摘要：在新時(shí)代發(fā)展背景下,鋼鐵行業(yè)依然存在結(jié)構(gòu)產(chǎn)品單一與產(chǎn)能過(guò)剩等問(wèn)題,對(duì)其生產(chǎn)所提出的環(huán)保要求也變得越來(lái)越嚴(yán)格,大部分企業(yè)都將降本增效當(dāng)做核心任務(wù)。而通過(guò)構(gòu)建能源管控系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排工作的有效措施。在鋼鐵企業(yè)智慧能源管控中心構(gòu)建過(guò)程中,主要依靠的是大數(shù)據(jù)技術(shù)優(yōu)勢(shì),將迅捷的計(jì)算方法和廉價(jià)傳感器作為基礎(chǔ),為鋼鐵企業(yè)經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)提供支持,形成了多元化的能源供給方式。對(duì)此本文針對(duì)鋼鐵企業(yè)智慧能源管控系統(tǒng)的基本架構(gòu)與技術(shù)方案進(jìn)行分析,并提出科學(xué)合理的開(kāi)發(fā)與實(shí)踐策略。

概述

在鋼鐵企業(yè)智慧能源管控系統(tǒng)建立過(guò)程中，其平臺(tái)主要通過(guò)采集并整合煤氣、氧氮?dú)鍤狻⑺姟⒄魵庖约疤烊粴獾饶茉戳鲾?shù)據(jù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)能源流、物質(zhì)流以及信息流相統(tǒng)一，為鋼鐵企業(yè)能源管控提供遠(yuǎn)程控制、規(guī)律分析以及決策優(yōu)化等一站式能源管控服務(wù)。同時(shí)，平臺(tái)充分利用了大數(shù)據(jù)技術(shù)的手段，提供了能源消耗評(píng)價(jià)、平衡預(yù)測(cè)以及多能源介質(zhì)耦合優(yōu)化等分析服務(wù)，使鋼鐵企業(yè)能夠多方面了解到當(dāng)前能源生命周期的管理與應(yīng)用情況，診斷能源使用期間所出現(xiàn)的各種異常問(wèn)題，從而提高能源介質(zhì)的轉(zhuǎn)化效率，降低鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)成本，帶來(lái)較大的能源價(jià)值。

鋼鐵企業(yè)能源管控系統(tǒng)的基本架構(gòu)

通常情況下，鋼鐵企業(yè)能源管控系統(tǒng)主要是由現(xiàn)場(chǎng)控制層、數(shù)據(jù)采集層以及應(yīng)用服務(wù)層所構(gòu)成。底層與上層數(shù)據(jù)指令分別通過(guò)上行與下行通信來(lái)完成信息傳遞和遠(yuǎn)程控制。首先，現(xiàn)場(chǎng)控制層主要由PLC、RTU和DCS等信息采集設(shè)備組合而成。在經(jīng)過(guò)監(jiān)控點(diǎn)采集之后，數(shù)據(jù)參數(shù)可以經(jīng)過(guò)PLC，利用網(wǎng)絡(luò)傳入到能源管控系統(tǒng)中，還可以經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)子站采集之后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳入到能源管控系統(tǒng)當(dāng)中。隨后遠(yuǎn)程終端設(shè)備可以將測(cè)得的各類(lèi)狀態(tài)轉(zhuǎn)化為可發(fā)送的數(shù)據(jù)格式，利用以太網(wǎng)傳輸?shù)侥茉垂芸刂行模⒅醒胗?jì)算機(jī)所傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為命令，從而對(duì)鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。其次，數(shù)據(jù)采集處理層主要是將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)作為核心，利用相關(guān)工具來(lái)完成數(shù)據(jù)處理與歸檔。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通常都包括數(shù)據(jù)采集與處理、人工錄入以及數(shù)據(jù)儲(chǔ)存等步驟，其中作為自動(dòng)采集的補(bǔ)充手段，人工錄入發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。應(yīng)用服務(wù)層主要包括監(jiān)控系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)兩大部分。綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置主要包括工藝單元與電力需求測(cè)系統(tǒng)等模塊，可以對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)、煤氣柜以及能介管網(wǎng)等單元進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障處理。鋼鐵企業(yè)智慧能源管控系統(tǒng)如圖一所示。

圖一 鋼鐵企業(yè)智慧能源管控系統(tǒng)

