張紅波

（唐山中厚板材有限公司，河北 唐山 063500）

0 引言

在當前冶金企業(yè)競爭日益激烈、環(huán)保要求越來越高的情況下，鋼鐵企業(yè)的能源管理水平在公司的發(fā)展戰(zhàn)略中顯得尤為重要。唐鋼中厚板公司為了為了更好的加強公司能源計量的管理工作，實現(xiàn)噸鋼能源成本的有效控制和管理，使其更好的為公司的生產(chǎn)服務，決定通過實施中厚板公司能源管理系統(tǒng)將中厚板現(xiàn)有全部能源介質(zhì)實現(xiàn)信息化管理，引進PI實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，完善計量設施，確保計量數(shù)據(jù)準確可靠，并實現(xiàn)網(wǎng)絡化、精細化、可視化管理，以促進能源合理調(diào)配和高效利用，實現(xiàn)為企業(yè)節(jié)能降耗的目的。

1 總體方案

（1）對現(xiàn)有計量儀表進行參數(shù)核實和整改，確保計量數(shù)據(jù)真實、準確，對煤氣系統(tǒng)計量中沒有溫度壓力補償?shù)囊黾臃€(wěn)壓補償，對缺失計量設施的進行設計安裝。對沒有流量積算儀的一次表增加流量積算儀，確保計量數(shù)據(jù)真實、準確、科學，可靠。不再沿用PLC所出具的數(shù)據(jù)進行結(jié)算和計量。盡量實現(xiàn)計、控分離，互不干擾，以避免影響生產(chǎn)控制系統(tǒng)。

（2）實現(xiàn)中厚板廠際計量儀表高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、焦爐煤氣、氧氣、氮氣、氬氣、壓空、水、電等全部能源介質(zhì)網(wǎng)絡化、可視化管理，實現(xiàn)在線分析和監(jiān)控，以利于合理進行能源調(diào)度，最大限度的合理高效利用能源。

（3）引入PI實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，將全部能源計量數(shù)據(jù)接入PI服務器。通過PI系統(tǒng)實現(xiàn)全部能源介質(zhì)實時在線集中監(jiān)控和管理，實現(xiàn)能源數(shù)據(jù)實時采集、實時監(jiān)控、能源平衡、能源調(diào)度以及能源數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析等功能。

2 PI系統(tǒng)簡介

2.1 PI通用數(shù)據(jù)服務（Universal Data Server）

PI通用數(shù)據(jù)服務（Universal Data Server）（簡稱 UDS）是 PI系統(tǒng)的核心。它是實時提取和傳送貫穿整個PI系統(tǒng)和整個信息基礎的實時數(shù)據(jù)服務引擎，并為所有數(shù)據(jù)源提供開放式訪問接口。UDS連接業(yè)務系統(tǒng)的實時運行操作，并與用戶的運行、工程、管理和經(jīng)營過程中的信息相連?？蓪DS實際連接到任何外部數(shù)據(jù)源，包括：實時運行的自動化系統(tǒng)（如分散式控制系統(tǒng)（DCS）、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）、電廠監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）、電力市場系統(tǒng)（PMS）、廣域相角監(jiān)測系統(tǒng)（WAPMS）、配變監(jiān)測及網(wǎng)損分析系統(tǒng)（DTM&LAS）等）,以及實驗檢測與分析系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)等。通過UDS，所需數(shù)據(jù)即刻可用于運行監(jiān)視，更深層次的應用分析，以及輔助決策的業(yè)務信息報告等。

2.2 PI應用服務

PI應用服務增強了PI系統(tǒng)的整個應用功能。該應用服務是基于PI數(shù)據(jù)儲存（DataStorage）和通用數(shù)據(jù)服務（UDS）之上的另一層應用。該應用服務保證了用戶獲得其桌面計算機應用所需的信息，而不用在客戶端進行復雜運算。該類應用服務包括：

PI性能公式（PI Performance Equations）（簡稱 PI PE）

PI蒸汽表（PI Steam Tables）

PI總加器（PI Totalizers）

PI性能公式（PI Performance Equations）

PI性能公式用于按時間或事件計劃來建立實時計算，它廣泛用于驗證原始數(shù)據(jù)，推導其它標簽點值函數(shù)的值，執(zhí)行邏輯操作，以及集合計算等。該計算可包括單元性能、單元狀態(tài)、數(shù)據(jù)匯總、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，以及歸檔數(shù)值的求和運算等。

PI蒸汽表（PI Steam Tables）

PI蒸氣表是PI性能公式的應用延伸，并在ASME蒸氣表基礎上，為推導水與蒸氣的熱力和傳輸特性而提供的一套完整函數(shù)。

PI總加器（PITOtalizer)

