基于節能減排SIS系統的環境保護設計研究

■劉柳

（天津大學建筑設計規劃研究總院 天津300192）

基于節能減排SIS系統的環境保護設計研究

■劉柳

（天津大學建筑設計規劃研究總院 天津300192）

本文借鑒環境科學相關理論與實踐研究經驗，節能減排是排污企業的可持續發展的核心要素，根據環境保護理論SIS系統能有效地實現節能減排的目標。本文將.NETFramework技術應用在SIS環境系統開發中，能有效提高程序的開發效率和運行性能。本文從性能指標在線計算入手，以.NET語言為基礎，分析和設計了排污企業的SIS系統節能減排系統，為相關的環境保護提供新的研究視角與思路。

環境科學廠級監控信息系統NET ADO.Net

1 引言

節能減排是關系到經濟社會可持續發展的重大戰略問題，也是關系到經濟社會可持續發展的重大戰略問題，也是經濟和社會發展的重大戰略任務。中國將繼續加大污染減排力度，單位國內生產總值二氧化碳排放量大幅下降，主要污染物排放總量顯著減少。要實現低碳環保的重要目標，污水企業節能減排，優化生產過程，降低成本、提高效率，實現有限的資源的有效利用。

監控信息系統可以實現污水企業的節能減排目標。主要處理工廠的實時數據，完成工廠級生產過程的監控和管理，對設備的故障診斷和分析，工廠的性能計算、分析和經濟負荷調度。污水處理企業的設計分析，在系統運行層和管理層之間建立了一個面向生產管理的監控信息系統，通過對整個工廠生產過程的系統進行優化，實現各單位之間的經濟負荷分配，從而提高企業的整體效益。

2 排污企業經濟運行中應用性能指標的在線計算

2.1 機組性能優化分析

根據相關理論與實踐研究表明，進行廠級及機組性能計算、能損分析和經濟指標分析，計算出機組可控和不可控耗差以及運行成本和目標成本；在線分析出機組各熱經濟性影響因素偏離基準值引起的機組供電煤耗率偏差值及相應工況下能夠達到的供電煤耗率最好水平，為運行人員和生產管理人員指出當前機組熱經濟性的差距和努力方向，直接提高機組的運行品質。

2.2 優化全廠負荷分配

有了機組的動態性能曲線，根據全廠各機組實際運行經濟性能，就可以進行負荷分配尋優，使得在滿足電網電負荷需求的條件下，全廠的綜合燃料利用率最高、供電煤耗量最小，考慮設備的運行狀態，根據各種算法，計算得到每臺機組的目標負荷，并將該分配結果數據提供給值長參考，使全廠負荷分配實現最優化。通過數據的分析和比較，能夠提出科學的、合理的決策方案，使企業管理層的經營決策更具科學性。

2.3 運行管理

將能耗指標和安全、負荷等其他指標一起，通過對電廠重要指標以及各重要運行參數的分析統計，生成相應的各類報表，設計出考慮不同負荷、煤種變化對機組運行參數和經濟指標影響的運行質量指標體系，提供一個更科學的、更合理的，對操作員操作水平進行綜合評估考核的平臺，通過各班組之間的評比競賽，激勵電廠生產一線人員的節能降耗積極性。另一方面，值班員在日常操作中通過監視機組各項在線性能指標變化過程，不斷地修正自己的操作，使機組運行在最優工況，通過不斷地積累運行經驗，來提高運行人員的綜合業務素質。

2.4 設備管理

對主輔機工作性能進行監視和分析，當運行中出現設備性能下降，能夠第一時間發現設備運行缺陷，通過與電廠現有設備管理系統整合，當設備性能下降到一定程度時自動生成設備缺陷記錄，并通知設備負責人，同時向負責人提供各項歷史性能數據，便于檢修工作中設備故障分析，提高電廠的設備管理水平。

3 基于.NETFramework的SIS系統的設計與實現

3.1 系統架構設計

構建由.NET平臺的SIS在線指標計算模塊，其系統分為數據層、邏輯層、表示層三層。數據層是指提供基礎數據的軟硬件環境，包括實時數據庫、MIS數據庫、文件服務器等；表示層將邏輯運行得到的結果展現給最終用戶，對于交互性不強的場景，這一層可以通過WEB瀏覽器以瘦客戶方式實現；對于交互性較強的情況，這一層也可以通過典型的桌面程序來實現，這種模式中，表示層按SOAP/HTTP協議通過WEBSERVICE調用的形式與邏輯層通信；邏輯層是系統的核心，從數據層提取的各種數據在這里進行綜合處理，執行復雜的邏輯運算，邏輯層宿主在一臺或多臺IIS服務器上。ADO.NET庫中的DataTable組件是整個邏輯層操作的核心對象，各種指標計算所需的臨時數據、計算公式、中間變量和最終結果都存儲在這些DataTable對象中，有著與數據庫表結構類似DataTable對象為開發高性能的、易于維護的SIS系統提供了可靠保證。

