毕业论文设计发电企业设备管理系统的研究与设计

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1、发电企业设备管理系统的研究与设计张玉春1，杨成峰2，曹海英1，王文娟3 （1.国电南思系统控制有限公司，江苏 南京211153；2.东南大学电气工程学院，江苏 南京 210096；3.郑州热电厂，河南 郑州 450003）【摘 要】根据电厂设备管理的业务特点，分析了电厂设备管理的现状和存在的问题，详述了系统的设计方法和功能特点，通过业务流程分析、数据流程分析等提出了设备管理系统的业务模型、对象模型、概念与物理数据模型、功能模型，进行了信息编码设计、数据库设计、功能模块设计和安全性设计，并根据系统分析与设计的结构，通过编制多种编码（设备编码、位置编码、类别编码、区域编码）开发了B/S架构的设备管

2、理信息系统。在客户端只需联上Internet便可通过本系统实现远程办公，极大的提高了设备管理水平，使设备管理更加系统化、规范化、智能化。【关键词】数据模型，设备管理，设备编码，设计方法，MIS0.前言电力企业传统的人工管理模式存在着许多不可避免也无法解决的弊端：操作过程手续烦杂、效率低下、出错率高,不能及时反馈设备的使用与维修情况；重复劳动造成人力、物力、财力的极大浪费；管理及安全人员无法实时、准确的了解生产设备状况和起到监督审核的作用。长期以来，设备管理因其相关工序复杂，各类参数、台帐、计划、费用间关联紧密，设备、备件品种繁多，一直是一个费时费力而成效甚微的工作。设备管理信息化的实现已成为电

3、力企业降低运营维护成本、合理配置生产资源和在电力市场中提升综合竞争力的有效途径。设备管理信息系统可充分体现企业的科学管理思想,给企业管理带来极大的效益，对企业正确合理的指挥生产和科学决策可起到重大作用。本文根据电厂设备管理的业务特点，首先分析了电厂设备管理的现状和存在的问题，详述了设备管理系统的设计方法和功能特点，通过业务流程分析、数据流程分析等提出了设备管理系统的业务模型、对象模型、概念与物理数据模型、功能模型，进行了信息编码设计、数据库设计、功能模块设计和安全性设计，最后根据系统分析与设计的结构，通过编制多种编码（设备编码、位置编码、类别编码、区域编码）开发了B/S结构的设备管理信息系统。

4、该系统根据设备的技术参数、预防性检验、定级、变更、报废等，建立各种台帐，包括设备规范台帐、设备检修台帐和设备缺陷以及大修网络图的自动绘制等，通过联网微机方便地对设备的各种参数及台帐进行随时查询，避免了管理人员费时费力人工查询的麻烦，并起到了加强监督管理的作用，有效减少了录入错误和录入不及时的问题。大修网络图的自动绘制更使人从繁重的大修网络图的手工绘制中解脱了出来，并且更实时、准确、方便，可随时对大修的进度进行反馈、控制和查询。该系统的研究开发按照规范、先进的设计要求，实现了快速、高效的设备管理信息流通，提高了设备管理水平，使设备管理更加系统化、规范化、智能化，很好地体现了方便、快捷、实时、高效

5、等功能要求。1.设计概述1.1设计思路以设备管理为核心，丰富设备规范台帐信息，使其管理细到参数级，为设备管理细化创造条件，也可以为各项技术监督工作的细化对比分析提供条件。使设备规范台帐中包含设备的安全措施，这样在检修设备时就可自动生成工作票。此外大修作业指导书的内容也跟着设备规范台帐走。检修以大小修管理的人、财、物管理为核心，分析建立大小修网络图的规则和管理信息间的相互关系，还有大小修关键点之间的相互制约方式和关键点的维护方式，从而自动建立直观的大小修网络图，通过大小修网络图将整个大小修中发生的人、财、物串连起来。重视生产检修与物资管理的关系，使系统能够对检修中发生的材料信息进行管理、统计、分

6、析、查询，以及备品备件从定额，到消耗、到库存、到定货的流动。设备综合查询是围绕设备为中心，从设备出发查询与该设备相关的各种台帐及检修项目，如设备的定期检验，设备定级，设备的预防性检验，大小修，材料领用及费用，库存，技术监督，从设备缺陷到工作票及操作票的一系列活动及各种统计等，使查询工作变得方便、快捷、准确、及时。1.2数据库建模及设计思想及需求分析获得的信息OO方法E/R图面向对象的DBMS关系DBMS关系数据库是管理信息系统(MIS)的核心,在电力行业,由于其业务复杂,数据量大,数据库相对复杂,如何构建高效率的数据库系统是一个重要的设计课题。将需求分析获得的信息加工成具有特定逻辑关系的数据结