2.3 PI圖形界面

PI圖形顯示界面 （PI ProcessBook）是PI系統(tǒng)的主要圖形用戶接口，它組織并整合所有信息，為迅速和有效地正確決策服務。PI圖形顯示界面將用戶人員轉(zhuǎn)換為“知識型員工”，并提供能夠?qū)γ刻斓臉I(yè)務做出正確的決定而所需的有價值數(shù)據(jù)。

對于顯示儲存在PI數(shù)據(jù)儲存（PI DataStorage）庫和其它分離數(shù)據(jù)源的運行信息，PI圖形顯示界面是一個易于使用的桌面工具。采用PI圖形顯示界面，用戶可創(chuàng)建與顯示實時和歷史過程數(shù)據(jù)，包括客戶化的設備圖表和趨勢圖，以便由整個工作力來完成快速評價。

3 系統(tǒng)功能

唐鋼中厚板公司能源管理系統(tǒng)是實現(xiàn)能源數(shù)據(jù)可視化、集中統(tǒng)一化管理的基礎數(shù)據(jù)支撐系統(tǒng)。是實現(xiàn)優(yōu)化資源配置、合理利用能源、改善環(huán)境，實現(xiàn)從單一的裝備節(jié)能向系統(tǒng)優(yōu)化節(jié)能的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變的重要措施，也是創(chuàng)建節(jié)約型企業(yè)、實施清潔生產(chǎn)的必然要求。通過信息化和自動化的手段，將計量數(shù)據(jù)采集、匯總、分析、處理、展示、報告，通過數(shù)據(jù)的深度挖掘，進而輔助管理決策、過程分析，管理循環(huán)和持續(xù)改進，優(yōu)化工藝流程。實現(xiàn)對中厚板的全部能源介質(zhì)全過程的集中監(jiān)控和管理。促進了能源調(diào)度的科學、合理、及時，促進了能源的回收和高效利用，從而最終達到節(jié)能增效、降本增效的目的。本系統(tǒng)通過實時采集各能源介質(zhì)數(shù)據(jù)，包括水、電、煤氣、氧、氮、氬、壓空、蒸汽等計量數(shù)據(jù)，在此基礎上完成能源數(shù)據(jù)實時監(jiān)視、能源設備狀態(tài)監(jiān)視、故障報警分析、能源平衡、能源分析等，形成各種報表，為能源調(diào)度管理提供決策幫助。系統(tǒng)具有能源數(shù)據(jù)監(jiān)視、能源數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和預測以及能源平衡等功能。保證數(shù)據(jù)真實、準確、穩(wěn)定，為合理調(diào)度能源，促進能源科學、合理利用提供堅實的數(shù)據(jù)支撐。

以管網(wǎng)組態(tài)圖、曲線、表格等方式實時監(jiān)視煤氣數(shù)據(jù)。并可進行數(shù)據(jù)回放。具體如下：

轉(zhuǎn)爐煤氣計量系統(tǒng)監(jiān)控畫面

高爐煤氣計量系統(tǒng)監(jiān)控畫面

焦爐煤氣計量系統(tǒng)監(jiān)控畫面

氧氣計量系統(tǒng)監(jiān)控畫面

氮氣計量系統(tǒng)監(jiān)控畫面

氬氣計量系統(tǒng)監(jiān)控畫面

壓縮空氣計量系統(tǒng)監(jiān)控畫面

蒸汽計量系統(tǒng)監(jiān)控畫面

水計量系統(tǒng)監(jiān)控畫面

電計量系統(tǒng)監(jiān)控畫面分別可以顯示產(chǎn)供能源情況，以及數(shù)據(jù)的動態(tài)平衡情況。可通過點擊監(jiān)控畫面相應測點數(shù)據(jù)，顯示趨勢，在趨勢上可以設定時間段顯示該段時間的趨勢，也可顯示指定日、月、年的趨勢以及不同日期的對比趨勢。如果需要客戶提出其他需求進行完善。

4 結(jié)論

唐鋼中厚板公司通過引入PI實時數(shù)據(jù)庫搭建的能源網(wǎng)管理系統(tǒng)，上線運行效果良好，運行穩(wěn)定，滿足了中厚板公司能源管控的需求，提高了中厚板公司對能源的管控水平，提高了中厚板公司的能源利用效率，給中厚板公司創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益，推廣價值相當廣闊。

［1］楊源源.實時數(shù)據(jù)庫PI在企業(yè)MES系統(tǒng)中的應用的事務處理[M].軟件學報，2010:68-74.

［2］劉云生.實時數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)處理[M].中國計算機世界報，2002:40.

［3］[美]潘德 UML 寶典[M].電子工業(yè)出版社，2011:49.