馬越超

能源管理系統(tǒng)中監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)

馬越超

本文主要介紹了EMS能源管理系統(tǒng)中監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)，監(jiān)控系統(tǒng)主要分為空氣監(jiān)控系統(tǒng)、天然氣監(jiān)控系統(tǒng)及水、蒸汽監(jiān)控系統(tǒng)這三大部分。本系統(tǒng)綜合應(yīng)用了組態(tài)、PLC、過程控制系統(tǒng)及儀表的相應(yīng)知識。經(jīng)實踐證明，本監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測各組數(shù)據(jù)，并能完成預(yù)警及預(yù)測的功能，較好的完成了企業(yè)能源管理的要求。

EMS；空氣監(jiān)測系統(tǒng)；天然氣監(jiān)控系統(tǒng)；水蒸汽監(jiān)測系統(tǒng)

內(nèi)蒙古自治區(qū)高等學(xué)校科學(xué)研究項目，項目計劃編號：NJZY16461。

1.系統(tǒng)概述

企業(yè)能源管理系統(tǒng)是集計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、計量控制技術(shù)等信息化技術(shù)為一體的系統(tǒng)，其目的是實現(xiàn)能源管理、能源調(diào)度、能源計量的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和空間可視化。

本系統(tǒng)建設(shè)的主要功能是對各個集團(tuán)的能源消耗情況（空氣、水、蒸汽）進(jìn)行采集、匯總與分析，幫助企業(yè)科學(xué)的利用能源，以達(dá)到節(jié)能的目的。

本文旨在重點分析空氣監(jiān)控系統(tǒng)、水、蒸汽監(jiān)控系統(tǒng)。

2.空氣監(jiān)控系統(tǒng)

空氣監(jiān)控系統(tǒng)（如圖1所示）由壓縮機(jī)、循環(huán)水系統(tǒng)構(gòu)成?？諝廛囬g現(xiàn)有PLC系統(tǒng)采用西門子公司的S7-300系統(tǒng)，并配置了相應(yīng)的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸接口（PROFIBUS-DP/MODBUS-TCP/IP），通過設(shè)定程序自動對壓縮機(jī)進(jìn)行運(yùn)行數(shù)據(jù)、工作狀態(tài)、運(yùn)行時間、運(yùn)行故障、系統(tǒng)負(fù)荷情況及預(yù)警報警進(jìn)行跟蹤、記錄、分析、調(diào)整及監(jiān)測控制操作。

廠東空壓站現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)隨機(jī)配備可編程邏輯控制器，預(yù)留通信接口（PROFIBUS-DP/MODBUS-TCP/IP），DH+通信接口完成ATLAS空壓機(jī)數(shù)據(jù)上傳。小循環(huán)水系統(tǒng)一套。在空氣站值班室可以遠(yuǎn)程控制循環(huán)水泵、冷卻風(fēng)機(jī)，空壓機(jī)的啟停，及恒壓供氣，實現(xiàn)站房無人值守。

圖1　空氣系統(tǒng)PLC控制框圖

空氣監(jiān)控系統(tǒng)S7 300系列PLC，采用“直采直送”的方式，各個車間進(jìn)行單獨(dú)監(jiān)控，通過光纖將數(shù)據(jù)傳至能源調(diào)度中心，充分提高系統(tǒng)的可靠性。

3.水、蒸汽監(jiān)控系統(tǒng)

水泵房管理按無人值守的模式設(shè)計，實現(xiàn)信息遠(yuǎn)傳控制、操作。采暖系統(tǒng)、循環(huán)水泵房已有一套監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行。生產(chǎn)、生活水泵房進(jìn)水池的控制閥位置各加裝旁路電動閥，自動控制水位。將原有的變頻器改造，另新增一臺變頻器分別進(jìn)行一拖二的控制和線路改造，實現(xiàn)變頻恒壓供水。通過PLC采集壓力、溫度、液位、開關(guān)狀態(tài)等參數(shù)，在現(xiàn)場監(jiān)控室工控機(jī)進(jìn)行各信息現(xiàn)場實時監(jiān)控，遠(yuǎn)傳至水暖車間控制室服務(wù)器，由控制室集中控制、操作、監(jiān)督，管理各泵房的生產(chǎn)運(yùn)行情況。

單循環(huán)泵房新裝的水位、壓力傳感器，進(jìn)行檢測數(shù)據(jù)的采集。采用光纜通訊，建立泵房與車間、管理中心的通訊網(wǎng)絡(luò)。

供能源管理中心對能源的使用情況進(jìn)行監(jiān)測、記錄。

圖2　水、蒸汽監(jiān)控系統(tǒng)圖

供水監(jiān)控系統(tǒng)S7系列PLC，采用“直采直送”的方式，通過TCP/IP光纖以太網(wǎng)直接上傳至管理中心服務(wù)器，充分提高系統(tǒng)的可靠性。

4.系統(tǒng)實施效果

通過該系統(tǒng)的實施，實現(xiàn)了對整個企業(yè)能源消耗數(shù)據(jù)的及時、快速和準(zhǔn)確的監(jiān)測，以及科學(xué)分析、預(yù)測和預(yù)警功能，并通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、門戶網(wǎng)站等手段為企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)以及相關(guān)管理部門提供了多方位、可視化的便捷服務(wù)。

［1］李桂紅.能源監(jiān)控系統(tǒng)（EMS）在寶鋼不銹鋼分公司的應(yīng)用［J］.冶金自動化，2006，30（1）∶12-14.

［2］汪洋，陳子明.武鋼氧氮?dú)蹇占叭細(xì)鉄崃φ{(diào)度信息采集系統(tǒng)得設(shè)計與實現(xiàn)［J］.冶金自動化，2008，32（2）∶34-37.

［3］任長春，鞍鋼能源管理系統(tǒng)及應(yīng)用［J］.冶金自動化，2011，35（1）：16-22

馬越超，女，1983-，講師，信號與信息處理。