7、构，这样的过程我们称为数据库建模1（见图1）。本系统的数据库是基于关系数据库模型的Oracle8i。我们提出了对象模型到关系模型的转换原则，即利用面向对象设计的结果，使用基于E/R的数据库建模工具，生成关系数据库中的数据表结构。图1 数据库建模与实现过程网络管理信息系统的最大优点之一就是可以实现信息的共享，避免信息重复制造以及统计口径不一致的情况，因此系统的共享性是衡量信息系统设计是否良好的一项重要指标。共享又分为处理共享和查询共享。处理共享是指数据内部相互调用的共享关系，这是由数据对象之间的内在属性决定的2。而数据的查询共享是根据用户对各类数据的管理要求来确定的，其查询范围和深度应受到操作权

8、限等的制约,共享的范围应是可维护和可变动的。1.3面向对象分析1）功能分解方法功能分解就是用一些步骤和子步骤划分功能。表示：功能分解功能子功能功能界面。也就是说，功能分解要求将问题空间映射到功能和子功能，即对新系统的处理步骤和子步骤，并说明处理和功能界面。2）数据流方法数据流方法也常被称作“结构化分析”，数据流方法数据(和控制）流数据（和控制）转移数据（和控制）存储终结符小说明数据字典，即将现实世界映射成数据流和加工（BUBBLES），并跟踪数据的流动，将数据流映射到以后的分析和规格说明3。3）信息模型化方法信息模型化方法对象属性关系超类/子类联合对象（Associative Objects）

9、，信息模型化方法的策略是将问题空间直接映射成模型中的对象。4）数据元素定义数据元素是构成信息的原料，如人员编码（rybm_code）、部门编码（dep_code）、设备编码（device_code）等。因此找出构成用户视图的基本数据元素，并进行必要的定义，同时确定每张视图由哪些基本视图构成也是一项十分重要的工作。数据元素为定义对象属性提供依据，定义后即形成了数据字典，它是进行数据概念设计（E_R关系设计）的原料4。合理的数据元素命名可增加系统的可读性，有利于人员之间的相互交流以及程序的维护扩展，5）概念及逻辑模型设计方法流程分析和数据的概念及逻辑模型设计是统一在一个辅助设计平台Powerdes

10、igner上进行的。数据概念模型设计参照需求分析阶段利用面向对象的分析方法产生的对象关系图来进行，即从对象集中抽取实体，从定义对象的属性中抽取出系统设计的基本数据元素，从对象的结构中抽取实体间的关系5。数据元素定义后，就可以参照对象模型进行数据模型的概念设计，然后在PowerDesigner的逻辑模型设计环境下对表进行进一步的精细加工：定义扩展属性、各种约束定义、触发器定义等，将概念模型转化为数据的逻辑模型。1.4 建立信息分类编码体系的原则为了使录入数据尽可能的规范和统一，管理信息系统通常都将采用大量的分类编码，即根据信息内容的属性或特征，按一定的原则和方法对标准录入信息进行分类编码。建立信

11、息分类编码体系的原则如下：a）科学性。b）系统性。c）规范性。d）可扩充性。e）唯一性。1.5 MIS B/S版本之系统运行环境a）服务器：运行MIS B/S系统需要两台服务器，一台为数据库服务器，一台为Web服务器。b）网络环境：企业需要将WEB服务器连入Internet环境，常见的方案有固定IP方案、动态IP方案、VPN方案、网络隧道寻址方案等。其中专用的防火墙方案是必须的，以杜绝非法入侵。c）客户端：客户端只需具备浏览器，然后接入Internet即可实现登录。2.业务流程业务流程是在充分了解企业管理思想体系，各项业务运作模式，管理信息数据分布范围后所获得的企业业务模型、数据处理流向、信息

12、处理流量及其相互制约措施。图2是设备台帐管理业务流程的信息模型（PAM，ProcessAnalyst Model）。预防性检修单TTM查询建立设备管理MMM规范台帐建立预防性检修计划表动静密封点台帐建立设备台帐查询检修部门及检修班组包括设备规范台帐、设备动静密封点台帐、设备缺陷台帐、设备检修台帐设备状态分析视图预检设备维护表预防性检修计划表图2 设备台帐管理业务信息模型3.概念数据模型概念数据模型设计参照需求分析阶段利用面向对象的分析方法产生的对象关系图来进行，即从对象集中抽取实体，从定义对象的属性中抽取出系统设计的基本数据元素，从对象的结构中抽取实体间的关系6。图3是与设备有关的一些参数、记

