对性的处理措施, 尽一切可能, 将污染造成的影响和损失降到最低。另外, 在线预警平台如果出现故障, 也会出现报警的情况, 这时, 应该组织专业维护人员赶赴现场, 进行维修工作, 并对解决情况进行上报。

4 针对在线监控预警系统的建设意见

从目前的实际情况分析, 集中工业园区工业有机废气的污染控制受到了企业和相关环境管理部门的重视, 在线监控预警系统也得到了广泛的普及和应用, 而要想确保其作用的充分发挥, 还需要采取一定的对策和措施。

(1) 确保在线在线监控与预警系统的合法性

对重点污染源进行在线监控, 是强化环境保护, 贯彻落实科学发展观的客观要求, 同时也是落实主要污染物总量减排措施的重要依据。国家对于一些污染严重的工业企业, 都制动了相应的节能减排目标, 规定如果企业在一定时间内, 没有完成这些目标, 出现超标、超总量排污的情况, 将会对企业实施限产减排或关停处理。而自动在线监控设施取得的数据信息, 将作为标准判断企业是否完成相应任务的唯一核定标准。因此, 确保系统的合法性是十分必要的。

(2) 建立运维和长效监测机制

对于废气安全监测预警系统而言, 定期监测机制是十分重要的组成部分, 通过对监测设备的定期巡查和校准、对比等, 有效确保设备运行的可靠性和稳定性, 进而保证监测数据的准确性和有效性, 确保系统可以长期稳定的运行。

5 结语

总而言之, 在集中工业园区建设工业有机废气的在线监控预警系统, 对工业生产中的有机废气进行实时在线监控, 在废气超标排放时, 可以向相关企业和环保监察人员发送警报信息, 通知其进行及时处理, 从而减少了废气对于周边环境的污染, 保障了工业园区的环境安全, 有助于实现社会的可持续发展。

摘要：集中工业园区产生的工业废气中含有许多有害气体, 对其实行有效监测, 建立在线监控预警系统, 对于控制空气质量, 保障居民生命健康具有重要意义。系统的主要组成部分包括:废气监测、废气冶理监控、废气安全预警平台系统与一套监测机制, 通过边界设定监测点, 管理与与控制园区废气排放, 减少对群众健康影响与光化学烟雾等大气污染。本文主要对在线监控预警系统的内涵、建中存在的问题及应用进行探讨。

关键词：集中工业园区,工业有机废气,在线监控预警系统,应用

参考文献

[1]金琴芳.对集中工业区废气安全监测预警系统的研建[J].污染防治技术, 2013, 26 (4) :13-15.

[2]陆树立.我国污染源在线监控系统建设运行及对策措施研究[J].环境研究与监测, 2009 (22) :7-8.

工业共生系统设计方法研究 篇5

环境-资源问题是我国经济可持续发展的`障碍.建设工业共生系统是资源循环利用体系建设的重要组成部分和实现途径之一,提出了工业共生设计的步骤和方法,旨在为区域清洁生产和循环经济建设提供借鉴.

作 者：贾小平戴国新 项曙光 JIA Xiao-ping DAI Guo-xin XIANG Shu-guang 作者单位：贾小平,项曙光,JIA Xiao-ping,XIANG Shu-guang(青岛科技大学炼油化工研究所,山东,青岛,266042)

戴国新,DAI Guo-xin(清华同方水务工程公司,北京,100083)

系统工业 篇6

一个高度优化的环境不仅仅体现在它的空间分配与设置等方面，从属于它的图示系统也是极其重要的一个衡量标准。如果配之以一个杂乱无章、毫无整体感而言的图示系统，这将是一场失败的环境营造活动，如此图示系统反而会破坏环境本身的完美。尤其是置身于陌生环境时，加之语言无法发挥作用，图示系统的重要性更是不容忽视。同理，高校图示系统的设计也应该注意。

图示系统——从属于环境的重要内容

1.从高校图示系统入手浅谈什么是图示系统

高校图示系统是否合理，这直接影响到学校事务的有序、高效运行。想要理解高校图示系统，先要明白什么是图示系统。所谓图示系统，参考赫伯特·W·卡皮茨基教授的观点，是一种图像符号系统，并且这种图像符号系统体现着所指物的突出特征。将所指物的易于识记、辨别、区别于其他物体的特征抽离、提炼、总结，从而形成新的具有高度概括性、抽象性、简洁性的信息传达系统。

由此可得，高校图示系统也属于图像符号系统的一种，它为了高校内部环境更易于为人理解而存在。

2.高校图示系统与环境的关系

一套优秀的高校图示系统能快速、精准的传达特定信息，并且能与所属环境相互配合，营造统一的氛围，从而被来校人员所理解。在语言障碍、陌生环境的情境中，图示系统的作用将会更加明显，若在这种条件下，来校人员能够轻松的通过高校图示系统完成既定的环境体验，那么这就做到了与环境的完美结合。

优秀的高校图示系统应在环境中具备怎样的特点

1.具有明确的功能性指向、引导、防护特点

一套优秀的高校图示系统首要做到：清晰的指向性、引导性、防护性。例如每一栋教学楼的方向必须清晰直观的通过图示来呈现。精准快速的传达信息。这涉及到色彩、载体物的材质、以及图形形态等等，甚至是周边环境。再如“禁止践踏”、“安全通道”等图示设计也必须有明确的所指。

2.趣味性、游戏性

除了具备基本的功能性属性，优秀的高校图示系统还需适当兼具趣味性、游戏性。高校是学术的探究之地，从高校本身性质来考虑，将趣味性与游戏性适当融入图示系统中，能够更好的启发来校人员思考与探究的兴趣，这一点与高校主题不谋而合。

3.统一性、归纳性

宏观上讲，高校图示系统应该是统一、归纳的整体。无论从图示本身的形态、色彩，还是表现方法上看，都应处处体现内在的协调一致性、高度概括性。具备了这些特点，图示系统才能更好的与高校环境融合，才能让高校生活更加高效、便捷与舒适。

北方工业大学图示系统浅析

1.功能性指向、引导、防护方面的浅析

从功能角度看，北方工业大学的图示系统虽然具备了功能性，但这些图示一定程度上带有不确定性，指向性、引导性、防护性较弱。例如第三教学楼门前的指示牌 ，仅仅是简单的实物载体、文字排版与箭头指示（箭头方向性有误。）实际上，人脑处理图形信号的速度远远高于处理文字信号的速度，前者约为后者的6000倍，而一套优秀的图示是不需要罗列文字就可以让人心领神会的。故，应重视图形语言，并对指示牌进行归纳整理。

2.趣味性、游戏性方面的反思

以北方工业大学入门指示牌为例，只是信息的罗列，庞杂集聚，易使读者失去耐心。在这样的版面上寻找信息无疑是煎熬。另一方面，指示牌的造型与整个高校氛围并不统一。这说明在设计之初，设计师并未从环境整体出发。