鋼鐵企業(yè)智慧能源管控系統(tǒng)構(gòu)建原則

能源單元與管控工藝是基本

將動(dòng)態(tài)與精細(xì)化管理相結(jié)合的智慧能源管理系統(tǒng)，可以將各個(gè)能源單元核心層進(jìn)行多方面分析，從而確保能源管控可以在能源專(zhuān)業(yè)方面實(shí)現(xiàn)精細(xì)化與實(shí)用性。同時(shí)，結(jié)合相關(guān)的之智能優(yōu)化系統(tǒng)，可以完成能源動(dòng)力系統(tǒng)操控、管理以及因素分析智能化發(fā)展。除此之外，動(dòng)態(tài)精細(xì)化管控信息系統(tǒng)，能夠?qū)⒏鱾€(gè)工序作為目標(biāo)，在計(jì)量與信息化系統(tǒng)的支持下，利用全程能源跟蹤實(shí)現(xiàn)更加完整且時(shí)效較短的成本分析，從而多方面支持鋼鐵企業(yè)與各工序能源結(jié)構(gòu)的完善與調(diào)節(jié)，最終使智慧能源管控變得更加客觀(guān)與科學(xué)。

完善能源基礎(chǔ)管理，構(gòu)建精益化能源運(yùn)行管控模式

鋼鐵企業(yè)智慧能源經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目標(biāo)應(yīng)當(dāng)按月設(shè)計(jì)，多方面實(shí)施能源經(jīng)濟(jì)運(yùn)行日通報(bào)、月總結(jié)以及周點(diǎn)評(píng)。對(duì)能源管理專(zhuān)業(yè)考核方法進(jìn)行完善并嚴(yán)格執(zhí)行，貫徹落實(shí)責(zé)任制與激勵(lì)制度，從而將能耗目標(biāo)的完成情況整合到各個(gè)鋼鐵企業(yè)年度考核當(dāng)中，加強(qiáng)企業(yè)能源動(dòng)力監(jiān)察的執(zhí)行能力，較大限度地減少資源浪費(fèi)。另外，整個(gè)平臺(tái)都要建立于鋼鐵企業(yè)數(shù)據(jù)中心與私有云端上，以大數(shù)據(jù)技術(shù)為基礎(chǔ)來(lái)出臺(tái)解決方案，從而利用前臺(tái)框架來(lái)支持鋼鐵企業(yè)實(shí)現(xiàn)多方位運(yùn)作。

優(yōu)化能源管控統(tǒng)計(jì)、對(duì)標(biāo)與評(píng)價(jià)方式

在動(dòng)態(tài)與精細(xì)化智慧能源管理信息系統(tǒng)應(yīng)用期間，可以在智慧層面上，從普通行業(yè)標(biāo)桿或縱向?qū)?biāo)比較策略向互相結(jié)合的狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變。其中目標(biāo)與狀態(tài)相結(jié)合就是將目標(biāo)作為根本出發(fā)點(diǎn)，用當(dāng)前的狀態(tài)來(lái)調(diào)整目標(biāo)動(dòng)態(tài)模式。而且，幾乎左右的管控標(biāo)準(zhǔn)與能效因子都是隨著狀態(tài)變化而改變的，這種分析模式將呈現(xiàn)出更加客觀(guān)的特點(diǎn)，并且還可以完成在線(xiàn)運(yùn)行，保證生命周期內(nèi)的能源可以實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理，從而更好地支持鋼鐵企業(yè)能源生產(chǎn)與管理，提高智慧能源管控系統(tǒng)運(yùn)行的整體效率。

技術(shù)方案

遠(yuǎn)程集控平臺(tái)

在智慧能源管控平臺(tái)中，遠(yuǎn)程集控系統(tǒng)是十分重要的組成部分，也是平臺(tái)順利運(yùn)行的基礎(chǔ)保障，它主要承擔(dān)著三項(xiàng)重要任務(wù)：一是確保鋼鐵生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)操控的穩(wěn)定性，二是利用集控中心對(duì)現(xiàn)場(chǎng)站所進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，三是為基礎(chǔ)管理系統(tǒng)與智能專(zhuān)家系統(tǒng)提供所有的能源生產(chǎn)與計(jì)算數(shù)據(jù)。

