能源管理系統(tǒng)在鋼鐵企業(yè)中的實(shí)施與應(yīng)用

文/郝芳

1 研究背景

在全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大環(huán)境下，能源戰(zhàn)略成為世界各國關(guān)注的重要領(lǐng)域，也是我國發(fā)展戰(zhàn)略的重要構(gòu)成。在中國的能源消耗中，重工業(yè)是中國的主要能源消耗。能源消耗約占該國總能耗的70%。它是典型的以資源為基礎(chǔ)的發(fā)展中國家。隨著時(shí)代和企業(yè)的發(fā)展要求，國家對企業(yè)能源消耗和再利用都有了明確的規(guī)定和要求。“十一五”發(fā)展規(guī)劃里，也很明確的提出了對鋼鐵信息化的要求，大中型鋼鐵企業(yè)都要建設(shè)能源管理系統(tǒng)。能源管理系統(tǒng)的建立完善，二次能源的充分利用，可減少企業(yè)的外包和能源的過渡消耗，擁有相當(dāng)大的利潤空間和潛力。能源管理系統(tǒng)是企業(yè)現(xiàn)代化管理的重要手段，采用信息管理方法，大幅降低能耗成本，提高資源利用率和勞動生產(chǎn)率。唐鋼的能源管理系統(tǒng)就是針對企業(yè)管理核心的能源管理問題，立足于現(xiàn)有的信息化系統(tǒng)，充分利用現(xiàn)有的資源，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)有能源的精細(xì)化管理，使公司信息化的建設(shè)和能源管理有了顯著的提升。

2 能源管理系統(tǒng)（EMS）的構(gòu)成

2.1 能源管理系統(tǒng)（EMS）的基本構(gòu)成

唐鋼EMS能源管理系統(tǒng)擁有成熟、穩(wěn)定、先進(jìn)的技術(shù)手段，保證系統(tǒng)具有開放性、擴(kuò)展性、兼容性和靈活性。系統(tǒng)的原理就是在平臺上運(yùn)行的若干功能模塊的集成套件，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，運(yùn)用組態(tài)工具進(jìn)行調(diào)配，其上運(yùn)行的模塊組態(tài)和瀏覽功能全部集成在一個(gè)整體，體現(xiàn)了省時(shí)省力，提高效能，降低工作量的設(shè)計(jì)理念。系統(tǒng)主要包括實(shí)時(shí)計(jì)量模塊、生產(chǎn)計(jì)劃控制模塊、質(zhì)量檢驗(yàn)?zāi)K、系統(tǒng)維護(hù)模塊、財(cái)務(wù)成本模塊、追蹤模塊、知識模塊等。

2.2 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

能源系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以以太網(wǎng)為基礎(chǔ)，兼容 TCP/IP協(xié)議，具有開放性和高兼容性特點(diǎn)。EMS系統(tǒng)是利用實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)通過 OPC讀取已存在的數(shù)據(jù)，與新增加 PLC 通訊來獲取新加儀表的計(jì)量數(shù)據(jù)，再傳到二級系統(tǒng)（PI）中匯集，最終傳遞給實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)，以此來完成各項(xiàng)功能。

3 EMS的基本功能和實(shí)施應(yīng)用

3.1 能源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集及實(shí)時(shí)監(jiān)控

任何系統(tǒng)都是以強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支撐為基礎(chǔ)和依據(jù)。能源管理系統(tǒng)也不例外。從唐山的能源管理系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)有兩種方式：其一，由唐鋼原有的PI能源計(jì)量網(wǎng)直接讀取數(shù)據(jù)；其二，新增了一些現(xiàn)場儀表部件，PLC直接與儀表通信進(jìn)行采集。最后通過收集和分析實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（SCADA）來完成匯總收集并整理并上傳的工作。 SCADA系統(tǒng)能同時(shí)實(shí)現(xiàn)對能源系統(tǒng)的統(tǒng)一規(guī)劃、調(diào)度管理、實(shí)時(shí)監(jiān)控以及運(yùn)行最優(yōu)化；并運(yùn)用功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集模塊，來擴(kuò)展使用功能，靈活的增減計(jì)量點(diǎn)，可以很方便快捷的整合到管控平臺上，滿足企業(yè)的中長期的能源管理需求。數(shù)據(jù)監(jiān)控可以使專業(yè)人員及時(shí)現(xiàn)場解決實(shí)際情況。技術(shù)人員可以通過計(jì)算機(jī)上的設(shè)備狀態(tài)和現(xiàn)場儀表數(shù)據(jù)完成現(xiàn)場設(shè)備和材料的調(diào)度，具有不可替代的作用。