3.统一性、归纳性方面的问题

从统一性、归纳性方面看，北方工业大学的图示系统亦欠缺。校园中充斥着各种材料、色彩、形态与造型的指示物，系统内部毫无统一感，且未与整个校园环境呼应。甚至基于同一个指示物而言，信息并未归纳，并未有效的整合信息。第一教学楼门前的指示标牌与校园入口的指示标牌明显不统一，当然无法形成整体性的图示系统。

北方工业大学图示整改方案（图1）

总之，当今中国高校还存在大量图示系统不当现象。以北方工业大学图示系统为例，高校图示系统应该重视图形语言，着眼于校园整体环境，除了要具备明确的功能性，不仅要做到图示系统内部统一协调，（图1）还要与整体校园环境协调，才能为校园生活营造更佳的氛围。

（作者单位：北方工业大学建筑与艺术学院）

作者简介：张孝梦，女，籍贯：内蒙古；

卷烟工业企业情报系统建设初探 篇7

关键词：企业竞争情报,情报系统,建设,组织结构

企业竞争情报于二十世纪五六十年代最先由美日研究人员和企业所提出并率先运用, 主要指有关企业自身、竞争对手、竞争环境以及由此引出的相应竞争策略的情报研究, 是企业为获取和维持竞争优势而采取决策行动所必需的信息。随着互联网时代数量级爆炸式发展的信息增长, 基于计算机系统的情报系统在繁而无序的非结构化数据信息中收集、分析、提炼对企业占领市场、获取竞争优势、保证可持续发展的关键情报, 愈发显得重要而急迫。国内著名企业如海尔、长虹、中国移动、中国网通等纷纷建立了自己的竞争情报系统。[1]烟草行业企业也开始建立符合行业特色的竞争情报系统。

卷烟工业企业建设情报系统的作用主要有: (1) 提供非结构化数据、信息的搜索和处理的基础架构平台, 实现数据、信息的获取、加工、分析、服务等全生命周期的业务工作; (2) 实现对宏观环境、行业市场、企业内部、相关方等方面的监测、获取、分析、服务等; (3) 提供企业面临的威胁与机遇的预警, 帮助领导学习最佳实践和策略, 并为领导制定和调整重大战略决策提供支持; (4) 实现对多源异构信息资源的自动化采集和整合, 建设企业跨库统一智能情报搜索平台; (5) 实现企业知识管理, 在情报流处理过程中同时将有益企业的数据、信息和情报转化成企业知识, 不断开发企业知识资源, 提高企业的核心竞争力和经济效益。[2]

1 卷烟工业企业情报系统的业务流程

在卷烟工业企业确定建设情报系统之前, 应充分评估企业发展现状以及信息化建设水平, 确定建设情报系统的必要性及可行性, 企业领导应就建设情报系统达成共识。在此基础上, 企业应依据情报“规划—收集—加工—分析—传播”的标准模型系统策划情报系统的业务流程, 确定各流程节点的职能和工作内容。

1.1 情报系统的规划

情报系统的规划是建设情报系统之前最为关键的一步。以需求为导向, 明确情报系统建设的目标与范围, 才能使情报系统建设为有源之水, 完成的情报系统及后期情报体系的建立才能有效落地。

卷烟工业企业在进行情报收集前应充分研究并明确情报系统的建设需求, 包括: (1) 情报分析的目标与解决的主要问题; (2) 情报包含的内容、范围; (3) 情报的来源; (4) 情报的需求者; (5) 情报的时间要求及资源约束; (6) 情报的解决与应用方式。

1.2 情报的收集

情报收集是指采取何种方式、建立何种情报搜集机制进行数据、信息的收集。从情报本身特性来讲, 从网络环境收集的情报大多是非机构化数据, 并且通过系统自动化统一处理以满足千变万化的情报者需求, 基本上是无法实现的。所以试图运用情报系统对获取的众多非机构化数据、信息进行“傻瓜式”加工形成情报, 本身具有相当大的难度。从这个角度上说, 情报的收集工作只要能够对定义的情报源进行自动检索、获取并进行一定程度的处理即实现了主要目的。

1.2.1 外部情报收集

卷烟工业企业的外部情报基本上为非结构化数据, 数级巨大, 存在范围广。企业外部情报利用搜索引擎和词频分析等技术自动从定义的网站、论坛、社区进行收集。网络搜索引擎基于网络爬虫程序[3], 自动访问互联网, 依据情报设置的关键词沿着网页中的所有URL爬到相关网页, 在一定链接深度或广度下提取有用数据, 返回数据库供情报人员使用。

对于外部情报中无法搜索得到的部分, 开由人工通过人际网络、信息网络获取, 整理后录入情报系统数据库。

1.2.2 内部情报收集

卷烟工业企业收集的内部情报主要包含企业各信息化系统中的非结构化数据、基于生产和管理的结构化数据及隐性的知识等。

对于信息系统中的非结构化数据, 通过情报系统的接口设置, 对其链接放入情报系统数据库中。通过情报系统自学习能力的智能分析功能设计, 对需求者搜索的情报依据频次自动分析或识别;当需求和搜索结果存在差异时, 情报系统自动分析提出增补的建议。

对于企业大量的生产、管理等结构化数据, 情报系统通过数据挖掘技术 (Data Mining, DM) 和联机分析技术 (On-Line Analytical Processing, OLAP) 等, 对数据进行立体构造、数据挖掘, 并将结果存入情报系统数据库中。

对于隐性存在的知识情报, 通过问答模块 (Question&Answer, Q&A) 的设计, 或者从外部咨询公司、数据公司、简报公司等购买的方式收集。

1.3 情报的加工

情报加工主要是对应不同来源的数据、信息的应用需求, 匹配相适应的加工方式, 以产生需求的情报知识。情报加工决定了情报的质量, 是对反复杂乱的数据、信息进行处理, 将情报原材料或半成品进行格式转换、去伪存真、整理分类形成格式统一、准确精炼、分类清晰的情报的过程。

对于外部非结构化数据、信息, 根据情报者的需求, 情报系统自动加工成规定形式的图表、文档、简报、资讯等。对于内部非结构化数据、信息, 情报系统依据搜索需求提取关联文件、标准、制度、表单等, 并按照相关度高低排列。对于结构化数据, 情报系统通过构建数据立方体, 提供数据多维度分析和挖掘的能力, 并生成对标分析报告、绩效测量报告、生成运行分析报告等。

1.4 情报的分析

情报分析主要是建设情报分析组织机构, 对情报系统的情报产品进一步分析, 根据决策者、使用部门和个人的实际需求, 形成分析报告以提供决策支持、思路调整、计划编制、资源利用、问题处理等。

1.5 情报的传播

情报的传播主要是研究、确定情报产品的共享、推送、发布的方式, 以及情报系统的信息化展现方式, 将情报产品及时分送至需求者以供使用, 并在网页上分模块展示, 提供情报的个性化管理、定制和使用等。

