摘要：本文介绍了MOX数据采集系统在铝业能源管理系统中的应用。实时数据库采取1：1冗余配置，通过OPC、Modbus RTU、Modbus TCP、DL/T645-1997、电力IEC104进行数据采集，并结合视频监控，对连城铝业生产和能源过程（除电解槽外）进行全方位监控。
关键词： Unity 控制器，DNP3.0，冗余，多协议
一、项目背景
中铝连城分公司地处甘肃省兰州市永登县境内，筹建于1966年，1974年投产，为国家大型企业，全国520家重点国有企业和甘肃省“工业强省”骨干企业之一。连城分公司主要有电解铝一厂（新建500KA）、电解铝二厂（200KA）、熔铸厂、碳素厂、动力厂。公司具有年产铝锭54万吨、铝深加工产品25万吨、炭素制品35万吨的综合生产能力。
为提高生产效率，降低生产运营成本，连城铝业筹备建设淘汰落后、环保节能项目。本项目一期包含2个分项工程，自控数据采集系统和远程抄表系统，并在网络系统分项工程的基础上，整合了视频监控系统。一期数据采集项目为此后规划进行的全厂能源管控系统建设项目奠定了重要基础。
二、系统解决方案
连城铝业数据采集系统采用MOX MOSAIC软件平台，设有2台MOSAIC实时数据库服务器，5个操作员/工程师站。2台MOSAIC实时数据库服务器互为1:1热备冗余。服务器通过连城铝业网络与各采集站（MOX RTU）、变电站（电力转发服务器）相连。
系统规模：总AI点数配置AI：10000,DI：4000;AO&DO：1000
系统总体架构图如下：
现场自控站点涉及多品牌如AB、西门子等PLC系统，数据采集系统传输通讯协议采用如：IEC104、DNP3.0、Modbus TCP、DLT645/1997、OPC等多种规约；涉及多种数据库产品和协议，如Oracle、Access(ODBC)等。
设有ORACLE历史数据库服务器一台，用于存储历史数据，所有数据、事件及报警信息通过分析处理自动录入ORACLE数据库。基于历史数据库服务器，运行报表数据管理系统，用于数据库的查询分析和报表的生成及打印。
系统对上述多种数据源进行统一整合，通过通讯网关，将多种协议转换统一到Modbus、DNP3.0、IEC104标准规约，接入MOSAIC实时数据库；对数据库进行接口整合，将历史数据接入连城铝业Oracle数据库中，呈现给用户的最终界面，供多人同时在线通过Web平台进行访问。
1、自控数据采集系统接入。
OPC通讯数据采集方式，该方案包括以下几部分：
1)一台HMI站作为OPC Server服务器，实现将现场数据以OPC的方式提供给MOX网关。
2) 此HMI站上新增一块独立网卡， MOX网关通过该网卡与该计算机连接，起到网络隔离的作用，保障被接入的生产现场监控系统的稳定性。
3)在此HMI站上做OPC配置，实现MOX网关与HMI站OPC通讯。
4)MOX网关通过DNP3.0通讯协议将数据传输到MOSAIC 实时数据库中，实现数据的采集功能。
OPC通讯方式接入方案
2、电力综自系统接入。
通讯管理机支持电力行业标准的通讯协议IEC60870-5-104，MOSAIC实时数据库服务器直接与通讯管理机进行通讯，将电力系统数据采集到EMS系统中。
电力系统接入方案
3、电能表数据采集
电能表采用标准DL/T645-1997规约通过RS485接口连接至采集网关，MOX网关通过Modbus通讯协议将数据传输到EMS实时数据库中，实现数据的采集功能。
电能表接入方案
4、衡量系统
衡量系统采用多种私有数据库协议，通过磁盘映射功能，将衡量操作站的数据库文档映射在应用服务器上，并通过接口程序，将衡量数据库数据写入关系数据库中,接口系统采用定时启动方式运行。
衡器系统接入方案
三、系统功能
实时监控内容主要分为：
1. 动力区域：汽轮机发电、空压站、生产废水处理、余热交换、余热锅炉、减温减压等。
2. 供电区域：200KA整流所、500KA整流所等
3. 200KA炭素：焙烧炉、焙烧净化除尘、悬链、电解质清理、煅烧车间燃烧炉、石油焦中碎筛分等。
4. 500KA炭素：焙烧炉、焙烧烟气净化、编组解组、煅烧、生阳极、炭素组装等。
5. 200KA电解：电解烟气净化、白料库、浓相输送等。
6. 500KA电解：电解烟气净化、氧化铝仓库、超浓相输送等。
7. 熔铸：炉组、国产铸造机等。
部分监控画面如下：
新鲜氧化铝控制系统
电日增量报表
历史趋势
报警界面
500KA空压运行日报
四、系统评估
该项目于2012年5月签订合同，2013年1月验收。系统自投入运行以来稳定运行，完全达到了最初的预期目标及合同中对系统的要求。本项目的顺利完成，对连城铝业信息化建设和能源管理系统建设具有里程碑意义。
1. 通过数据采集系统建设，对连铝业现场自动化系统进行了全面的梳理，为以后控制系统的维护，奠定了基础。
2.通过自动化系统过程控制信息筛选，合理建设数据采集系统，为连城铝业获取各分厂生产状况提供第一手资料，为其生产决策、节能降耗指标设定提供了有效的数据依据。
3.采用开放的实时数据库平台，为后续信息化建设提供便利。