淺談鋼鐵企業能源管理系統建設應用

摘 要：能源消耗量大、能源運輸供給不足、環境壓力日趨增大等一系列問題一直困擾著鋼鐵冶金行業，制約著企業快速穩定健康發展。使用信息技術作為平臺，采用新的技術，形成安全、穩定和高效的能源管理系統，對實現節能減耗、降低鋼鐵生產成本、提升企業管理水平、改善環境質量以及推動企業的可持續發展具有重要的意義。

關鍵詞：能源管理系統建設；節能降耗；降低成本；提升管理水平；改善環境質量

中圖分類號：TP315 文獻標識碼：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（簡稱EMS系統）是一種新型前沿的系統節能技術，它利用生產過程控制技術、網絡通信技術、數據庫管理技術、展示平臺開發技術、管理優化理論和技術等手段，對企業能源體系的運行進行全面監控，并為生產組織、能源調度和其它能源業務管理提供必要而準確的數據參考，并通過系統化管理達到高效利用能源和節約能源的目的。國內外的眾多案例顯示，很多行業都從能源管理系統的建設應用中受益。鋼鐵冶金行業既是用能大戶，也是產能大戶，因此，能源的合理規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生產組織模式、工藝設備建設使用情況以及管理調度現狀等環節存在的不合理現象，甚至還能夠改變企業工業能耗居高不下、環境質量不如人意以及能源管理模式粗放浪費嚴重等深層次問題。

1 能源管理系統建設的技術路線和意義

能源管理系統主要運用各種技術手段，以節能降耗、優化輸配、合理使用、綠色清潔生產為目標，通過先進技術手段或采集管理設備將分布于全公司各個角落的自動化控制設備、能源儀表、固體料計量磅秤儀表、環保檢測站等各種工業單元進行有機整合和連接，形成數據信息網，按照業務管理需要實時獲取數據，并在此基礎上依據不同的業務需要建立多樣化能源生產控制數學模型與管理模型，再以各種功能豐富的軟件、系統作為數據計算、展示、管理的載體，以不同的信息形態面向企業各層級用戶，實時、全面、立體地展示車間區域、廠區域乃至全公司區域的能源配置使用現狀、工藝設備運行現狀、物流組織現狀、環保管理現狀等。供用戶對當前生產形式進行即時調整，同時為下一階段的工作組織方向決策提供數據分析依據。

能源管理系統通過實行能源集中、扁平化、精細化控制，可降低人工成本，提升企業管理效率，減少事務處置環節，為企業的精細化管理提供基礎數據，這對優化能源產耗平衡、減少煤氣放散、提高環保質量、降低噸鋼能耗都有重要作用，而且它對于事故預案的制定和執行、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整和平衡都是十分有效的。能源管理系統建設結構示意圖如圖1所示。

2 能源管理系統的開發實施要點

能源管理系統的實施過程主要應該注重以下幾個方面的建設。

2.1 建立完善能源管理系統網絡

能源管理系統網絡要與現場自動化工業網絡環境達到無縫銜接，實現數據安全采集。鋼鐵企業往往存在廠區分布狀況復雜、工業網絡設施部署復雜、工業自動化設備狀況復雜、儀表安裝使用情況復雜等問題。能源管理系統的成功構建離不開大量現場實時生產、管理、計量等信息數據的支撐，因此構建專業密閉隔離安全的能源網絡顯得十分重要。能源管理系統長久穩定的運行，必須要具備既符合企業能源系統建設需求和網絡現狀的技術路線的支撐，又要合理部署能夠將現場工業網絡與能源管理網絡有效隔離的高性能安全設備，既保證能源管理系統采集數據的需要，又可以阻斷非法信息及病毒在網絡之間的傳輸，尤其是確保現場工業網絡的絕對安全。

2.2 規劃先進的能源數據采集體系及實施過程監控系統（SCADA系統）

鋼鐵企業的生產工序環節較多，現場管理數據的工業自動化設備的種類、應用方式也大相徑庭，而且能源管理體系的管理手段也很多樣。因此，數據采集單元的建立應充分了解并掌握不同生產工藝環節的設備現狀、數據管理現狀、生產組織現狀以及設備檢修現狀，并按照不同能源介質的計量和管理專業性，靈活采用不同的數據采集設備接入現場，并配備專業的數據存儲、處理服務器，在按照系統建設需求實現數據采集的同時，減少整個能源管理系統以及現場工業自動化控制系統的安全性和可維護性。數據采集對象的選擇應該按照工藝監控的實際需求、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，結合系統用戶的需要以及能源系統的特點和具體情況，采用穩定、高效、高性能的SCADA系統平臺，利用其優越的數據庫及實時數據處理技術、預測和平衡優化技術、數字化模擬運行和調度技術、數據組合及綜合展示技術等手段實現能源管理系統對于信息多樣整合、統一發布、集中管控的需求。