13、录组成的设备台帐管理的部分概念数据模型（CDM，Conceptual Data Model）。图3设备台帐管理部分概念数据模型4.系统功能及技术特点4.1 B/S架构特点1）异地办公性能优越。只要连上Internet即可随时了解企业动态，查看企业的生产运行情况。2）分散集中管理。通过互联网实现了不同的部门在一个统一平台上的企业协作管理。3）系统升级方便快捷。采用瘦客户端形式，只需更新服务器上的程序即可完成整个系统的升级。4.2设备管理系统功能及技术特点设备管理的设计特点是以四种设备编码（设备编码，类别编码，位置编码，区域编码）为核心，构成对设备管理的强大和灵活功能。设备台帐界面如图4所示。图4

14、 设备台帐界面4.2.1设备编码设备编码采用16位编码，按设备层次共分为8层，每两位一层。设备编码是唯一的，无论在任何位置都具有唯一不变性。如：设备编码：01010506，设备名称：#1机高压疏扩#1疏水母管上接的疏水系统管阀设备编码各层代表意义：01-#1机组0101-#1汽机010105-#1机本体疏水系统01010506-#1机高压疏扩#1疏水母管上接的疏水系统管阀4.2.2设备类别编码设备类别编码是设备编码和物资编码对照的桥梁。其主要作用是使生产人员和管理人员通过设备编码映射到其设备类别编码，再通过设备类别编码映射到物资编码，使设备和物资之间形成对应关系，这样两个信息系统之间也就建立了

15、有机联系，为利用MIS加强企业物资管理，降低材料成本提供途径。4.2.3设备位置编码位置编码采用16位编码，设备位置共分为8层，每两位一层。位置编码具有唯一性，当设备所在的位置发生变化时，该设备所对应的位置编码随之发生变化。4.2.4设备检修管理设备检修管理可划分为两部分：一部分侧重检修计划、费用、技术管理，如：三年滚动计划、各类检修计划（大小修，临检，技改）、材料计划、技改项目、检修费用分析及各类报表等。另一部分侧重自动绘制大小修网络图、工程检修项目实施、日常消缺、日常测量、实验及设备台帐管理等，对设备状态进行监督，保证设备的正常运转。 4.2.5设备缺陷管理该子系统的主要设计工作是合理构成

16、设备缺陷的闭环管理、缺陷仲裁的支持和缺陷查询、统计以及考核的灵活实现。其中设计重点是缺陷闭环、缺陷仲裁的控制，和缺陷考核的支持。4.2.6物资管理物资管理主要是负责管理全厂设备和材料的采购，搞好物资的供、管、用，做到保障供应，降低库存，以提高物资管理效率。并通过MIS网络将有关物资信息提供给决策者和管理者，同时将物资部所需其它部门的信息送给物资部，实现信息共享。4.2.7两票管理两票管理即工作票管理和操作票管理。工作票管理内容包括：由设备树生成相应的工作票或从历史库生成相类似的工作票，按不同的工作票类型（电气一类、二类工作票、热机工作票、动火工作票）、工作内容（危险点分析、安全措施、检修交代、

17、安全审核、异常原因（退回、作废、未执行、负责人变更、延期）等）和操作流程（共分为：填写、签发、接票、退回、运行许可、未执行、押回、终结、审核九个状态）进行现场工作，对不同的状态和各级人员都进行了不同的权限控制；工作票合格率统计；工作票负责人、签发人、许可人的资格审核与批准等。操作票管理和工作票管理的实现方式有些相识，并两者之间存在着多对多的相互关系。4.2.8生产技术管理该管理域主要业务是十项技术监督（绝缘、金属、仪表、热工、化学、压力容器、继电保护、节能、环保、电能质量），主要设计工作是各种技术监督的全过程管理，即从基础数据的合理采集（实验计划、记录、报告）、管理信息的录入和维护、相关管理系

18、统数据的引用（例如设备缺陷和设备检修台帐等）到监督报表的自动生成和数据查询等工作。其中设计重点是如何使模型设计适应技术监督管理的变动性（例如报表样式变动、监督管理方式变动等）。4.2.9综合查询管理综合查询管理是将生产、经营及其它业务域中的重要信息分类汇集起来以便集中查询。如，通过设备树可查询到任意设备的相关大小修数据（记录、费用、材料、工时、变更、设备状况等）、缺陷、工作票、操作票、定级、备品、预检、台帐信息等。综合查询业务域没有自己的数据模型，它的数据模型包含在各查询数据来源的相关业务域中。5.结论MIS系统可辅助管理者在生产经营活动和企业重大决策中正确合理地指挥生产和科学决策，从各方面来