2 情报系统的建设

卷烟工业企业情报系统的建设主要包括情报信息系统建设和情报管理组织建设。

2.1 情报信息系统建设

情报收集子系统建设, 情报收集子系统的建设主要包括三个主要功能模块的设计建设。

(1) 搜索模块建设, 搜索模块是情报收集子系统的最重要部分, 需要具备强大的全文检索技术和文本智能挖掘技术, 通过互联网搜集各类企业需要的最新数据、信息, 并设计智能化计算程序, 对大量数据、信息自动聚类、过滤去重、分析趋势、建立关联关系, 进而存储进入原始信息库中。在这里, 情报系统搜索模块定义所需数据、信息的准确性及速度, 对各类型数据、信息的兼容性, 自动聚类、过滤去重、关联排列的智能化水平, 是选择情报系统供应商实力的重点考量依据。

(2) 数据接口模块建设, 数据接口模块建设是为了实现情报系统对企业已有信息系统及外部系统信息的兼容和对接。该模块是情报系统与企业OA、邮件系统、文件系统、数据仓库、ERP、EAM、MIS、采购系统等系统之间的桥梁, 能够实现对企业原有系统内数据、信息的收集, 或从外部采购的系统中批量导入数据, 从而省去二次改造或开发现有信息系统的工作, 避免对现有工作流程产生太大影响。

数据接口模块对企业内非结构化数据、信息进行内容管理, 在搜索读取非结构化文档的内容时存入原始信息库, 并自动建立文件索引及获取文件的操作权限。对企业内结构化数据, 数据接口模块只将检索和分析的结果返回原始信息库供分析和统计, 而不复制原始数据。

(3) web录入模块, web录入模块需要实现无法通过情报系统自动收集的数据、信息的采集, 由企业员工将数据、信息整理形成一定格式的文件, 通过手动上传录入原始信息库。模块包含问答处理功能, 将通过情报系统进行提问和回答的内容进行整理、提炼, 形成知识进行存储。

2.2 情报分析子系统建设

情报分析子系统的建设主要包括以下四个方面的设计建设。

(1) 聚类分析模块, 聚类分析模块主要依赖于情报系统对情报库中的所有内容进行相关性计算, 从而将内容、时间、关联人员进行积累、聚集, 生成热点信息、信息岛图、信息时间趋势图, 将关键情报内容及其相关信息和发展趋势进行系统自动分析, 保持情报的实时更新。

(2) 专业分析模块, 专业分析模块结合卷烟工业企业自身的特点和需要进行设计建设, 主要包括企业SWOT分析、竞争对手核心竞争力分析、竞争对手关键成功因素分析、创优对标分析、组织绩效分析等, 通过相关的理论指导设计分析的因素、内容、成果, 实现对企业社会环境、竞争对手、内部运营等内容的及时了解和掌握。

(3) 情报产品生成模块, 情报产品生成模块是对情报库和中间产品库的信息, 以及系统其它分析模块加工后的情报, 进行自动、人工加工, 生成简报、报表、报告、简讯等形式的成品, 以供情报需求者使用。

(4) 自学习分析模块, 自学习分析模块对情报检索的关键词依据关联性、热度进行自学习, 给出相关性提示, 进行关键词的纠偏和更新。对检索偏差进行智能化分析, 给出需求分析报告, 以提供情报库的补充借鉴。

2.3 情报服务子系统建设

情报服务子系统是情报系统的使用门户, 提供了情报系统围绕情报管理的各项功能, 主要包括以下三个方面的内容。

(1) 情报展示界面, 情报服务子系统以各种适当的方式对情报产品进行包装, 并在情报系统上进行分类展示, 提供分类浏览、多维检索、运用编辑、上传下载、问答评论、个性化订阅等功能。

(2) 情报知识管理模块, 情报知识管理模块将基于业务流程的流程图、制度、标准、表单、情报知识、业务专家进行融合统一, 实现企业知识的文档化管理、展示和应用。

(3) 情报产品推送模块, 情报产品推送模块将情报产品通过邮件、简讯、短信等方式推送给领导, 以供决策;将个性化订阅的情报信息、问答的更新等反馈给使用者。

2.4 情报管理组织建设

在企业情报信息化系统建设之外, 需要根据情报系统的管理要求调整企业组织机构, 结合情报工作的特点, 设计情报管理组织机构, 设置相应的角色、负责人、岗位及其职责等, 保障情报系统长期性、有效性运行。

(1) 传统情报管理组织结构, 企业情报管理的组织结构一般为层次结构, 最上层为以企业最高管理决策层和情报部门负责人构成的协作组织, 其下根据不同的经营战略目标和竞争目标, 构成不同的情报组, 每一情报组涉及一个部门或多个部门的业务和信息。情报部门是所有情报组的技术协调和信息综合处理部门。而每个竞争情报组的成员要具有高素质的业务水平, 同时还要有获取情报和分析情报的能力。[4]

(2) 卷烟工业企业情报管理组织结构, 结合卷烟工业企业组织机构的特点, 以及情报系统自动化、智能化的能力, 这里提出一种可参考的情报系统管理组织结构。即可以考虑将情报系统管理职能模块化, 嵌入现有管理部门和岗位。卷烟工业企业情报管理组织结构可用图1表示。

情报管理组织结构包括以下角色。

(1) 情报主管, 负责情报系统的总体规划和情报工作的全面组织、协调, 参与企业情报战略的决策。

(2) 情报管理员, 执行外部非结构化情报的人工采集和存储工作, 定期调研、征集和更新各部门的情报关键词, 根据情报需求提报情报库的建设需求和方案, 及时链接新增系统的非结构化情报库, 实时补充已有情报库的新增情报内容, 组织情报管理信息平台的维护, 编制情报系统管理的相关制度等。

(3) 情报员, 由各部门相关人员兼任, 配合情报管理员在本部门开展情报的收集、加工和存储工作, 以及定期提供完善、适应的情报需求关键词。

(4) 情报主题专家, 由管理、生产、设备、工艺、质量、安全等方面的专家兼任, 对Q&A提出的相关问题给予解答和反馈。

(5) 情报技术员, 由信息技术人员兼任, 负责情报管理信息平台的日常维护和系统的安全保障工作。

(6) 情报顾问, 由公司领导、外部专家、法务人员兼任, 对情报系统的宏观建设、前沿性把握、合规合法性审查等提供科学的咨询和指导。

该组织结构形式能够实现情报系统的扁平化管理, 不单设管理岗位, 将情报管理各块职能由相关岗位直接负责, 同时不过多增加岗位负担。情报管理的常设部门由情报主管部门和信息部门构成, 开展系统日常管理和信息化维护工作, 而情报系统大部分的工作则依赖情报信息系统自动完成。

3 结论

以上分析从情报的基本流程出发, 给出了卷烟工业企业建设情报系统在各流程模块上应重点考虑的关键问题, 并从情报信息系统建设和管理组织结构配套两个方面阐述了情报系统建设的主要工作。随着越来越多卷烟工业企业开始摸索和建设情报系统, 情报系统在卷烟工业企业的研究工作也将逐步深化并取得更大发展。

参考文献

[1]刘春草, 冯宗宪, 陈辉.企业竞争性情报系统的分析与建立[J].商业研究, 2006 (335) :113-115.

[2]包昌火, 谢新洲.企业竞争情报系统.竞争情报丛书[M].北京:华夏出版社, 2002:35-50.