3.2 數(shù)據(jù)分析處理及生產(chǎn)計(jì)劃管理功能

基礎(chǔ)二級數(shù)據(jù)收集進(jìn)入EMS之后，系統(tǒng)可簡便快捷的完成對數(shù)據(jù)的分析、計(jì)算、統(tǒng)計(jì)匯總等；利用能源管理系統(tǒng)，專業(yè)人員還可在線實(shí)時(shí)查看庫存和能源消耗等信息，使能源的集中管理和統(tǒng)一調(diào)度功能得以實(shí)現(xiàn)，提高了企業(yè)能源利用效率，并可與其他信息化系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互利用，分析計(jì)算出的數(shù)據(jù)可現(xiàn)時(shí)傳輸?shù)紼RP，MES生產(chǎn)系統(tǒng)和財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)。

能源管理系統(tǒng)屬于信息整個(gè)架構(gòu)中的三級系統(tǒng)，承擔(dān)ERP四級系統(tǒng)下傳的的生產(chǎn)任務(wù)訂單，配合ERP系統(tǒng)完成能源生產(chǎn)管理。該模型下的能源生產(chǎn)管理優(yōu)于廣泛的月度計(jì)劃模型，使能源管理能夠最大限度地提高能源供應(yīng)，有目的地和定量地組織生產(chǎn)以實(shí)現(xiàn)能源效率。同時(shí)，能源管理系統(tǒng)（EMS）將獲取四級ERP，三級MES / DSS系統(tǒng)的生產(chǎn)信息、性能參數(shù)、計(jì)劃等信息，經(jīng)過周密的計(jì)算、分析整理、再處理，以報(bào)告的形式，簡單，清晰，一目了然，實(shí)現(xiàn)能源管理細(xì)化到團(tuán)隊(duì)，精細(xì)加工成生產(chǎn)流程，批量生產(chǎn)線。

3.3 能源介質(zhì)結(jié)算分析功能

能源管理系統(tǒng)上線運(yùn)行后，解決的最大問題就是目前唐鋼的能源結(jié)算管理混亂問題。系統(tǒng)針對目前所存在的問題，結(jié)合唐鋼現(xiàn)有的ERP系統(tǒng)，結(jié)算使用成本訂單方式。結(jié)算數(shù)據(jù)通過能源系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集由三級系統(tǒng)按訂單傳遞給ERP四級系統(tǒng)，更好的給財(cái)務(wù)系統(tǒng)的結(jié)算提供的便利，同時(shí)使能源的管理更加精細(xì)化，更高效、組織性更強(qiáng)。

3.4 能源數(shù)據(jù)報(bào)表的應(yīng)用

能源管理系統(tǒng)的報(bào)表是提供能源數(shù)據(jù)分析的最主要表現(xiàn)形式。報(bào)表采用的是標(biāo)準(zhǔn)報(bào)表模式，通過網(wǎng)頁二維的形式展現(xiàn)出來。涵蓋了公司級、廠級、車間、工序甚至到子工序級所有范圍內(nèi)的能源介質(zhì)數(shù)據(jù)（風(fēng)、水、電、煤氣、蒸汽、氧氣、氮?dú)獾龋Ｋ梢燥@示二級生產(chǎn)單元的所有操作、班次、當(dāng)日和當(dāng)月的能源數(shù)據(jù)。它為每個(gè)子單元提供能源生產(chǎn)和消費(fèi)管理，單位消耗管理和能源成本管理的統(tǒng)計(jì)，分析和表示。

報(bào)表功能應(yīng)用靈活，可按工作和生產(chǎn)實(shí)際的需要進(jìn)行報(bào)表的定制，并提供瀏覽、下載等常用功能。

4 結(jié)束語

公司的能源管理系統(tǒng)（EMS）實(shí)施以來，通過長時(shí)間的運(yùn)行檢驗(yàn)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，傳輸及時(shí)，數(shù)據(jù)利用率高，分析功能完善，使系統(tǒng)運(yùn)行的故障率明顯減少。EMS同時(shí)還為能源管和公司決策提供了準(zhǔn)確及時(shí)、強(qiáng)有力的計(jì)量數(shù)據(jù)支撐，并為企業(yè)的生產(chǎn)和能源管理提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持。系統(tǒng)幫助企業(yè)使能源調(diào)度更加合理，實(shí)現(xiàn)能源的全過程的集中可視化管理，提高能源調(diào)度管理水平，使能源系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能和優(yōu)化調(diào)度的功能無縫結(jié)合，提升企業(yè)的能源精細(xì)化管理程度，對促進(jìn)鋼鐵企業(yè)的能源管理，節(jié)能減排具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。