1 引 言

　　能源是企业生产的命脉，节能降耗则是提高企业经济效益、增强企业竞争力的重要途径。以往宝钢大多数生产机组的节能仅局限在对部分设备进行技术改造、工艺改造，并没有能力深入评估自身能效。针对这一状况，本文提出一种信息化能源监测管理系统，采用信息技术对能源使用过程的能耗数据，工艺参数等进行收集与处理，改变原有“月底抄表，月初分析”的粗放能源管理方式，实现能耗数据统计“即时化、精细化”，进而全面掌握机组能效，为深度挖掘节能空间提供依据。

　　2 系统架构

　　信息化能源监控管理系统基于计算机技术、网络通讯和自动化仪表技术的应用，统计全厂各机组能源消耗隋况，对各机组的能耗信息进行加工、分析、管理及保存，从而实现对机组用能情况全面，规范、有效的管理和控制。

　　能源监控管理系统分为三层结构，现场设备层，信息采集层和信息应用层，如图1所示。

　　图1 能源监控管理系统组成结构

　　2.1 现场设备层

　　五冷轧使用的能源介质从公辅各站以架空或埋地管道输送到各机组，为得到各用户的能源介质使用量，沿主管道走向在通往各用户的分支处设置计量仪表，由于机组范围广，管道介质计量仪表数量繁多、分布较为分散，而且多数布置在高空或地下管廊内。传统的采集方式将每个仪表单独连接信号线、供电线到计量站，电缆数量、施工量非常大，并且易受干扰、可靠性低，数据准确性难以得到保证。为避免这一问题，本系统中根据仪表设备的分布，将全厂按机组划分为相对集中的15块，分别设立远程I／O采集子站，将相应区域计量仪表的4-20mA信号就近采集并作处理后，经过现场总线传送到上一级采集系统中。现场设备层如图2所示。

　　图2 现场设备层结构

　　采用远程I／O采集子站的现场设备层与传统结构相比具有如下优点：

　　(1)精确度高

　　克服了传统的模拟信号长距离传输问题，有效地抑制了因线路传输而带来的干扰和损失，从而提高了测量和控制的精度，并大幅度减少了电缆材料费用和施工费用，节省了一次性投资，提高了系统的性价比。

　　(2)可靠性高

　　远程I／O采用光纤网络传输形式，已形成规范化，软、硬件功能均有所保障，可靠|生较高。

　　(3)降低上级采集系统负荷

　　远程I／O采集对数据的预处理功能强，使大量的分散信号在就地完成A／D转换、滤波、去抖动处理及热电偶、热电阻的测量变换，并且配有网络耦合器，大大减小了上级控制器的负担。

　　2.2 信息采集层

　　本系统充分考虑到网络的开放性、实用性和统—性，采用Profibus总线通讯方式将分布于现场的15个远程I／O采集子站分两路接入计量站中Honeywell PKS控制器，具有协议简单开放、实时性高、适于数据频繁交换的特点。

　　Honeywell PKS控制器接收到现场远程I／O柜的信号后，通过冗余的ControlNet网络和计量服务器进行通讯，将现场计量信号送入计量服务器中。

　　2.3 信息应用层

　　信息应用层包含能耗服务器和生产过程计算机两个部分。

　　能耗服务器采用Wonderware公司的InSQL实时数据库系统，计量服务器提供的计量数据通过OPC协议接入InSQL数据库，按照能源介质用户进行归类，实时反映各用户的能源消耗情况。

　　生产过程计算机和能耗服务器之间通过TCP／IP协议按照电文方式交换数据，将能耗服务器提供的用户能源消耗数据和该用户的正在生产的钢卷数据整合，从而得到实时的每个钢卷的能耗数据，并进一步传送至数据仓库中。

　　为确保钢卷数据与能耗数据采用同一时间，能耗服务器定时向生产过程计算机发送时间同步请求电文，使能耗采集系统的时钟与生产过程计算机保持一致。

　　信息应用层的结构如图3所示。

　　图3 数据应用层结构图

　　3 系统功能

　　3.1 计量服务器

　　计量服务器将采集到的能耗计量信息通过Control Builder中提供的标准累积模块进行数据累积，并在画面编辑软件Display Builder中引用数据读取模块和累积模块的数值，以便操作员可以在监控画面Station中看到现场仪表的实时值和累积值。

　　同时在Station中对重要的计量仪表进行报警设置，可以实时了解是否有用户能源使用异常。

　　3.2 能耗服务器

　　能耗服务器将所有计量数据按用户边行归并，得到每个用户各种能源介质的消耗值，并在班、日、周，月结束时自动生成每个用户的能源消耗报表，包含当期消耗量显示、与历史同期数据比较、与设定目标比较等功能。

　　3.3 生产过程计算机

　　生产过程计算机中主要实现卷能耗及周期能耗统计功能，其能源信息可以在所有终端中共享，使相关部门能够及时掌握自身能源消耗情况。

　　(1)卷能耗统计

　　生产过程计算机接收到机组生产实绩后，抽取卷号、开始生产时间和结束生产实绩等信息，向能耗服务器请求时段范围内的能耗数据，实现了能源数据与钢卷数据的结合，可以得到每个钢卷的能耗值，为分品种、分时段的能耗统计提供依据，揭示能源使用中以往被忽视的细微差异。

　　(2)周期能耗统计

　　按照班、日、周、月的周期，定时向能耗服务器请求时段范围内的能耗数据，并与该时段内的钢产量信息结合，得到周期工序能耗。

　　4 结束语

　　本文中信息化能源监测管理系统实现了能耗信息统计分析的即时化、精细化和能耗数据传递的通畅性、一致性，使能源管理部同时该系统也为能耗指标的制定提供了更为科学的依据。

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