[3]孙立伟, 何国辉, 吴礼发.网络爬虫技术的研究[J].电脑知识与技术, 2010 (15) :113-116.

工业控制系统安全研究现状 篇8

关键词：工控系统,网络安全,威胁检测

0 引言

随着信息化和工业化的不断深入交融,工业控制系统在电力、能源、智能机械、生物工程、航天、化工以及金融等众多行业的关键性基础设施中得到了广泛应用,而且越来越多地采用标准、通用的通信协议及软硬件系统,甚至有些工控系统也能以某种方式连接到互联网等公共网络中[1]。这使得工业控制系统也难免面临木马、病毒、黑客入侵、拒绝服务等传统的信息安全威胁,而且由于工业控制系统多被应用在支撑国家安全、国计民生、经济发展等核心领域,由于工业控制系统的安全事故而对社会和经济造成的影响愈来愈严重。一些敌对国,敌对势力以及恐怖分子正是看到了工控系统的重要作用,所以为了达成在政治、军事、经济、宗教信仰等方面的目的,他们很可能把工业控制系统作为重点攻击目标。

1 工业控制系统体系架构

工业控制系统(ICS-Industrial Control System)是由计算机设备与工业过程控制部件组成的自动控制系统。国际自动化协会(ISA)与IEC/TC65/WG整合后发布的IEC 62443《工业过程测量、控制和自动化网络与系统信息安全》[1]对工业控制系统给出了明确定义,即:“工业控制系统包括制造和加工厂站和设施、建筑环境控制系统、地理位置上具有分散操作性质的公共事业设施(如电力、天然气)、石油生产以及管线等进行自动化或远程控制的系统。”

如图1所示,在一般情况下工业控制系统所包含的相关子系统以及功能组件如图1所示。

(1)遥测遥控系统—数据采集与监控系统(SCA-DA)、远程测控单元(RTU)、逻辑控制或者程序控制(PLC)、分布式过程控制系统(DCS)、网络电子传感/监视/控制/诊断系统等。

(2)相关信息系统,如图形化界面、过程历史库、制造执行系统(MES)以及厂站信息管理系统。

工业控制系统以自身工业控制网络为基础,结合现代计算机技术,实现了计算机系统向工业自动化控制领域的延伸和发展;作为一系列组成元素(组件)的总称,工业控制系统这一称呼涵盖了可对工业流程安全性、可靠性操作产生影响的一系列硬件和软件。

2 工控系统与信息系统对比

在当前环境下,相关人员关于传统信息系统的安全问题已经进行了大量的研究,将传统的信息系统和现有的工业控制系统进行对比,可以得出怎样将现有资源运用到工业控制系统中,用以提升该系统的安全体系,从而保证系统的正常运行。

2.1 安全三要素

机密性:确保访问人对信息的正确访问。完整性:确保访问人访问的信息是没有被修改或删除过的正确信息。可用性:确保系统中的信息以及资源都是可用的。

由于上述三个要素在信息系统以及工业控制系统中不同的安全顺序,故在针对这两个系统的安全防护工作的侧重点也是不相同的,如图3所示。从图3中可以看出,在IT系统中,以情报保护优先,系统的机密性优先级最高,其次是完整性,最后是可用性;工业控制系统以生产持续优先,最看重系统的可用性,其次为完整性,最后为机密性。安全三要素在IT系统与控制系统中优先级顺序不同,充分体现了IT系统与工业控制系统的各自特点。

2.2 工业系统与传统信息系统的比较

模拟电子技术和机械制造技术相结合带来了工业电子化体系的首次飞跃。从这之后,由于在系统中不断地将数字化技术引入其中,再加上嵌入式程序,早期的数字化工控协议,以及单片机的推动作用,工业控制系统完成了二次飞跃。这个时候的工控系统和办公信息网络出于物理安全的考虑,两者是异构同时也是分离的。随着科学技术的不断发展,随之带来的就是计算机网络成本的不断降低,PC环境的不断提高,标准x86环境被逐渐应用于工控系统以及其他的信息系统中,同时TCP/IP协议的应用场景越来越大,被广泛应用于控制信号以及信息的采集传输中,更甚至使用一些公共网络进行传输,这就使得x86中的病毒群体有了良好的活动空间,给系统带来了严重的安全隐患。所以,即使在数据的交换中进行传统的物理隔离,也不能保证系统的绝对安全。

与传统的信息系统不同,工业控制系统把可用性放在了首要地位,如表1所示,在这个前提下,系统的安全将会承受巨大的风险。这就好比一些杀毒软件出于对系统性能的考虑,降低了对系统病毒的查杀力度,使系统抵御病毒入侵的能力下降。在表1中列出了工业控制系统与传统信息系统各方面的对比情况,本节稍后还将从五个方面进行详细论述。

在传统工业系统中,许多的设计者以及使用者,充分考虑了系统的物理安全问题,为了保证工业系统能够正常进行运作,需要很多的条件,包括:能够支撑系统运行足够数量的传感器;复杂的流程;大量的文献;人们的积极努力。然而通过已发生的安全事件中可以发现,许多的系统开发人员在进行软件开发的过程中都会犯一个低级错误:将需要与数据库进行连接的用户名和密码不是作为和程序相独立的可配置文件,而是做成一种硬编码。这个错误是极其容易忽略的,在现有的软件系统中不难发现。在安全问题方面,从工业控制系统的发展道路上不难看到传统PC的影子,在传统PC的开发过程中遇到的问题,工控系统基本上也都会重现。正因为此,可以预测到,工业系统安全问题的核心在未来的20年内将从孤立的物理与实体之间的安全问题变成信息系统的安全问题,并且这个问题将在与人类关系密切的物联网上得到充分的体现。因此,要想将工控系统信息的安全问题予以解决,传统信息安全产品和解决方案并不是一剂对症良药,工业控制系统需要有一套为自己量身打造的信息安全产品,才能有效抵御工业系统面临的各种安全威胁,为客户带来工控安全防护的真正价值。

3 工控安全防御方法建议

3.1 白名单机制

白名单机制即一种自动防御技术,该技术对网络数据交换的限制是通过之前约定好的协议规则,即:"在信息网和控制网之间进行行为的动态判断,并通过对已经约定好的协议进行特征分析和端口限制的方法。"用以从源头上控制未知的恶意软件的运行传播。

从根本上来说,白名单机制就是一种安全的管理规范,这个规范不仅要求了防火墙软件在进行设置时的规则,同时也是在实际的管理应用中需要遵守的准则。这就好比在对一些计算机设备进行操作使用的时候,笔记本和U盘等设备需要指定。管理员在进行管理时只会对一些可以识别的身份信息进行授权,而对那些不能识别身份的将不予受理。

3.2 云管理服务平台

对工控系统的全厂级的风险识别模型进行构建时,一方面需要对影响工控系统的风险因素进行细化,另一方面还要基于工控系统的安全管理域进行等级划分的基础设施建设。充分考虑系统可能受到的威胁,以及系统的可用性等一系列的因素。

4 结束语

国家的相关部门高层已经注意到了工业控制系统在安全性能上的不足以及遭受的攻击威胁,近两年网络安全已经提升到国家安全战略的高度,并且在标准、政策、技术、方案等方面采取了积极的应对措施。信息武器的危害相当严重,那些企图对工业控制系统进行入侵的恶意代码如果带有信息武器的特征,必将对一些工业控制企业的运转产生严重的干扰甚至造成不可挽回的损失,核心工控系统遭受攻击的背后通常带有大国竞争与博弈色彩。工业控制系统的总体安全状况不容乐观。另外,我国的关键基础设施领域,大量采用国外的工控系统和设备,因而面临更严重的安全威胁,提升工控系统威胁检测能力和安全防护质量已刻不容缓。

参考文献

[1]刘威,李冬,孙波.工业控制系统安全分析[C].第27次全国计算机安全学术交流会论文集,2012.