19、支持企业实现战略目标。由于发电企业设备管理是一个复杂而严格的过程，各类参数、台帐间关联紧密从而不易实现信息化管理，本系统通过编制多种编码（设备编码、位置编码、类别编码、区域编码）从多种技术角度来解决这些问题，体现了方便、快捷、实时、高效、规范等要求。通过对设备的信息化改造，使设备得到合理、及时的维修，提高了设备的连续运行时间和完好率，使设备管理更加规范化、现代化、科学化。该系统采用基于浏览器的B/S体系架构，不仅具有使用简捷的优点，更突出的利用了互联网无处不在的信息处理优势，在客户端只需联上Internet便可使用该系统，就可以随时随地的了解企业动态，即可完成对企业各种日常工作的办理，实现了真

20、正的远程办公，给客户提供了极大方便，且系统的维护成本相对降低。本系统在经过不断的修改和功能扩充后日趋完善。投入实用化运行以来，该系统在生产经营中发挥了极大的作用，大大加强了管理力度，提高了设备安全运行水平。截至目前已在网上流通了118000多条设备编码和39000多条检修记录，充分显示了该系统的实用化程度，并给企业带来极大的经济效益和社会效益，对企业正确合理的指挥生产和科学决策起了重大的作用。参考文献：1 梅小彬.发电设备综合管理系统的研究与开发D,华北电力大学学报（北京）,2004,12(1):20-22.MEI Xiao-bing. Development and research of

21、power plant management information system, Journal of Electrical Power University of North China, 2004,12(1):20-22.2 刘庆运,钱瑞明,高成冲.设备管理信息系统总体方案与设计模型J,设备管理与维护,2003,(1):17-19.LIU Qing-yun, QIAN Rui-ming, GAO Chen-chong. Total solution and design model of plant management information system. Plant Manage

22、ment and Maintenance,2003,(01):17-19.3 柴永生,吴秀丽等.设备管理信息系统及其关键技术研究J,计算机工程与应用,2004,(12):23-25.CHAI Yong-shen,WU Xiu-li. Research of plant management information system and its key technology(J), Computer Engineering and Its Applications,2004,(12):23-25.4 程秀芳,冯立艳.设备管理信息系统的开发J新技术新工艺,2002,(11):6-7.CHEN Xi

23、u-fang,FENG Li-yan. Development of Plant management information system. New Material and Technology,2002,(11):6-7.5 秦建华,黄世界.设备管理信息系统的开发.计算机应用,2001,21(8)：225226.QIN Jian-hua,HUANG Shi-jie. Development and Research of Plant Management Information System. Computer Applications. 2001,21(8):225226.6 陈天宇.

24、发电厂设备计算机管理系统的开发及设计.水利科技,2003,(01):63-65.CHEN Tian-yu. Development and design of Power plant management information system. Science and Technology of Water Conservancy,2003,(01):65-65.作者简介：张玉春（1975），女，硕士，工程师，主要从事信息化、电力系统相关理论及支撑软件技术的研究；E-mail:yczhang6。杨成峰（1974），男，博士，从事电力系统自动化、新能源发电技术等研究。E-mail:cfyang5

25、0。曹海英（1975），女，硕士，工程师，国电南思系统控制有限公司，主要从事电力系统自动化及相关技术研究。Research and design of power plant management information systemZHANG Yu-chun1, YANG Chen-feng2, CAO Hai-ying1, WANG Wen-juan3(1. SP-Nice System Control Co.Ltd., Nanjing 211153, China;2. Southeast University, Nanjing 210096, China;3. Heat and Powe

26、r Plant of Zhengzhou, Zhengzhou 450003, China)Abstract: Based on professional work characteristic of power plant management, existing conditions and problems existed are analyzed. Systematic design methods and function characteristics are described in detail. The process analyst model, object-orient

27、ed model, conceptual and physical model and function model of plant devices management information system is proposed by analyzing work flow and data flow. Based on these work the information encode, database, function module and reliabilitysafety are all designed. At last according to the construct

28、ion of systematic analysis and designs, by encoding many kinds of codes, such as plant codes, position codes, category code and region code, plant management information system with B/S construction is developed. The system has an very deep effect upon line operation by much continuous revise and pe