3.2 時鐘頻率

SIS系統和其他系統相比一個典型的特征就是實時性，在下一個時鐘頻率到來之前必須執行完所有的運算并將計算結果進行存儲。如果在一個時鐘頻率內不能完成所有的動作，就會造成數據讀取不同步，原始數據就不是來自同一工況點，所得結果可想而知，這樣的系統將是混亂的。所以在實時指標的計算中，計算周期必須要小于原始數據的更新周期，考慮到其他干擾因素還必須留有足夠的空閑時隙。另一方面，由于系統采用分層實現后，指標計算頻率Fcal和用戶請求頻率Freq不再要求同步，對應的計算周期Tcal和用戶請求周期Treq，滿足不等式Treq≥Tcal即可。

3.3 ADO.NETDataTable的使用

DataTable是ADO.NET庫的核心對象，它表示內存中的一張數據表。DataTable對象包括數據行、數據列、約束子對象，可以說DataTable是數據庫表的一個翻版，它不但有這些子對象，在操作上也非常類似，它提供了許多幾乎等同于數據庫的功能，比如：以類似SQL指令進行搜尋與排序、接近Transaction的功能和一些關聯式數據訪問才有的功能等等,可以把它當作一個內存中超快速數據庫,在某些特定場合中非常的好用，熟悉數據庫操作的人員，對DataTable的使用很容易上手。正是DataTable擁有這些近乎完美的特性，SIS在線性能指標。

數據表結構創建完成后，調用DataTable的NewRow()函數創建一個空白數據行，至此就可以開始裝載計算所需原始數據了，由于我們已經將計算表達式寫到了相應列的Expression屬性中，只要數據裝入到表達式引用到的列，計算結果就會被同步自動更新（這好比Excel的公式列一樣），等待客戶端的用戶請求來獲取計算結果。一個時鐘周期結束后，程序再次裝入原始數據，再次更新計算結果。

DataTable組件的讀取操作是線程安全的，只有在寫操作包括多個線程時才需要進行線程同步，就是說如果寫操作是單線程的，無論同時有多少個線程在同時讀取表中的數據，都無需編寫線程同步代碼，減輕了程序的編寫和調試工作量。這樣設計還可以避免表示層和邏輯層各自以自己的時鐘頻率同時在讀寫同一張數據表，即兩個獨立的線程，一個在更新數據表內容的，另一個或多個線程在同一時間讀取數據表中的數據的操作沖突。

3.4 Web2.0－AJAX的運用

和Web1.0相比，Web2.0更注重用戶的交互作用，能給用戶帶來更好的體驗，同時也能有效地減輕網絡負載，因此Web2.0技術被廣泛地應用在現代的Web應用程序中，不過現階段開發環境直接支持的不多，有使用過Web2.0技術開發網絡應用程序的人就知道，編寫這樣的網站程序顯得有些繁瑣。.NET3.5已經將Ajax集成到VisualStudio開發環境中，通過拖放幾個控件就能實現Ajax的功能，無需單獨為此寫一行代碼，極大地提升了工作效率。在開發我們的系統時，在性能指標最終結果的顯示頁面中使用了這項技術：在指標監視頁面中放置一個UpdatePanel控件和一個Timer控件，設置好Timer控件的Interval屬性，告訴Timer控件多長時間執行一次Ajax回調，來刷新UpdatePanel控件中內容，從而實現頁面內的性能指標值按規定的時間間隔自動刷新，設計這樣的Web程序就與設計普通的桌面應用程序一樣簡單。

3.5 系統的實現

在實際中SIS系統易于實現，只要將所需的性能指標及其計算公式獨立出來，保存到用戶數據庫或者配置文件中，在程序初始化時讀取這些配置文件，生成相應的指標列并根據用戶的自定義配置創建一致的可視界面。為了使程序更具通用性，功能更加強大，數據訪問層可以按工廠模式來設計，通過使用抽象工廠，隱藏具體實現，為不同的數據庫提供統一的訪問接口，為系統結構提供靈活的動態擴展機制。

4 小結

綜上所述，.NET開發過去復雜的分布式應用程序已變得異常簡單，用.NET來開發SIS應用程序，不再需要編寫、調試網絡通信協議代碼，編程人員主要是進行客戶需求分析和功能設計中，極大地提高了開發效率。尤其是.NETFramework中ADO.NET的設計，為數據訪問提供了全新的編程模型，該模型確保了數據訪問技術的一致性。斷開式數據結構、與XML緊密集成、能夠組合來自多個不同數據源的數據的通用數據表示形式，由于.NET的突出特征，所以在開發個性化的SIS系統時，.NETFramework成為重要的選擇。

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X8[文獻碼]B

1000-405X（2016）-12-344-1