摘 要：能源消耗量大、能源運輸供給不足、環(huán)境壓力日趨增大等一系列問題一直困擾著鋼鐵冶金行業(yè)，制約著企業(yè)快速穩(wěn)定健康發(fā)展。使用信息技術(shù)作為平臺，采用新的技術(shù)，形成安全、穩(wěn)定和高效的能源管理系統(tǒng)，對實現(xiàn)節(jié)能減耗、降低鋼鐵生產(chǎn)成本、提升企業(yè)管理水平、改善環(huán)境質(zhì)量以及推動企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：能源管理系統(tǒng)建設(shè)；節(jié)能降耗；降低成本；提升管理水平；改善環(huán)境質(zhì)量

中圖分類號：TP315 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2018）05-0125-03

Discussion on the Construction and Application of Energy Management

System in Iron and Steel Enterprises

GENG Jiajie

（Hesteel Xuansteel Computer Control Center，Zhangjiakou 075100，China）

Abstract：A series of problems，such as large amount of energy consumption，insufficient supply of energy transportation，and increasing environmental pressure，have plagued the steel and metallurgical industry，which restricts the rapid and healthy development of enterprises. The use of information technology as a platform，the use of new technology to form a safe，stable and efficient energy management system，to achieve energy saving，reduce the cost of steel production，improve the management level of enterprises，improve the environmental quality，and promote the sustainable development of the enterprise has an important meaning.

Keywords：energy management system construction；energy conservation and consumption reduction；cost reduction；improvement of management level；improvement of environmental quality

0 引 言

能源管理系統(tǒng)（簡稱EMS系統(tǒng)）是一種新型前沿的系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)，它利用生產(chǎn)過程控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)、展示平臺開發(fā)技術(shù)、管理優(yōu)化理論和技術(shù)等手段，對企業(yè)能源體系的運行進行全面監(jiān)控，并為生產(chǎn)組織、能源調(diào)度和其它能源業(yè)務(wù)管理提供必要而準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參考，并通過系統(tǒng)化管理達到高效利用能源和節(jié)約能源的目的。國內(nèi)外的眾多案例顯示，很多行業(yè)都從能源管理系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)用中受益。鋼鐵冶金行業(yè)既是用能大戶，也是產(chǎn)能大戶，因此，能源的合理規(guī)劃和利用就顯得尤為重要。建立長效的能源管理體系，不僅可以有效減少甚至消除企業(yè)生產(chǎn)組織模式、工藝設(shè)備建設(shè)使用情況以及管理調(diào)度現(xiàn)狀等環(huán)節(jié)存在的不合理現(xiàn)象，甚至還能夠改變企業(yè)工業(yè)能耗居高不下、環(huán)境質(zhì)量不如人意以及能源管理模式粗放浪費嚴(yán)重等深層次問題。

1 能源管理系統(tǒng)建設(shè)的技術(shù)路線和意義

能源管理系統(tǒng)主要運用各種技術(shù)手段，以節(jié)能降耗、優(yōu)化輸配、合理使用、綠色清潔生產(chǎn)為目標(biāo)，通過先進技術(shù)手段或采集管理設(shè)備將分布于全公司各個角落的自動化控制設(shè)備、能源儀表、固體料計量磅秤儀表、環(huán)保檢測站等各種工業(yè)單元進行有機整合和連接，形成數(shù)據(jù)信息網(wǎng)，按照業(yè)務(wù)管理需要實時獲取數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上依據(jù)不同的業(yè)務(wù)需要建立多樣化能源生產(chǎn)控制數(shù)學(xué)模型與管理模型，再以各種功能豐富的軟件、系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)計算、展示、管理的載體，以不同的信息形態(tài)面向企業(yè)各層級用戶，實時、全面、立體地展示車間區(qū)域、廠區(qū)域乃至全公司區(qū)域的能源配置使用現(xiàn)狀、工藝設(shè)備運行現(xiàn)狀、物流組織現(xiàn)狀、環(huán)保管理現(xiàn)狀等。供用戶對當(dāng)前生產(chǎn)形式進行即時調(diào)整，同時為下一階段的工作組織方向決策提供數(shù)據(jù)分析依據(jù)。