29、rfection, and management effect of power plant are strengthened greatly. At the same time great benefits of enterprise management are brought.Key words: data model; device management; device code; design method;MIS 邮编：211153通信地址：南京市江宁经济技术开发区水阁路18号 国电南思系统控制有限公司技术质量部收信人：张玉春电话：13851804020E-mail：yczhang

30、6Editors note: Judson Jones is a meteorologist, journalist and photographer. He has freelanced with CNN for four years, covering severe weather from tornadoes to typhoons. Follow him on Twitter: jnjonesjr (CNN) - I will always wonder what it was like to huddle around a shortwave radio and through th

31、e crackling static from space hear the faint beeps of the worlds first satellite - Sputnik. I also missed watching Neil Armstrong step foot on the moon and the first space shuttle take off for the stars. Those events were way before my time.As a kid, I was fascinated with what goes on in the sky, an

32、d when NASA pulled the plug on the shuttle program I was heartbroken. Yet the privatized space race has renewed my childhood dreams to reach for the stars.As a meteorologist, Ive still seen many important weather and space events, but right now, if you were sitting next to me, youd hear my foot tapp

33、ing rapidly under my desk. Im anxious for the next one: a space capsule hanging from a crane in the New Mexico desert.Its like the set for a George Lucas movie floating to the edge of space.You and I will have the chance to watch a man take a leap into an unimaginable free fall from the edge of spac

34、e - live.The (lack of) air up there Watch man jump from 96,000 feet Tuesday, I sat at work glued to the live stream of the Red Bull Stratos Mission. I watched the balloons positioned at different altitudes in the sky to test the winds, knowing that if they would just line up in a vertical straight l

35、ine we would be go for launch.I feel this mission was created for me because I am also a journalist and a photographer, but above all I live for taking a leap of faith - the feeling of pushing the envelope into uncharted territory.The guy who is going to do this, Felix Baumgartner, must have that sa

36、me feeling, at a level I will never reach. However, it did not stop me from feeling his pain when a gust of swirling wind kicked up and twisted the partially filled balloon that would take him to the upper end of our atmosphere. As soon as the 40-acre balloon, with skin no thicker than a dry cleanin

37、g bag, scraped the ground I knew it was over.How claustrophobia almost grounded supersonic skydiverWith each twist, you could see the wrinkles of disappointment on the face of the current record holder and capcom (capsule communications), Col. Joe Kittinger. He hung his head low in mission control a

38、s he told Baumgartner the disappointing news: Mission aborted.The supersonic descent could happen as early as Sunday.The weather plays an important role in this mission. Starting at the ground, conditions have to be very calm - winds less than 2 mph, with no precipitation or humidity and limited clo

39、ud cover. The balloon, with capsule attached, will move through the lower level of the atmosphere (the troposphere) where our day-to-day weather lives. It will climb higher than the tip of Mount Everest (5.5 miles/8.85 kilometers), drifting even higher than the cruising altitude of commercial airlin

40、ers (5.6 miles/9.17 kilometers) and into the stratosphere. As he crosses the boundary layer (called the tropopause), he can expect a lot of turbulence.The balloon will slowly drift to the edge of space at 120,000 feet (22.7 miles/36.53 kilometers). Here, Fearless Felix will unclip. He will roll back

41、 the door.Then, I would assume, he will slowly step out onto something resembling an Olympic diving platform.Below, the Earth becomes the concrete bottom of a swimming pool that he wants to land on, but not too hard. Still, hell be traveling fast, so despite the distance, it will not be like diving

42、into the deep end of a pool. It will be like he is diving into the shallow end.Skydiver preps for the big jumpWhen he jumps, he is expected to reach the speed of sound - 690 mph (1,110 kph) - in less than 40 seconds. Like hitting the top of the water, he will begin to slow as he approaches the more

43、dense air closer to Earth. But this will not be enough to stop him completely.If he goes too fast or spins out of control, he has a stabilization parachute that can be deployed to slow him down. His team hopes its not needed. Instead, he plans to deploy his 270-square-foot (25-square-meter) main chu

44、te at an altitude of around 5,000 feet (1,524 meters).In order to deploy this chute successfully, he will have to slow to 172 mph (277 kph). He will have a reserve parachute that will open automatically if he loses consciousness at mach speeds.Even if everything goes as planned, it wont. Baumgartner

45、 still will free fall at a speed that would cause you and me to pass out, and no parachute is guaranteed to work higher than 25,000 feet (7,620 meters).It might not be the moon, but Kittinger free fell from 102,800 feet in 1960 - at the dawn of an infamous space race that captured the hearts of many. Baumgartner will attempt to break that record, a feat that boggles the mind. This is one of those monumental moments I will always remember, because there is no way Id miss this.