[2]余勇,林为民.工业控制SCADA系统的信息安全防护体系研究[J].信息网络安全,2012(5):74-77.

[3]郭斌,於志文,张大庆等.机会物联及其安全性探讨[J].信息网络安全,2012(5):68-69.

[4]贾东耀,王仁煌.工业控制网络结构的发展趋势[J].工业仪表与自动化装置,2002(5):12-14.

[5]李发根,钟笛.数字签名综述[J].信息网络安全,2011(12):1-8.

[6]Keith Stouffer,Joe Falco.Cuide to Industrial Control Systems[Z].(ICS)Security,2011.

浅谈工业企业系统节能技术 篇9

工业节能历来是我国节能工作中的重中之重, “十一五”期间工业部门对全国总节能量的贡献率达78.8%[1], 节能量的完成中淘汰落后产能、单项节能改造措施占了相当的比重, 节能目标的完成也推动了主要行业节能技术水平的提高。

“十二五”期间, 国家提出了单位国内生产总值 (GDP) 能耗强度下降16%的目标[2], 工业节能总体目标为规模以上工业增加值能耗比2010年下降21%, 年均下降4.61%[3]。随着主要行业节能技术水平的提高, 在行业不出现大的技术创新的前提下, 淘汰落后产能和既有节能技术提升的潜力下降, 扩展节能空间的成本也会相应提高。在此严峻的节能形势下, 系统节能就显得尤为重要。

系统节能就是依据系统工程观点、方法、分析评价用能系统功能及潜力、诊断系统结构是否合理, 存在那些能量浪费, 通过对系统优化、进行综合治理、改造、提高系统的功能、调整和回收能量, 1提高能源的利用效率, 节约能耗。

1 系统工程简述

系统工程是一门高度综合性的管理工程技术。第二次世界大战以后, 为适应社会化大生产和复杂的科学技术体系的需要。逐步把自然科学与社会科学中的某些理论和策略、方法联系起来。应用现代数学和电子计算机等工具。解决复杂系统的组织、管理、控制问题, 以达到最优设计、最优控制和最优管理的目标。

能源系统工程是依靠运筹学、控制论、数量经济学以及相关的专业学科, 以定量的方法或定性与定量相结合的方法, 研究世界、国家、地区、部门和企业等不同层次的能源的需求、供应、转换、节约和新技术开发, 以及对能源政策进行评价等。能源问题在时间上存在着长周期特性, 在空间上与周围环境有密切的关联, 能源系统工程是解决能源开发和节能问题的重要方法。能源系统工程的主要研究手段是能源模型。能源模型是用数学表达式来描述实际能源系统的结构及其变量间的相互关系, 便于改变和控制能源系统中的参数和变量, 对能源系统进行定量研究。

系统工程的主要任务, 是根据总体协调的需要, 把自然科学和社会科学中的基础思想、理论、策略、方法等从横的方面联系起来, 应用现代数学和电子计算机等工具, 对系统的构成要素、组织结构、信息交换和自动控制等功能进行分析研究, 借以达到最优化设计, 最优控制和最优管理的目标, 按一定目的进行设计、开发、管理与控制, 以期达到总体效果最优的理论与方法。

系统优化, 就是从系统的总体入手, 认为总体大于各部分之和, 各部分虽然并是很好但总体可以优化。若现实有一些系统虽然各部分都采用先进的技术和设备, 各部分之和大于总体, 总体效果差, 这就是有缺陷的系统。如某集团公司在“十一五”期间, 投资数亿元, 对原有的大部分供暖系统进行了技术改造或更新, 把分散供暖系统合并集中, 把旧设备改为新设备, 采用计算机管理系统。总之改造后供暖系统的装备水平和设备管理、维护水平在国内均属一流, 但是供暖质量、燃料消和电力消耗水平并无明显改变。经专家诊断并提出系统优化的调正和改造方案。改造方案实施后, 供暖质量和耗能水平都有了明显提高, 用户满意率明显上升, 循环水泵耗电量下降50%以上, 燃料下降15%左右, 改造投资在一个采暖期内全部收回。

2 工业企业节能改造存在的问题

由于我国目前的节能服务公司基本上都是“十一五”或“十二五”期间刚刚成立, 水平参差不一, 综合实力较强的服务公司不是很多, 在对工业企业进行节能诊断时, 往往存在“一刀切”的问题, 而没有结合企业供能系统的实际情况具体分析。

如有一些人认为“大马拉小车”就会造成电力浪费, “提高负载率”就能节约用电。因此, 常常是不加分析, 就用小容量的设备代替在用的大容量设备, 以为这是节电措施, 其实, 新型节能电机负载率在50%~100%的运行效率相差很小, 如果把在用负载率50%的电机, 更换为用负载率为100%的电机, 那将会是劳民伤财。

如有人误认为调速设备就是节能设备, 其实调速设备本身也是耗能设备, 只是在系统负荷变化较大的条件下, 才有节能效果, 在负荷恒定不变的条件下, 采用调速设备, 则无节能效果, 白白浪费投资, 甚至还会使系统效率下降;

如制冷系统中的空气冷却器采用变频速装置, 调节控制冷凝压力不变的方案, 一方面虽然可以随气温下降, 减少冷却风量来节约电能, 但另一方面, 由于这一措施, 将使系统冷却温度上升, 同样保持冷凝压力不变, 无形中降低了系统的制冷能力, 多消耗了能耗。而在节能计算中, 电气专业往往只计算这一环节的节电效果, 而忽略由此引起对系统的不利因素, 使计算结果偏大;

如锅炉风机采用自动变频调速, 不仅风机本身节约电能, 更重要的是改善了燃烧条件, 提高锅炉热效率, 当然如果不计这部分的效益, 就会导致计算节能效果偏小。

运用系统工程学的基本原理、方法、从系统整体出发, 在保证实现系统目的性的前提下, 采用先进的计算手段, 进行多种系统组合方案, 优化设计, 以系统整体效果权衡利弊, 尽可能以最少的投入, 获得最大的收益, 将会有效地克服传统习俗影响。

3 系统节能实例

以锅炉效率为70%、输送效率80%、用户热能利用率为30%, 系统的总效率为16.8%为例, 如果供热需要有效能量为16.8tce, 则锅炉的供给能量就应为100tce。在保持用热系统有效能不变的条件下, 对以下节能方案进行讨论:

3.1 提高锅炉的效率。

例如把锅炉的运行效率由70%提高到75%, 输送效率和用户热能利用效率不变, 供热系统的总效率将提高到18%, 则锅炉的供给能量应为93tce, 节能率为7%。

3.2 提高锅炉的效率和输送效率。

如果把锅炉的运行效率由70%提高到75%;把供热的输送效率由80%提高到90%。用户热利用的效率不变, 供热系统的总效率将提高到20%, 则锅炉的供给能量应为84tce, 节能率为16%。

3.3 取综合节能措施。

把锅炉效率提高到75%、输送效率提高到90%、用户热利用效率提高到80%, 供热系统的总效率将提高到54%, 则锅炉的供给能量应为31tce, 节能率为69%。

通过以上几种节能方案比较, 可以得出如下的结论:

3.3.1 从节能的效果看, 对锅炉、输送和用户合理用热的综合节能措施, 节能效果最好。

因此, 要想收到理想的节能效果必须对供热系统综合治理。

3.3.2 从能源的流程来看, 锅炉是第一关, 用户是终端, 但是从决定能源消耗量的角度来看, 终端用户节能是本, 节能潜力最大, 锅炉是末。

抓供热系统节能, 首先是抓本, 重点是终端用户合理用热, 提高用户对热能的有效利用率。习惯的作法, 是一提到节能, 首先想抓锅炉技术改造;一提到供热不足, 就想锅炉增容扩建。这实际是, 本末倒置, 舍本逐末, 因此投入很多, 而节能效果不佳。

4 结语

综上所述, 在确定节能技术改造方案时, 必须在满足系统技术条件的范围内, 全面衡量系统的技术性能和经济性, 要符合以局部效能服从整体效能, 子系统优化服从主系统优化的原则, 使系统环境受益, 经济受益, 防止传统偏见。确定系统的节能观点, 把系统工程学的方法应用到节能工作中去, 不但能大大提高节能技术水平和经济效益, 而且还将使节能工作向深度和广度发展, 挖掘节能潜力、提高运行水平和管理水平。

参考文献

[1]国宏美亚 (北京) 工业节能减排技术促进中心.中国工业节能进展报告, 2012.

[2]国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要.

工业企业能源管理信息系统研究 篇10

在工业企业能源管理信息系统(Enterprise Energy Management Information System,EEMIS)的开发过程中,能效分析技术的缺乏是导致系统失效的主要问题之一。传统的信息系统(如ERP)可以从统计规律的角度去分析数据,而在EEMIS中,用能对象的运行状况与能效规律密切相关。如果没有能效分析技术的支持,能效问题往往只能“模糊”处理,无法解释现象背后的本质规律,导致节能潜力的识别和改进措施的提出均受到限制。

针对工业企业能源管理信息系统建设过程中缺乏能效诊断技术的问题,在传统信息系统和自动化系统的基础上,通过机理建模和机器学习相结合的方法,研究了重点用能设备、耗能工序和公用工程系统的能效分析模型,提出了一种新型的企业能源管理信息系统的结构和功能,并开发了软件。

1 系统软件结构

EEMIS系统针对工业企业用能特点,按照企业设备级、车间级、厂级的三级能源管理网络进行设计和开发。EEMIS充分利用了企业现有的系统资源,可在企业ERP/CRM等IT系统以及DCS/SCADA等自动化系统的基础上,通过应用程序接口实现不同系统间的数据同步。其他系统无法提供的数据可以通过安装电子仪表来进行补充采集,节约了项目初始的投资费用。

EEMIS的软件结构如图1所示。

2 系统的基本功能

系统采用PHP的MVC架构模型实现,采用了LAMP开发技术、可视化程序设计、面向对象编程、数据库等多项软件技术,实现了系统的各项功能。

2.1 能源数据采集

能效数据分为实时和非实时两种。实时数据一般来自于企业在线监测系统,也可以通过安装数字仪表来补充缺少的数据,在预设的时间间隔内实现自动收集,并存储到实时数据库中,从而实现能效指标的在线计算与动态分析,如图2所示。非实时获取的数据可以从企业IT系统中获取,或者由工作人员直接录入到EEMIS系统中。

为了保证数据的准确有效,需要对数据进行验证。常用的方法是将非同源的数据放在一起进行比较,也可以和历史数据对比来发现异常。对于异常的数据应该进一步分析并解释原因,错误的数据必须剔除,以免对能效分析产生干扰。

2.2 基础信息管理

基础信息一般包括企业基本信息管理、计量仪表档案信息管理、设备档案信息管理、培训及资料信息管理、能源管理委员会(或称之为节能领导小组)信息管理、新闻公告信息管理、行业政策信息管理、技术文档信息管理、系统的初始化及设置管理等内容。

开发基础信息管理功能的主要目的是为了增强EMIS运行的易用性,避免每个功能模块在使用时还需要重新配置内容和结构。

2.3 节能绩效管理

考核管理是企业提升节能绩效的重要手段。企业能源利用的好坏,可以通过能源消费量、投入产出比、能源利用率、节能减排量、能源成本等能耗指标反映出来。将这些指标纳入企业考核体系,能够有效提高企业能源管理的效果。若进一步对这些指标进行对标分析,如企业内部的能耗基准(限额、目标值、历史数值等)以及外部行业基准(国内外行业平均、行业先进、法规标准值、行业准入值等)进行比较,还可以进一步挖掘节能潜力的机会,如表1、图3所示。

2.4 节能项目管理

对于工业企业而言,节能效益的绝大部分均来自于节能技改项目的实施结果。为了保证节能项目的顺利实施,提高管理效率和效果,借助信息技术手段对节能项目进行管理则成为一个有效的方法。EEMIS提供节能技改方案设计、改造过程信息管理、项目节能效果评估功能,辅助工作人员对项目实施后的长期运行状况进行监控,确保节能效果的持久。

2.5 能源运行管理

传统的能源管理过程是基于人工管理的离线过程。在工业信息化高速发展的今天,只能完成离线能源管理的EMIS已经不能满足部分企业高速发展的需要。对于很多企业而言,设备、生产工艺等用能对象一般都已经实现基于产品生产和安全运行为目标的高度自动化。在此基础上,该系统以能源最优运行为目标,开发了企业能源运行的在线管理功能。

该系统的能源运行管理包括动力能源管理、能源供应管理、能源消费管理。同时涉及采购、运输、仓储、动力、生产消费等多个环节。数据来源于同一数据库,各个部门围绕统一的信息进行分析和决策。

2.6 企业能效管理

企业能效管理主要解决企业用能对象的能效评价、节能诊断与优化改进三方面的问题,管理的对象包括企业重点耗能设备、工艺和能量系统三个层次。

能效评价指对上述用能对象的能效状况进行分析评估,包括能源结构分析、能源消费流向分析(见图4)、负荷分析、趋势分析、能效指标计算及对比、企业能量平衡、能量品质分析、重点对象(如动力生产、照明、大型耗能设备等)性能评估等。节能诊断指确定存在节能潜力的位置并量化节能潜力数值,包括能效影响因素分析、节能潜力分析(见图5)、减排潜力分析等;优化改进包括能量系统优化、能效决策分析、企业清洁生产等内容。