能源管理系統(tǒng)通過實行能源集中、扁平化、精細化控制，可降低人工成本，提升企業(yè)管理效率，減少事務(wù)處置環(huán)節(jié)，為企業(yè)的精細化管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，這對優(yōu)化能源產(chǎn)耗平衡、減少煤氣放散、提高環(huán)保質(zhì)量、降低噸鋼能耗都有重要作用，而且它對于事故預(yù)案的制定和執(zhí)行、事故原因的快速分析和事故的及時判斷處理、正常和異常情況下的能源供需的合理調(diào)整和平衡都是十分有效的。能源管理系統(tǒng)建設(shè)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

2 能源管理系統(tǒng)的開發(fā)實施要點

能源管理系統(tǒng)的實施過程主要應(yīng)該注重以下幾個方面的建設(shè)。

2.1 建立完善能源管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)

能源管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)要與現(xiàn)場自動化工業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境達到無縫銜接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全采集。鋼鐵企業(yè)往往存在廠區(qū)分布狀況復(fù)雜、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施部署復(fù)雜、工業(yè)自動化設(shè)備狀況復(fù)雜、儀表安裝使用情況復(fù)雜等問題。能源管理系統(tǒng)的成功構(gòu)建離不開大量現(xiàn)場實時生產(chǎn)、管理、計量等信息數(shù)據(jù)的支撐，因此構(gòu)建專業(yè)密閉隔離安全的能源網(wǎng)絡(luò)顯得十分重要。能源管理系統(tǒng)長久穩(wěn)定的運行，必須要具備既符合企業(yè)能源系統(tǒng)建設(shè)需求和網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀的技術(shù)路線的支撐，又要合理部署能夠?qū)F(xiàn)場工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與能源管理網(wǎng)絡(luò)有效隔離的高性能安全設(shè)備，既保證能源管理系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的需要，又可以阻斷非法信息及病毒在網(wǎng)絡(luò)之間的傳輸，尤其是確?，F(xiàn)場工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的絕對安全。

2.2 規(guī)劃先進的能源數(shù)據(jù)采集體系及實施過程監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA系統(tǒng)）

鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)工序環(huán)節(jié)較多，現(xiàn)場管理數(shù)據(jù)的工業(yè)自動化設(shè)備的種類、應(yīng)用方式也大相徑庭，而且能源管理體系的管理手段也很多樣。因此，數(shù)據(jù)采集單元的建立應(yīng)充分了解并掌握不同生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)的設(shè)備現(xiàn)狀、數(shù)據(jù)管理現(xiàn)狀、生產(chǎn)組織現(xiàn)狀以及設(shè)備檢修現(xiàn)狀，并按照不同能源介質(zhì)的計量和管理專業(yè)性，靈活采用不同的數(shù)據(jù)采集設(shè)備接入現(xiàn)場，并配備專業(yè)的數(shù)據(jù)存儲、處理服務(wù)器，在按照系統(tǒng)建設(shè)需求實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的同時，減少整個能源管理系統(tǒng)以及現(xiàn)場工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的安全性和可維護性。數(shù)據(jù)采集對象的選擇應(yīng)該按照工藝監(jiān)控的實際需求、能源工藝體系輸配和平衡的要求、能源管理的精度和粒度等多個方面衡量選擇。

另外，結(jié)合系統(tǒng)用戶的需要以及能源系統(tǒng)的特點和具體情況，采用穩(wěn)定、高效、高性能的SCADA系統(tǒng)平臺，利用其優(yōu)越的數(shù)據(jù)庫及實時數(shù)據(jù)處理技術(shù)、預(yù)測和平衡優(yōu)化技術(shù)、數(shù)字化模擬運行和調(diào)度技術(shù)、數(shù)據(jù)組合及綜合展示技術(shù)等手段實現(xiàn)能源管理系統(tǒng)對于信息多樣整合、統(tǒng)一發(fā)布、集中管控的需求。

2.3 建立能源管控調(diào)度大廳

能源管控調(diào)度大廳是能源管理系統(tǒng)建設(shè)中不可或缺的一環(huán)，能源管理需要建立一個集中統(tǒng)一、多模塊、高度集成的管控調(diào)度平臺，輔助企業(yè)日常生產(chǎn)組織及過程監(jiān)控。管控大廳的建設(shè)，應(yīng)當(dāng)集合大屏顯示技術(shù)、視頻監(jiān)控管理技術(shù)、調(diào)度電話技術(shù)、供配電技術(shù)等于一體，通過將現(xiàn)場基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集并以趨勢模型、虛擬動態(tài)圖等方式，將企業(yè)所有重點能源環(huán)保信息進行高度統(tǒng)一的結(jié)合，完全實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的在線統(tǒng)一監(jiān)測和管控。這對于增強能源管理系統(tǒng)的應(yīng)用效果、提高勞動生產(chǎn)率和調(diào)度管理水平將起到十分明顯的促進作用。

