銅陵有色能源管理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

朱 浩 姚毓舟

（銅冠信息科技有限公司，安徽 銅陵244000）

0 概述

能源管理系統(tǒng)(EMS)是一套自動(dòng)化信息化管控一體化系統(tǒng)，是能源中心行使管控職能的載體和平臺(tái)。能源管理中心系統(tǒng)，是采用信息化、自動(dòng)化技術(shù)，集成企業(yè)能源系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、處理和分析、控制和調(diào)度、平衡預(yù)測(cè)和能源管理等功能，降低重要能源介質(zhì)放散，提高能源介質(zhì)的回收和梯級(jí)利用水平，實(shí)現(xiàn)多能源介質(zhì)協(xié)同平衡與優(yōu)化利用的企業(yè)能源管控系統(tǒng)。

銅陵有色公司能源以外供為主，二次能源較少，主要能源管理工作在能源供應(yīng)質(zhì)量的管理、平衡管理、設(shè)備的能耗管理和能效管理，以及能耗指標(biāo)的管理。

計(jì)量?jī)x表的不完善導(dǎo)致管理工作缺少三級(jí)能源數(shù)據(jù)來源、現(xiàn)有數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)不及時(shí)，各分子公司的一級(jí)計(jì)量基本完備，電的二級(jí)計(jì)量相對(duì)完備，但是電計(jì)量?jī)x表并未全部接入能源系統(tǒng)；蒸汽、天然氣的二級(jí)計(jì)量相對(duì)不太完備，計(jì)量?jī)x表也未都接入了自控系統(tǒng)，部分用量不大的支管被忽視，三級(jí)計(jì)量?jī)x表較少。

已配備的計(jì)量?jī)x表中很多都不具備數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能，計(jì)量數(shù)據(jù)需要人工采集。沒有實(shí)時(shí)能源監(jiān)控平臺(tái)，能源管理工作以電話溝通為主，看不到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)管理，能源的匯總工作耗費(fèi)大量時(shí)間和人力，而針對(duì)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)分析工作只能依靠Excel等較為簡(jiǎn)單的方式，不方便進(jìn)行分析和比對(duì)，無法通過歷史數(shù)據(jù)的整理、分析以及措施和效果的比對(duì)來優(yōu)化現(xiàn)有的管理流程和管理措施

1 總體體方案

1.1 總體架構(gòu)說明

從銅陵有色公司整體能源管理系統(tǒng)需求出發(fā)，結(jié)合金隆銅業(yè)公司、金冠銅業(yè)公司、金威銅業(yè)公司、銅冠冶化分公司、冬瓜山銅礦、安慶銅礦、動(dòng)力廠7個(gè)單位和其它20余個(gè)子公司與分公司的實(shí)際情況，在整體滿足工業(yè)能耗監(jiān)管技術(shù)前提下，建設(shè)集團(tuán)公司能源集中管理的信息化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)平臺(tái)、兩級(jí)應(yīng)用的功能要求。

圖1

集團(tuán)調(diào)度中心可根據(jù)上傳的能源數(shù)據(jù)，通過SCADA組態(tài)編程，繪制各單位能源使用網(wǎng)絡(luò)圖，直觀查看各單位的能源實(shí)時(shí)使用情況以及通過能源管理軟件實(shí)現(xiàn)集團(tuán)層面的能源管理功能。

成員單位利用SCADA系統(tǒng)組態(tài)編程，繪制能源使用網(wǎng)絡(luò)圖，顯示電、水、氣等能源消耗的瞬時(shí)值和累計(jì)值，在本單位調(diào)度中心能直觀看到單位能源使用情況，并通過能源管理軟件實(shí)現(xiàn)本單位能源管理功能。

1.2 數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集的三種方式：

一是，現(xiàn)場(chǎng)儀表為智能型儀表，具備RS485接口，可以采用協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，通過MODBUS/RTU、MODBUS/TCP協(xié)議將數(shù)據(jù)傳送給能源管理中心。

圖2

二是，現(xiàn)場(chǎng)儀表已經(jīng)接入PLC/DCS控制系統(tǒng)的，可以通過OPC等方式將相關(guān)能源數(shù)據(jù)傳送給能演管理中心。

三是，現(xiàn)場(chǎng)儀表沒有通訊接口，一段時(shí)期內(nèi)不能更換的，采用手工錄入方式將能源數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)。

1.3 能源數(shù)據(jù)傳輸

集團(tuán)公司能源管理中心是數(shù)據(jù)集中式應(yīng)用模式,服務(wù)器部署在集團(tuán)公司。

各成員單位安裝具備通訊功能的智能儀表，將能耗數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)礁鲉挝痪W(wǎng)絡(luò)中心以及集團(tuán)能源管理中心，建立SCADA系統(tǒng)。

通過數(shù)據(jù)采集設(shè)備和傳輸網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁鲉挝荒茉幢O(jiān)控中心和集團(tuán)能源管理平臺(tái)。

傳輸網(wǎng)絡(luò)利用各單位現(xiàn)有的可管理的局域網(wǎng)平臺(tái)，完善單位自身網(wǎng)絡(luò)，在各單位局域網(wǎng)平臺(tái)劃分單獨(dú)VLAN給能源數(shù)據(jù)傳輸專用，通過數(shù)據(jù)隔離網(wǎng)關(guān)與集團(tuán)能源管理中心連接，保障能源數(shù)據(jù)傳輸安全。同時(shí)建立完善與集團(tuán)網(wǎng)絡(luò)的雙鏈路連接，保障能源數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

1.4 節(jié)能相關(guān)的工藝改造和自動(dòng)化控制改造

為實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗有多種方式，包括節(jié)能設(shè)備材料使用、工藝改善節(jié)能、生產(chǎn)管理節(jié)能等。

經(jīng)過對(duì)二級(jí)單位的生產(chǎn)和用能狀況的詳細(xì)調(diào)研，本次建設(shè)將對(duì)如下試點(diǎn)單位的相關(guān)區(qū)域進(jìn)行相應(yīng)的配套生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)改造。

礦山的通風(fēng)、壓風(fēng)、井下給排水用電量較大，如果能對(duì)這邊設(shè)備根據(jù)生產(chǎn)需要進(jìn)行變頻控制以及根據(jù)電價(jià)峰谷平進(jìn)行合理安排生產(chǎn)，可能會(huì)有較好的節(jié)電效果；

冶煉廠可以對(duì)不需要恒定工作的電機(jī)進(jìn)行變頻控制，以及熱能、蒸汽等進(jìn)行二次利用，也會(huì)給企業(yè)帶來較好的節(jié)能增效。

1.5 與其它系統(tǒng)接口

集團(tuán)公司2012年開始使用ERP，ERP的下一級(jí)就是生產(chǎn)信息化MES，能源的計(jì)劃、采購(gòu)、外銷等與ERP的財(cái)務(wù)和供應(yīng)鏈管理等模塊要進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。同時(shí)能源管理作為生產(chǎn)管理一部分，要與集團(tuán)生產(chǎn)管理系統(tǒng)相集成。還有一些管理的流程要通過OA里的工作流來實(shí)現(xiàn)。因此能源管理系統(tǒng)要提供與上述系統(tǒng)的接口。

2 結(jié)束語

能源管理系統(tǒng)是鋼鐵企業(yè)信息化系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，在能源數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、加工、分析，處理以實(shí)現(xiàn)對(duì)能源設(shè)備、能源實(shí)績(jī)、能源計(jì)劃、能源平衡、能源預(yù)測(cè)等方面發(fā)揮著重要的作用。