能效管理由能效分析模块来实现运算与分析功能。每个能效分析模块采用了机理建模和机器学习相结合的方法,根据不同用能对象的用能特征逐个分析建立。下面以重点用能设备能效的在线监测模型为例,建模过程如下:

1)首先采用机理建模的方法,建立以能效目标为因变量、可控影响因子为自变量的能效特性方程以及约束条件。不同影响因子之间可能存在一定的耦合性,这种耦合性通常会使能效特性方程失去实际应用的价值。在该系统能效模型的建立过程中,采用以能量利用的规律为主、统计分析为辅的方法来确定不同自变量之间的关系,将可控影响因素之间的耦合度降到最低。

2)然后采用机器学习的方法,使模型具备在线运行环境的自适应学习能力。当被监测对象的能源消费模式发生显著变化时,依据原有模式建立的能效模型会超出使用范围。机器学习技术可以很好地解决此类问题,按此建立的模型可以根据新的样本数据进行自我修正,从而获得新模式下的运算能力。

能效模型采用组件的开发方式形成软件模块,根据企业的实际需要选取不同种类的模块进行功能拼接和拓展,从而形成一个满足不同行业企业能效管理需要的模块仓库。

图6所示为一个能效分析模型的内部功能及核心技术。

3 结语

随着我国工业企业原材料和人力成本上涨、产品竞争加剧以及节能环保的压力日益增加,越来越多的企业开始重视并着手建设企业能源管理信息系统。能效分析模块是企业能源管理信息系统重要的基础支持,也是系统开发的难点。

本文提出了基于能效分析模块的企业能源管理信息系统的总体架构和基本功能,并开发了应用软件,增强了企业能源管理信息系统在能效分析方面的实用性,为未来研究更高要求的企业能源管理信息系统开拓了思路。

摘要：针对工业企业能源管理信息系统(EEMIS)建设过程中缺乏能效诊断技术的问题,在传统信息系统和自动化系统的基础上,通过机理建模和机器学习相结合的方法,研究了重点用能设备、耗能工序和能量系统的能效分析模型,提出了一种新型的EEMIS的结构和功能,并开发了软件,弥补了EEMIS在能效分析诊断方面的不足,增强了系统的实用性。

关键词：能源管理,能效,信息系统

参考文献

[1]吕进,楼振飞.面向服务架构的能效管理平台开发研究[J].上海理工大学学报,2009,31(5):506-510.

[2]李天华.EEMS能源管理系统[J].电气时代,2007,(5):96-97.

[3]郑士君,黄爱平.海运企业能效管理信息系统研发[J].中国航海,2010,33(4):53-56.

工业自动化控制系统应用研究 篇11

【关键词】工业自动化控制 发展趋势 策略

工业自动化控制是依托控制理论、仪器仪表、计算机和其它信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，从而提升整个企业的安全生产能力和经济效益。改革开放后，我国的工业自动化控制逐渐发展，如PLC、变频器、触摸屏、伺服电机、工控机等产品和技术的大力推广，促进了中国的工业自动化进程，为我国经济建设的高速发展提供了重要的技术手段。目前，自动化控制技术已被逐渐运用到社会各个领域，如机械制造、电力、建筑、交通运输、信息技术等领域，大大提高了劳动生产效率。

一、工业自动化控制系统的发展趋势

自动化系统以微处理器为核心，其发展过程大体经历了从简单PLC（可编程序逻辑控制器）到今天的PLC系统，从仅代替模拟调节系统的DCS发展到今天融合PLC、DCS及计算机功能于一体的三电一体化DCS系统。简言之，未来工业自动化的发展趋势为：（1）工业过程自动化，主要包括集散控制系统（DCS）、现场总线控制系统（FCS）和以工业计算机为基础的开放式控制系统等。（2）先进控制与优化软件开发与产业化。（3）智能仪表、执行器与变送器、成套专用控制装置和优化系统的开发与产业化。具体而言，主要包括以下几个方面：

（一）控制系统的多元化

控制系统的智能化、分散化、网络化是工业自动化控制的主要趋势，其典型代表是现场总线的崛起。并采用可进行简单连接的双绞线、同轴电缆等作为联系纽带，把挂接在总线上作为网络节点的多个现场级测控仪表连接成网络，并按公开规范的通信协议，实现现场测控仪表之间及其与远程监控计算机之间的数据传输与信息交换，以满足实际需要，实现网络化。在现场总线控制系统（FCS）环境下，系统的自治性和可靠性大大提高。但长期以来的标准之争导致现场总线技术发展缓慢，为促进技术的进一步发展，倡导Ethernet，即用以太网作为高速现场总线框架的主传，将现场总线技术和计算机网络主流技术有机结合。

（二）控制管理系统

随着计算机技术和网络技术的发展，这种多层次计算机系统在数据采集共享、硬软件资源共享、数据通信、软件开发等逐渐暴露出一些弊端，在设备控制、过程控制、生产控制中表现尤为突出，因此有专业人士提出有必要实现管理控制一体化。管控一体化就是建立一个全集成、开放、全厂综合自动化的信息平台，通过对经营决策、管理、计划、调度、过程优化、故障诊断、现场控制等信息的综合处理，建立一个综合管理系统。企业信息网络是管控一体化的前提，现场总线则为构建管控一体化网络提供了技术支持，现场总线网络将现场总线接口与过程监控层相连，或现场总线直接担当监控层，可顺利实现监控、报警、维护及人机交互等功能。企业管理层由各种服务器和客户机等组成，目的在于实现企业的各种信息的集成，并与Internet相连接，完成管理、决策和商务应用的各种功能。通过OPC、ODBC等技术可实现不同系统间的数据交换，将实时控制、可视化操作、信息分析、系统诊断等功能集成到一个紧凑的软件包中，硬件灵活性大大提高，多种管理软件实现连通，从而有效解决管控系统间的连接。

（三）PLC和DCS开發工具软件

近年来，计算机技术特别是芯片技术发展迅速，但自动化系统设备的更新不能满足计算机技术的发展需要。而目前各种PLC和DCS的开发工具软件与硬件系统设备联系密切，如果更换新的第三方PLC和DCS时，就得重新进行人员培训，既费时又浪费人力资源，同时也使新开发的工具软件销售受到影响。鉴于这种现状，基于开发式工业计算机系统的逐渐成熟，PLC和DCS制造商提出“软PLC”和“软DCS”设想，使工具软件与系统硬件设备分离，可在各种开发式工业计算机系统的硬软件平台上应用，以解除硬件设备对制造商软件销售的不利影响，凸显PLC和DCS开发工具软件的技术优势和潜力，并提高其市场竞争力。

（四）生产过程控制和管理软件的融合

在上述发展趋势的推动下，集生产过程自动化和信息管理集成化的软件也逐渐被开发和应用，Wonderware公司的套装化软件Factory Suite 2000就是其中的典型代表，其在基于Windows NT操作系统的硬件平台上实现生产过程自动化和生产信息管理系统功能的结合。