2.4 設(shè)計集中統(tǒng)一的能源基礎(chǔ)信息管理系統(tǒng)

作為一個建立在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集、管理之上的平臺，基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)可以綜合各能源管理業(yè)務(wù)處室之間的需求，利用信息化技術(shù)手段（報表、趨勢、統(tǒng)一發(fā)布、權(quán)限管理、預(yù)測調(diào)度等），通過建立計劃、調(diào)度、指標(biāo)考核、設(shè)備管理和環(huán)保管理等功能模塊，實時再現(xiàn)能源管理環(huán)節(jié)的過程映像，提升整體能源管理的統(tǒng)一性、針對性，使運行管理和調(diào)整決策建立在可靠的過程信息之上。系統(tǒng)實現(xiàn)的基本功能及對應(yīng)用戶示意圖如圖2所示。

2.5 與ERP系統(tǒng)和MES系統(tǒng)之間的無縫集成和信息傳遞

能源管理系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)、MES系統(tǒng)之間實現(xiàn)無縫集成，是確保能源管理功能完整實現(xiàn)、能源成本系統(tǒng)核算管理功能完整實現(xiàn)以及ERP系統(tǒng)/MES系統(tǒng)信息完整的重要技術(shù)保證。能源管理系統(tǒng)可以向ERP系統(tǒng)、MES系統(tǒng)提供完整的能源分析數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，ERP或MES系統(tǒng)也將按照能源管理和趨勢預(yù)測分析的需要，向能源管理系統(tǒng)提供全企業(yè)的生產(chǎn)計劃、檢修計劃以及其它方面的生產(chǎn)實際信息和過程控制信息。這種多樣化的信息交互方式能夠更好地解決企業(yè)能源評價體系中的不合理因素，企業(yè)管理層能夠結(jié)合當(dāng)前生產(chǎn)組織現(xiàn)狀及時掌握能源消耗及配置情況，并對環(huán)境狀況的評估具有重要作用。

2.6 優(yōu)化能源管理方式及組織結(jié)構(gòu)職能

很多鋼鐵企業(yè)由于生產(chǎn)規(guī)模大、生產(chǎn)工序多而存在能源生產(chǎn)管理多層次、業(yè)務(wù)職權(quán)分散、生產(chǎn)與能源管理脫節(jié)等問題。因此在能源管理系統(tǒng)的建設(shè)過程中，要從精細化管理以及集中管理控制的角度出發(fā)，建立與能源管理系統(tǒng)相適應(yīng)、相匹配的管理體系，從業(yè)務(wù)、組織機構(gòu)、人力資源、規(guī)章制度等方面的管理進行優(yōu)化改進：簡化能源業(yè)務(wù)的管理流程、減少不必要的管理環(huán)節(jié)、優(yōu)化調(diào)度機制、提高管理響應(yīng)能力、消除管理盲區(qū)、明晰責(zé)權(quán)范圍以及改善工業(yè)環(huán)境。通過管理與信息化的雙重提升，最終實現(xiàn)“企業(yè)組織結(jié)構(gòu)專業(yè)化、工作流程標(biāo)準(zhǔn)化、操作管理制度化、崗位人員職業(yè)化”的目標(biāo)。

圖1 能源管理系統(tǒng)建設(shè)結(jié)構(gòu)示意圖

3 結(jié) 論

一套完整的能源管理系統(tǒng)的建立，不僅是單純自動化和信息化技術(shù)水平提升的表現(xiàn)，更是對企業(yè)整體能源管理體系中起著重要作用，它能統(tǒng)一調(diào)度、優(yōu)化煤氣平衡、減少煤氣放散、提高環(huán)保質(zhì)量、降低噸鋼能耗以及提高勞動生產(chǎn)率，而且對于事故預(yù)案的制定和執(zhí)行、事故原因的快速分析和及時判斷處理、能源供需的合理調(diào)整和平衡以及在客觀信息基礎(chǔ)上的能源實績分析、能源計劃編制、能源質(zhì)量管理以及能源系統(tǒng)的預(yù)測等都具有重要影響。

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作者簡介：耿佳節(jié)，男，漢族，河北鹿泉人，工程師，學(xué)士。研究方向：信息化系統(tǒng)建設(shè)。