能源計量信息網(wǎng)絡(luò)對萊鋼企業(yè)的應(yīng)用論文

　　1系統(tǒng)概述

　　能源計量信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司針對企業(yè)對能源計量應(yīng)用、管理的需求，采用自主研發(fā)的熱電偶、配電器、智能流量儀、監(jiān)控和管理軟件，從系統(tǒng)設(shè)計到網(wǎng)絡(luò)施工提供的一整套性能價格比高的能源計量解決方案。該系統(tǒng)對企業(yè)內(nèi)部的水、電、風(fēng)、氣(汽)計量進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)計算機(jī)集中處理、動態(tài)顯示和報表生成等一系列功能。該系統(tǒng)可直接反映各個工序的實(shí)際能源消耗水平，實(shí)現(xiàn)能源消耗數(shù)據(jù)日、旬、月、年的自動累加便于及時了解企業(yè)計量設(shè)備運(yùn)行狀況和能源消耗變化情況，有助于企業(yè)能源動力的平衡，最大限度地提高能源利用率，從而達(dá)到全面節(jié)能的目的。

　　2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　能源計量信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用二級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖1所示，一級（L1）主要采用RS-485總線掛接內(nèi)置MODBUS協(xié)議的智能流量儀表或電力協(xié)議智能電表，對某一區(qū)域內(nèi)各采集點(diǎn)的智能儀表進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)采集，也可用GPRS無線方式對水、電、氣儀表數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，PLC或DCS等工控系統(tǒng)數(shù)據(jù)也可以采集進(jìn)入系統(tǒng)；二級(L2)由以太網(wǎng)絡(luò)或電話線組成，與一級集成在一塊，對整個系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控、管理。本系統(tǒng)為一體化的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理系統(tǒng)，按功能劃分為：（1）采集層。采集層主要采用RS-485總線，每個采集站掛接智能儀表數(shù)可達(dá)255臺，上位機(jī)內(nèi)裝采集層軟件，負(fù)責(zé)對本區(qū)域內(nèi)各采集儀表進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控、管理和控制，并把數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器。對PLC或DCS數(shù)據(jù)也可通過現(xiàn)場總線和OPC等標(biāo)準(zhǔn)接口進(jìn)行采集。利用數(shù)據(jù)采集器還可以對儀表數(shù)據(jù)進(jìn)行GPRS無線上傳。（2）管理層。局域網(wǎng)范圍內(nèi)的各部門裝有管理層軟件，負(fù)責(zé)對整個系統(tǒng)內(nèi)各采集點(diǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)控、管理，系統(tǒng)管理員可對每個管理用戶授予不同的訪問權(quán)限。（3）共享層。共享層提供與外部系統(tǒng)的接口，通過Intranet/In-ternet發(fā)布實(shí)時數(shù)據(jù)和能源報表信息。

　　3系統(tǒng)特點(diǎn)

　�。�1）安全性：采用儀表口令設(shè)定、監(jiān)控軟件用戶權(quán)限、關(guān)系數(shù)據(jù)庫用戶設(shè)定、IP地址限制四級安全方式，確保系統(tǒng)安全。（2）開放性和擴(kuò)展性：該系統(tǒng)為分布式計量管理系統(tǒng)，采集站數(shù)量不受限制，每個采集站智能儀表數(shù)可達(dá)255臺，不受距離的限制，具有485總線接口內(nèi)置MODBUS協(xié)議的儀表皆可掛接在該系統(tǒng)上，單臺下位機(jī)的故障不會影響整個網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。該系統(tǒng)也可以接收PLC、DCS等工業(yè)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。（3）系統(tǒng)具有智能化功能，故障自診斷、數(shù)據(jù)自平衡。（4）實(shí)時性：對于300點(diǎn)的系統(tǒng)，掃描周期小于1min。（5）支持多用戶快速訪問：系統(tǒng)采用多項(xiàng)先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫處理技術(shù)，保證上千個用戶仍然能夠進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的快速訪問。（6）可操作性和靈活性：系統(tǒng)采用圖形化界面，操作簡單，可組態(tài)。（7）支持存儲轉(zhuǎn)發(fā)功能。（8）實(shí)現(xiàn)設(shè)備遠(yuǎn)程維護(hù)、監(jiān)控，可遠(yuǎn)程操作，儀表參數(shù)可遠(yuǎn)程讀寫。（9）報表自動生成，任意EXCEL格式，方便靈活。（10）系統(tǒng)分氣、水、電有線、電無線四部分，既可單獨(dú)安裝運(yùn)行，又可同時運(yùn)行。