二、自动化控制系统的发展策略

（一）采用统一的系统开发平台，其可支持一个自动化项目的设计和使用，并实现开发平台独立于最终的运行平台。

（二）网络结构的架设应切实保障现场控制设备、计算机监督系统、企业管理系统间的信息交流和数据传递，企业上级管理可利用Internet/Intranet对现场设备运行加以监督。所用的网络结构应涵盖办公自动化环境、控制级、元件级的整个系统范围内的通讯，并包含数据编辑、系统安全等方面，从而提高全集成化。

（三）依托现代Microsoft标准和技术，运用计算机技术的平台自动化实现企业MES系统、ERP系统连接，促进办公环境的标准化，计算机可以在管理和系统平台之间建立标准化的程序接口，以保证不同程序间的通讯问题。

普及工业自动化控制是推进产业结构优化升级，以信息技术改造传统产业，推进两化融合的基础工作。因此，应大力促进工业自动化控制技术的创新，规范我国自动化控制技术方面的标准，在不影响硬件系统设备更改的情况下，提高生产过程自动化和生产信息管理的应用水平，从而为我国工业生产奠定更加坚实的技术基础。

参考文献：

[1]李先文.OPC技术在工业自动化控制系统中的应用研究[J].城市建设理论研究.2012年第34期

[1]虞坤源. PLC控制技术在横排头闸门控制中的应用[J].安徽水利水电职业技术学院学报. 2009年第2期

工业企业局域网系统建设 篇12

某钢厂于2005年开始进行局域网系统建设。经过近9年的建设初步建立起了一个可靠的局域网系统。以下将从OSPF路由协议、虚拟局域网络及网络资源监视平台几个方面分别介绍。

2 OSPF路由协议

OSPF (Open Shortest Path First) 是一个内部网关协议 (Interior Gateway Protocol, 简称IGP) , 用于在单一自治系统 (autonomous system, AS) 内决策路由。与RIP相对, OSPF是链路状态路由协议, 而RIP是距离向量路由协议。

链路是路由器接口的另一种说法, 因此OSPF也称为接口状态路由协议。OSPF通过路由器之间通告网络接口的状态来建立链路状态数据库, 生成最短路径树, 每个OSPF路由器使用这些最短路径构造路由表。

如图1为某钢厂网络OSPF区域划分示意图, 结合某钢厂原有核心层、汇聚层、接入层的三层网络架构及网络路由现状将公司网络的核心层划分为OSPF网络的主区域, 每个汇聚层的上联接口划分到主区域, 每个汇聚层交换机下属的业务划分到一个区域, 组合成了公司的OSPF区域图。并在每个汇聚层交换机上配置路由汇总以保证OSPF路由表的可读性。

建设后的OSPF网络实现链路自动负载均衡和链路备份, 有效的减少了路由汇聚的时间, 减少了链路故障对网络的影响, 使网络更加智能, 提高了网络的健壮性和网络的联动性。

3 虚拟局域网络

虚拟局域网络技术 (VLAN) 是一种将局域网设备从逻辑上划分成一个个网段, 从而实现虚拟工作组的数据交换技术。IEEE于1999年颁布用以标准化VLAN实现方案的802.1Q协议标准草案。VLAN采用多种方式配置于企业网络中, 打破了传统网络的许多固有观念, 使网络结构变得灵活、方便。但大多数人认为:一个虚拟局域网可以粗略地等同于一个广播域。更确切地说, VLAN可以不考虑用户的物理位置, 而根据功能、应用等因素将用户从逻辑上划分为一个个功能相对独立的工作组, 每个用户主机都连接在一个支持VLAN的交换机端口上并属于一个VLAN。同一个VLAN中的成员都共享广播, 形成一个广播域, 而不同VLAN之间广播信息是相互隔离的。这样, 将整个网络分割成多个不同的广播域。在不同VLAN中的主机是不能直接通讯的, 从某种程度上来说是将不同VLAN中的主机虚拟的隔离开了。

一般来说划分VLAN的方法有基于交换机端口的VLAN、基于MAC地址的VLAN、基于网络层的VLAN几种, 根据某钢厂网络架构的实际情况, 采用的是基于交换机端口的VLAN划分方法。

虚拟局域网络技术 (VLAN) 的使用增加了网络连接的灵活性;控制网络上的广播风暴;增加网络的安全性;增加了集中化的管理控制。同时使网络管理员可以逻辑上迅速、简单、有效地重新配置网络, 轻松自如地增加、删除和修改用户, 而不必从物理上调整网络配置, 大大提高的工作效率。目前, 某钢厂主干网络化分为150多个VLAN, 将公司主干网络化分为小的区域, 既实现了网络的安全性, 又实现了网络的精细化管理。

4 网络资源监视平台

要保证信息化平台的正常运行, 就必须保证分散的网络设备正常运行。网络资源监视平台能够实现对远程网络设备的管理能够提供丰富的应用服务资源、管理手段以及记录工具, 自动从各个角度对信息系统进行全天候的监视和管理, 并拥有远程通知故障告警的功能。主要实现以下几大功能:

(1) 建立以物理拓扑结构图为中心的任务管理。网络资源监视平台能够采用多种算法自动生成与网络真实情况完全吻合的网络物理拓扑图, 充分发挥图形、图象显示直观、形象的特点, 在视图上动态地加载各种设备、网络线路的性能负载数据, 建立面向网络运行维护、网络性能故障预警的网络性能资源视图。在该拓扑图上, 能够动态实时的反映当前设备的CPU负载、链路流量、VLAN部署、广播量和端口连接用户数量, 使网络管理者轻松掌控整个网络的实时运行状态。

(2) 完善的网络安全管理及故障处理机制。网络管理员能够在故障发生前对网络运行状态进行全面监测, 并开展以故障管理为核心的日常运维管理。故障管理是运维管理的重要内容, 通过设置合适的故障告警点、告警方式可以实现机房的无人值守。

(3) 详细的数据统计机制。网络资源监视平台提供设备端口流量记录和设备负载记录, 通过记录各主要网络“干道”的数据流量, 各主要设备的负载状况, 可以了解整个网络的业务运行状况。根据历史记录提供网络分析报告, 得到各时段的数据分析报告。方便网络管理员分析发生网络故障的原因, 避免类似事件的发生。同时为进一步的网络系统改造和调整提供统计数据和依据。

5 结束语

利用业内先进的OSPF路由技术, 实现了链路自动负载均衡和链路备份。虚拟局域网络技术 (VLAN) 的应用将原来规模庞大的广播域分割成了若干个小的广播域。增强了各业务模块之间的相对独立性和安全性, 阻止了广播风暴的发生。通过部署网络资源监视平台对网络进行全面监控。提高了网络的安全级别, 并且对网络中每一台设备都能做到实时监测, 迅速反映, 保证了网络的稳定性。

摘要：企业的局域网系统承载着整个信息化系统, 可靠的局域网系统保障着信息化系统各模块的稳定运行。本文将结合某钢厂信息化建设的实践经验阐述一个工业企业局域网系统建设的解决方案供大家参考。