王云彪

（山信軟件股份有限公司，山東 濟(jì)南250101）

1 前 言

能源管理系統(tǒng)可以幫助鋼廠在擴(kuò)大生產(chǎn)的同時(shí)，合理計(jì)劃和利用能源，降低噸鋼耗能，提高經(jīng)濟(jì)效益。它的建立還有利于事故預(yù)案的制定和執(zhí)行，事故原因的分析判斷，異常情況下的對能源供需的合理調(diào)整。

2 系統(tǒng)分析及研究目標(biāo)

某鋼廠熱連軋公輔系統(tǒng)作為生產(chǎn)輔助系統(tǒng)，提供熱連軋產(chǎn)線生產(chǎn)過程中必備的能源介質(zhì)，在生產(chǎn)過程當(dāng)中起到極為關(guān)鍵的作用。該公輔系統(tǒng)主要通過對水介質(zhì)的有效采集、監(jiān)控、整理和分析，實(shí)現(xiàn)了對熱連軋廠F0產(chǎn)線（F0精軋機(jī)產(chǎn)線，簡稱F0產(chǎn)線，F(xiàn)0是精軋機(jī)的型號）用水資源的分配和處理。

水系統(tǒng)能源介質(zhì)的計(jì)量節(jié)點(diǎn)量大而且分布區(qū)域廣，介質(zhì)的種類也繁多，包括新水、濁環(huán)水、凈環(huán)水、純水、軟水等水種。起初，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)依靠抄表人員去現(xiàn)場抄錄，或是按時(shí)到各個(gè)值班室收集記錄紙和抄表單，然后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、匯總和核算，工作繁重。某些路程較遠(yuǎn)的值班室，依然采用電話匯報(bào)的方式統(tǒng)計(jì)核算數(shù)據(jù)，非常不便利。同時(shí)，“減負(fù)增效”政策的實(shí)施，還造成儀表點(diǎn)檢人員的工作量大幅增加。

當(dāng)下的流體能源計(jì)量管理層面臨諸多考驗(yàn)，首先人工抄表、核算極易產(chǎn)生誤差，其次計(jì)量數(shù)據(jù)在各個(gè)有關(guān)部門之間存在傳遞不到位、不及時(shí)等現(xiàn)象。某鋼廠熱連軋公輔系統(tǒng)能源采集項(xiàng)目的開發(fā)，使得能源采集計(jì)量網(wǎng)絡(luò)更加完善，同時(shí)，通過該子站項(xiàng)目的實(shí)施，延伸到整個(gè)公司級能源中心數(shù)據(jù)檢測、共享、統(tǒng)計(jì)、分析等功能的實(shí)現(xiàn)。

3 系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)

在完成項(xiàng)目調(diào)研后，確立了采集方案總體準(zhǔn)則，現(xiàn)將設(shè)計(jì)方案做出如下闡述。

3.1 規(guī)劃先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)

能源管理系統(tǒng)不僅擁有海量的現(xiàn)場采集節(jié)點(diǎn)，而且各個(gè)子系統(tǒng)的工藝流程紛繁復(fù)雜，所以決定該系統(tǒng)能源采集項(xiàng)目采用能源參數(shù)采集的“三選擇”原則?！叭x擇”原則就是按照實(shí)際監(jiān)控流程的工藝要求進(jìn)行選擇、按照達(dá)到能源系統(tǒng)輸配平衡的理念要求進(jìn)行選擇以及選擇參數(shù)滿足能源管理的粒度和精度要求［1］。

為了減少系統(tǒng)隱患，使系統(tǒng)維護(hù)方便，以增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性，宜采用分散方式為采集模式的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。根據(jù)熱連軋公輔系統(tǒng)的實(shí)際情況和工藝需求，決定采用適用于熱連軋公輔系統(tǒng)實(shí)際工況的基本技術(shù)，具體包括：標(biāo)準(zhǔn)的行業(yè)監(jiān)控技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)的行業(yè)管理技術(shù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫處理與管理技術(shù)、數(shù)據(jù)的通信技術(shù)、異構(gòu)系統(tǒng)的無縫對接、系統(tǒng)的數(shù)字化調(diào)度［2］。

