基于力控軟件的鋼鐵企業(yè)能源計(jì)量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

藍(lán)崇峰

摘要：企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，在碳中和的背景下，企業(yè)的能源成本核算也愈發(fā)重要，對(duì)能源的計(jì)量與數(shù)據(jù)有效采集也越來越被各個(gè)制造業(yè)企業(yè)所重視。應(yīng)用力控組態(tài)軟件和驛唐無線DTU通訊設(shè)備，建立實(shí)時(shí)的能源計(jì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鋼鐵企業(yè)的各種能耗監(jiān)測(cè)，并且提供了功能強(qiáng)大的歷史數(shù)據(jù)查詢，歷史趨勢(shì)查看，能源報(bào)表生成等功能，為鋼鐵企業(yè)的能源管理提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。

關(guān)鍵詞：能源計(jì)量;力控;數(shù)據(jù)采集;組態(tài)軟件

鋼鐵企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益劇烈，在碳達(dá)峰、碳中和的大背景下，如何降低能耗成本，提高鋼鐵產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，成為了所有鋼鐵企業(yè)所面對(duì)的一道必答題，而水電風(fēng)氣等能源是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)成本的重中之重，因此對(duì)其有效監(jiān)控與高效利用越來越被企業(yè)所重視。

1.背景

廣西鋼鐵集團(tuán)有限公司是一座新建成投產(chǎn)不足3年的新廠，其一二級(jí)能源計(jì)量現(xiàn)場(chǎng)儀表基本已安裝完成，但是由于計(jì)量?jī)x表安裝的點(diǎn)位較為分散，人工現(xiàn)場(chǎng)抄數(shù)查數(shù)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。且大部分計(jì)量?jī)x表都附帶有MODBUS通訊協(xié)議，因此，為了使生產(chǎn)過程中的能耗能被實(shí)時(shí)掌握，管理者能夠制定能耗計(jì)劃，下達(dá)考核指標(biāo)，使成產(chǎn)成本能夠得到有效控制，避免形成“信息孤島”，必須實(shí)現(xiàn)能源管理的信息化。

2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)

所有能源計(jì)量點(diǎn)數(shù)據(jù)通過組態(tài)軟件統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，根據(jù)計(jì)量點(diǎn)數(shù)據(jù)量或按區(qū)域配備一定數(shù)量的數(shù)采站，并通過標(biāo)準(zhǔn)OPC協(xié)議將數(shù)采站數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至能源管理中心，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控，遠(yuǎn)程操作控制和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視，系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)能源計(jì)量數(shù)據(jù)監(jiān)控、分析、報(bào)警、報(bào)表功能、點(diǎn)檢記錄、維修記錄、設(shè)備臺(tái)賬等功能。

2.能源綜合監(jiān)控系統(tǒng)

（1）基于高性能、高可靠性的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和SCADA軟件平臺(tái)，建立“高度集成”的能源綜合監(jiān)控系統(tǒng)。所建立的能源綜合監(jiān)控系統(tǒng)覆蓋與節(jié)能減排息息相關(guān)的各種信息，包括，各動(dòng)力介質(zhì)系統(tǒng)信息（煤氣系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、水系統(tǒng)、氧氮?dú)逑到y(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)等）、重點(diǎn)耗能設(shè)備和耗電設(shè)備信息、與能源系統(tǒng)相關(guān)的關(guān)鍵生產(chǎn)信息等。基于SCADA系統(tǒng)平臺(tái)集中監(jiān)控一二級(jí)能源數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上述數(shù)據(jù)的綜合集成、監(jiān)視和管理。

同時(shí)，能源綜合監(jiān)控系統(tǒng)在對(duì)能源介質(zhì)的采購、生產(chǎn)、輸送、儲(chǔ)存和消耗各相關(guān)環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和分析處理的基礎(chǔ)上，集成各能源介質(zhì)系統(tǒng)和耗能設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)視、歷史數(shù)據(jù)歸檔、事件記錄和查詢、報(bào)警與應(yīng)急聯(lián)動(dòng)等功能。

（2）需要監(jiān)視的能源系統(tǒng)包括煤氣、電力、水、蒸汽、氧氮?dú)濉嚎s空氣、固體燃料等系統(tǒng)。

3.具體實(shí)現(xiàn)方案

（1）公司公輔系統(tǒng)能源計(jì)量數(shù)據(jù)，各能源采集站、儀表房網(wǎng)絡(luò)為單獨(dú)規(guī)劃的環(huán)網(wǎng)，不占用公司主干網(wǎng)絡(luò)資源，可采用光纖、GPRS無線通訊、定向無線WIFI等方式聯(lián)網(wǎng)，在主干網(wǎng)交換機(jī)單獨(dú)劃分獨(dú)立虛擬網(wǎng)絡(luò)連接能源采集網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同介質(zhì)的一二級(jí)能源計(jì)量數(shù)據(jù)采集;

（2）對(duì)于接入各分廠PLC/DCS控制系統(tǒng)的能源計(jì)量數(shù)據(jù)，可直接通過自控系統(tǒng)的DDE、OPC、Modbus TCP等對(duì)外接口，由數(shù)據(jù)采集服務(wù)器集中后接入能源管理中心主干網(wǎng)，再轉(zhuǎn)發(fā)到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集;

（3）對(duì)于分散的一二級(jí)非電計(jì)量?jī)x表，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況經(jīng)過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊和多串口服務(wù)器匯集，一并接入數(shù)據(jù)采集服務(wù)器中，再接入能源管理中心主干網(wǎng)，轉(zhuǎn)發(fā)到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集;

（4）對(duì)于接入SCADA系統(tǒng)中的計(jì)量數(shù)據(jù)，可直接通過組態(tài)軟件系統(tǒng)對(duì)外OPC接口，接入能源管理中心主干網(wǎng)，由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器直接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。

4.基于力控組態(tài)軟件的能源數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由現(xiàn)場(chǎng)儀表，光纜，光纖收發(fā)器，交換機(jī)，服務(wù)器，力控組態(tài)軟件等組成，其主要功能是把現(xiàn)場(chǎng)能源計(jì)量?jī)x表的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤地采集至服務(wù)器中，并將它們發(fā)布展示出來，傳輸方式結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，采用TCP或RS485/RS232等方式，采用無線+有線結(jié)合的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

5.結(jié)語

基于力控組態(tài)軟件的能源點(diǎn)數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)，將會(huì)隨著組態(tài)軟件的不斷升級(jí)，其功能越來越強(qiáng)大。靈活地利用組態(tài)軟件的各個(gè)功能及其特點(diǎn)，能夠開發(fā)出更多實(shí)用且有效的能源采集功能，為鋼鐵企業(yè)降低能耗成本，提高能耗監(jiān)測(cè)水平貢獻(xiàn)一份力量。

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