2.3 建立能源管控調度大廳

能源管控調度大廳是能源管理系統建設中不可或缺的一環，能源管理需要建立一個集中統一、多模塊、高度集成的管控調度平臺，輔助企業日常生產組織及過程監控。管控大廳的建設，應當集合大屏顯示技術、視頻監控管理技術、調度電話技術、供配電技術等于一體，通過將現場基礎數據采集并以趨勢模型、虛擬動態圖等方式，將企業所有重點能源環保信息進行高度統一的結合，完全實現實時數據的在線統一監測和管控。這對于增強能源管理系統的應用效果、提高勞動生產率和調度管理水平將起到十分明顯的促進作用。

2.4 設計集中統一的能源基礎信息管理系統

作為一個建立在基礎數據采集、管理之上的平臺，基礎能源管理系統可以綜合各能源管理業務處室之間的需求，利用信息化技術手段（報表、趨勢、統一發布、權限管理、預測調度等），通過建立計劃、調度、指標考核、設備管理和環保管理等功能模塊，實時再現能源管理環節的過程映像，提升整體能源管理的統一性、針對性，使運行管理和調整決策建立在可靠的過程信息之上。系統實現的基本功能及對應用戶示意圖如圖2所示。

2.5 與ERP系統和MES系統之間的無縫集成和信息傳遞

能源管理系統與ERP系統、MES系統之間實現無縫集成，是確保能源管理功能完整實現、能源成本系統核算管理功能完整實現以及ERP系統/MES系統信息完整的重要技術保證。能源管理系統可以向ERP系統、MES系統提供完整的能源分析數據和分析結果，ERP或MES系統也將按照能源管理和趨勢預測分析的需要，向能源管理系統提供全企業的生產計劃、檢修計劃以及其它方面的生產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能源評價體系中的不合理因素，企業管理層能夠結合當前生產組織現狀及時掌握能源消耗及配置情況，并對環境狀況的評估具有重要作用。

2.6 優化能源管理方式及組織結構職能

很多鋼鐵企業由于生產規模大、生產工序多而存在能源生產管理多層次、業務職權分散、生產與能源管理脫節等問題。因此在能源管理系統的建設過程中，要從精細化管理以及集中管理控制的角度出發，建立與能源管理系統相適應、相匹配的管理體系，從業務、組織機構、人力資源、規章制度等方面的管理進行優化改進：簡化能源業務的管理流程、減少不必要的管理環節、優化調度機制、提高管理響應能力、消除管理盲區、明晰責權范圍以及改善工業環境。通過管理與信息化的雙重提升，最終實現“企業組織結構專業化、工作流程標準化、操作管理制度化、崗位人員職業化”的目標。

圖1 能源管理系統建設結構示意圖

3 結 論

一套完整的能源管理系統的建立，不僅是單純自動化和信息化技術水平提升的表現，更是對企業整體能源管理體系中起著重要作用，它能統一調度、優化煤氣平衡、減少煤氣放散、提高環保質量、降低噸鋼能耗以及提高勞動生產率，而且對于事故預案的制定和執行、事故原因的快速分析和及時判斷處理、能源供需的合理調整和平衡以及在客觀信息基礎上的能源實績分析、能源計劃編制、能源質量管理以及能源系統的預測等都具有重要影響。

參考文獻：

[1] 馮晶，田小果.EMS系統在鋼鐵廠能源中心的應用 [J].自動化與儀器儀表，2005（3）：35-37+44.

[2] 周海倫.首鋼總公司能源管理系統開發 [C]//中國計量協會冶金分會2007年會.中國計量協會冶金分會2007年會論文集.中國北京：《冶金自動化》雜志社，2007：578-582.

[3] 白泉，佟慶.信息化提高工業用能效率從何處做起 [J].節能與環保，2004（2）：11-14.

[4] 談春燕.冶金企業能源管理系統的關鍵技術及系統實現 [C]//2008全國第十三屆自動化應用技術學術交流會 [J].中國水運（下半月），2008（1）：186.

[5] 周永良，李鐵克，王偉玲.基于實時歷史數據庫技術的鋼鐵能源管理系統 [J].冶金能源，2010，29（2）：3-5+14.

[6] 呂玉紅.鋼鐵企業能源管理系統的開發與應用 [J].山東冶金，2010，32（3）：64-66.

[7] 魏海明.冶金能源管理系統的發展 [J].寶鋼技術，2007（5）：28-31+34.

[8] 王永川，陳光明.鋼鐵企業能源管理系統方案研究 [J].冶金能源，2003（6）：5-8+36.

[9] 魏海明.冶金企業能源管理系統對節能降耗的作用 [C]//全國冶金自動化信息網2008年會.自動化技術與冶金流程節能減排——全國冶金自動化信息網2008年會論文集.中國寧夏銀川：《冶金自動化》雜志社，2008：399-401.

[10] 伍俊，鄧全亮，范懌濤.能源管理在湘鋼的應用 [J].自動化博覽，2010，27（12）：78-81.

作者簡介：耿佳節，男，漢族，河北鹿泉人，工程師，學士。研究方向：信息化系統建設。