鑒于待采集的數(shù)據(jù)除已投運(yùn)的PLC數(shù)據(jù)外，還包括現(xiàn)場大量的儀表數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量大，故現(xiàn)場控制器采用MOX-RTU，并根據(jù)采集、監(jiān)視點(diǎn)的分布情況將儀表監(jiān)測點(diǎn)分為若干組，每組監(jiān)測點(diǎn)一般不超過8個(gè)（理論上最大上限為256個(gè)，出于現(xiàn)場儀表數(shù)據(jù)響應(yīng)速度的實(shí)際測試與后期維護(hù)考慮）［3］。每組的檢測點(diǎn)采用485通訊方式，由485通訊線兩兩并接，每一組監(jiān)測點(diǎn)通過485接口接入現(xiàn)場MOX-RTU控制器，然后通過子站的交換機(jī)并接于能源主干環(huán)網(wǎng)，最終將底層數(shù)據(jù)傳輸至能源管控中心MOSAIC SCADA數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)能源參數(shù)在線檢測。

采集站的遠(yuǎn)程終端設(shè)備采用的是MOX集團(tuán)公司開發(fā)的現(xiàn)場控制器MOX-RTU，它的設(shè)計(jì)采用開放式的模塊化理念，將底層的能源參數(shù)采集到能源管理層級的管控中心（調(diào)度中心）。熱連軋層流公輔系統(tǒng)FO產(chǎn)線層流供水泵站、層流提升泵站、層流過濾泵站采用Quantum類型PLC，確定通訊協(xié)議為Modbus TCP/IP協(xié)議進(jìn)行硬件組態(tài)，現(xiàn)場儀表通過485連接分為4組，接入MOX的4個(gè)COM端口，示意圖如圖1所示。

圖1 MOX與Quantum PLC及現(xiàn)場儀表的硬件接口

3.2“數(shù)字化"能源控制應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

“數(shù)字化”能源控制應(yīng)用系統(tǒng)是一種整合運(yùn)行管理和調(diào)度決策功能的應(yīng)用系統(tǒng)，它建立在上述基本技術(shù)基礎(chǔ)和可靠的過程信息之上，能夠?qū)崟r(shí)地再現(xiàn)現(xiàn)場工藝流程“影像”。在“數(shù)字化”能源調(diào)度中心，調(diào)度運(yùn)行人員能夠?qū)徇B軋公輔系統(tǒng)中能源數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)平衡進(jìn)行宏觀調(diào)節(jié)，減少管理層級中間環(huán)節(jié)，提高生產(chǎn)效率。尤其是在工藝現(xiàn)場出現(xiàn)異常問題時(shí)，該系統(tǒng)可以把握全局，及時(shí)做出應(yīng)對和提供決策性方案，在系統(tǒng)的及時(shí)調(diào)整和維穩(wěn)方面有極大的優(yōu)越性。

3.3 與ERP系統(tǒng)的無縫“接合”

向ERP系統(tǒng)提供完整的能源系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和分析報(bào)表，是能源管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)管理任務(wù)之一。同時(shí)，ERP也根據(jù)能源系統(tǒng)的需要，向其提供公司及其下屬部門的生產(chǎn)和檢修計(jì)劃，并提供相關(guān)的生產(chǎn)信息等，方便能源管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分析預(yù)測和集中管控。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要分兩部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，一是數(shù)據(jù)采集硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，二是數(shù)據(jù)采集軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)總體方案架構(gòu)

4 結(jié)語

在環(huán)境保護(hù)方面，環(huán)保是各企業(yè)應(yīng)當(dāng)遵守的原則，通過能源管理項(xiàng)目的實(shí)施，減少污水排放，提高循環(huán)水的利用率來直觀實(shí)現(xiàn)。在能源管控方面，能源管理系統(tǒng)實(shí)施完善后，能夠?yàn)楣旧蠈犹峁┛煽康臎Q策依據(jù)，也為提高管理水平和成本考核到位搭建了良好的技術(shù)平臺。在事故應(yīng)急方面，該系統(tǒng)降低了事故率并且間接提高了人員的事故應(yīng)急反應(yīng)能力。