　　4系統(tǒng)功能與作用

　　能源計量信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對水、電、氣(汽)等能源的計量數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理，實(shí)現(xiàn)能源管理數(shù)據(jù)共享。通過網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，可使二次能源放散率達(dá)到最小，實(shí)現(xiàn)企業(yè)廠內(nèi)二次能源閉路循環(huán)，一次能源購入量達(dá)到最小。該網(wǎng)絡(luò)既可反映各工序?qū)嶋H消耗的瞬時量，也可實(shí)現(xiàn)能源消耗數(shù)據(jù)日、旬、月、年的自動累加，可及時了解能源消耗變化情況，并實(shí)現(xiàn)企業(yè)能源能力平衡預(yù)測。其主要功能與作用為：（1）進(jìn)行時、班、日、旬、月、年能源消耗數(shù)據(jù)的分類統(tǒng)計和自動累加統(tǒng)計并自動保存歷史數(shù)據(jù)，可隨時進(jìn)行打印。（2）通過該網(wǎng)絡(luò)二級部門可以直接調(diào)用原始數(shù)據(jù)作部門能源平衡表，管理部門可以直接采用原始數(shù)據(jù)做為依據(jù)，計算出能源消耗指標(biāo)，匯總做出全公司的能源計量數(shù)據(jù)結(jié)算表以及其他各種報表。（3）定期進(jìn)行全公司水、電、風(fēng)、氣等二次能源的平衡，為生產(chǎn)調(diào)度指揮提供數(shù)據(jù)依據(jù)。（4）對主要耗能設(shè)備和能源供應(yīng)各個環(huán)節(jié)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)視，及時掌握設(shè)備運(yùn)行狀況。通過該系統(tǒng)，可以隨時掌握能源消耗數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時，可以及時進(jìn)行分析，找出造成能耗升高的原因。（5）實(shí)現(xiàn)能源實(shí)際消耗與能源消耗定額的比較，進(jìn)行定期能耗分析。（6）實(shí)現(xiàn)主要耗能設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視，顯示主要工藝流程模擬畫面。（7）建立工序優(yōu)化模型。

　　5LGF智能流量儀

　　擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的LGF智能流量儀，可配套應(yīng)用于該系統(tǒng)。LGF智能流量儀可自動實(shí)時進(jìn)行密度補(bǔ)償，適用于各種液體、蒸汽、天然氣及其它一般氣體等的流量測量、積算及變送輸出，可廣泛用于石油、冶金、化工、機(jī)械、電力等行業(yè)的流量積算與控制。其主要特點(diǎn)：LED和LCD雙屏顯示，符號化操作鍵盤，菜單提示式漢化人機(jī)交互界面，儀表組態(tài)編程方便,顯示信息全面，編程參數(shù)具有密碼保護(hù)功能；RS-485通信接口，內(nèi)置MODBUS協(xié)議，可以方便地接入MODBUS網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳和遠(yuǎn)程編程；內(nèi)建多種數(shù)學(xué)模型和密度自動補(bǔ)償方式，經(jīng)組態(tài)可實(shí)現(xiàn)對氣體、液體等多種介質(zhì)的密度自動補(bǔ)償和流量的測量積算，通用性強(qiáng)；采用寬限開關(guān)穩(wěn)壓電源，確保電源電壓在130～260V變化時，系統(tǒng)精度不損失；具有免拆機(jī)標(biāo)定功能，無需調(diào)節(jié)任何電位器，通過儀表鍵盤即可完成標(biāo)定操作；具有可編程的超限報警輸出及小流量切除功能，流量、溫度、壓力報警上下限可分別設(shè)定，監(jiān)視工況更全面。

　　6系統(tǒng)軟件

　　能源計量信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件由采集層軟件、管理層軟件、共享層軟件三部分組成，可完成對現(xiàn)場儀表的數(shù)據(jù)采集、處理、顯示、報表生成等一系列功能。系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境：WINDOWS2000/XP、IE，WEB服務(wù)IIS，數(shù)據(jù)庫SQLSERVER2000。采集層軟安裝于各采集站工控機(jī)，完成數(shù)據(jù)的采集與傳輸，進(jìn)行本站區(qū)域內(nèi)的儀表數(shù)據(jù)監(jiān)控、管理、控制。功能主要包括：主控畫面、歷史數(shù)據(jù)、班發(fā)生值、報警記錄、儀表參數(shù)、棒圖、曲線、全貌顯示及上位機(jī)狀態(tài)等顯示畫面，以及安全管理、權(quán)限設(shè)定、儀表參數(shù)讀寫、報表打印、曲線組合設(shè)定、代碼維護(hù)等。管理層軟件可以監(jiān)控所有采集站的數(shù)據(jù)和狀態(tài)，對系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)設(shè)定和代碼維護(hù)，并完成一定的數(shù)據(jù)分析和管理工作。共享層軟件提供與其他系統(tǒng)的接口，并通過In-tranet/Internet對外發(fā)布能源信息。

　　7系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)

　　該系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)：基于構(gòu)件的統(tǒng)一軟件開發(fā)；多線程編制技術(shù)；實(shí)時數(shù)據(jù)庫技術(shù)；串行通信接口技術(shù)；分布式實(shí)時監(jiān)控技術(shù)；多接口、多協(xié)議的水電氣計量數(shù)據(jù)管理一體化開發(fā)。

　　8結(jié)語

　　該系統(tǒng)已經(jīng)在萊鋼以及天津鋼管公司、章丘日月化工公司、山東西王集團(tuán)、山東九羊公司、日照鋼鐵公司等單位成功應(yīng)用。該系統(tǒng)實(shí)施后，所有能源計量數(shù)據(jù)都能在網(wǎng)上實(shí)時監(jiān)控，生產(chǎn)管理部門能隨時根據(jù)計量設(shè)備運(yùn)行狀況和能源消耗變化情況進(jìn)行調(diào)度指揮，有助于企業(yè)能源動力的平衡，最大限度地提高能源利用率，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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