同時(shí)，遠(yuǎn)程集控系統(tǒng)主要是由趨勢(shì)查詢(xún)、能源調(diào)度、故障排查以及遠(yuǎn)程控制等模塊組成，在本地設(shè)備優(yōu)化升級(jí)與自動(dòng)化改造基礎(chǔ)上，將生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)不同型號(hào)的控制系統(tǒng)結(jié)合在一起，連接控制系統(tǒng)和智能網(wǎng)關(guān)設(shè)備。集控中心端配置了高新更服務(wù)器群，利用1：N互為冗余的分布式結(jié)構(gòu)，從而確保系統(tǒng)可以更加穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行。在遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的幫助下，不同區(qū)域與不同介質(zhì)的站所，可以結(jié)合工藝相關(guān)性進(jìn)行重組優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)站所室集中操控與故障實(shí)時(shí)掌握，并對(duì)其中的故障原因進(jìn)行分析，從而大幅度提高工作人員的效率。

基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)

基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)可以在采集并整合鋼鐵企業(yè)分公司MES和ERP系統(tǒng)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)年月日計(jì)劃數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)制定與管理，結(jié)合實(shí)時(shí)計(jì)量數(shù)據(jù)，劃分出不同時(shí)期的輸出報(bào)表，提供生產(chǎn)運(yùn)行支持管理與能源事故管理。同時(shí)還可以對(duì)鋼鐵企業(yè)核心能源設(shè)備的原始設(shè)計(jì)參數(shù)與維修信息進(jìn)行管理。通過(guò)對(duì)比五種主要功能介質(zhì)的消耗與成本，可以從不同層次進(jìn)行對(duì)比、環(huán)比和分析。此外，在基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)應(yīng)用基礎(chǔ)上，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)不落地式的管理，也就是數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、財(cái)務(wù)結(jié)算、應(yīng)用分析全部都由系統(tǒng)完成，實(shí)現(xiàn)能源管理分析自動(dòng)化與準(zhǔn)確化。基礎(chǔ)能源管理主要包括以下八大模塊，如圖一所示。

能源計(jì)劃管理

鋼鐵企業(yè)、產(chǎn)線(xiàn)以及機(jī)組中的煤氣、水電、氧氣、氮?dú)庖约皻鍤獾葎?dòng)力能源介質(zhì)供應(yīng)都需要?dú)v史計(jì)劃數(shù)據(jù)的查詢(xún)與管理。

報(bào)表與實(shí)際績(jī)效管理

鋼鐵企業(yè)、產(chǎn)線(xiàn)、工序以及機(jī)組各能源介質(zhì)報(bào)表的生成與打印。

能源質(zhì)量管理

定期維護(hù)、事故管理以及檔案管理、

能源設(shè)備管理

預(yù)防性維修管理、事故管理、缺陷管理以及檔案管理。

運(yùn)營(yíng)支持管理

關(guān)鍵能源的作業(yè)計(jì)劃設(shè)定、審批以及履歷管理，應(yīng)急預(yù)案檢索實(shí)現(xiàn)能源作業(yè)、辦公管理信息化，實(shí)現(xiàn)信息共享與信息傳遞網(wǎng)絡(luò)化，為鋼鐵企業(yè)有效辦公提供可靠的信息支持。

移動(dòng)點(diǎn)巡檢管理

為巡檢人員提供便捷且有效的輔助性工具，使點(diǎn)檢人員通過(guò)掃二維碼就可以完成設(shè)備點(diǎn)檢，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼鐵生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)管理。作為遠(yuǎn)程集控過(guò)程中的關(guān)鍵輔助手段，移動(dòng)點(diǎn)巡檢發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。輔助點(diǎn)巡檢人員通過(guò)日常的點(diǎn)檢、巡檢等工作。能夠開(kāi)創(chuàng)集控時(shí)代下的全新點(diǎn)檢模式。

人員交接管理

接收移動(dòng)點(diǎn)巡檢軟件上所上傳的巡檢人員位置信息，并將其上傳到接班日志查詢(xún)功能上。

綜合分析功能

此功能主要包括鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)成本分析、績(jī)效分析、對(duì)比分析以及能源指標(biāo)分析等基礎(chǔ)分析功能。

圖二 基礎(chǔ)能源管理模塊

智能化專(zhuān)家系統(tǒng)

智能專(zhuān)家系統(tǒng)充分利用了大數(shù)據(jù)與機(jī)理相結(jié)合的措施，提供了能源消耗分析、能效影響分析以及平衡預(yù)測(cè)分析等相關(guān)服務(wù)，從而使鋼鐵企業(yè)可以實(shí)時(shí)且多方面地掌控能源整個(gè)生命周期管理與具體應(yīng)用現(xiàn)狀，診斷能源在各使用環(huán)節(jié)出現(xiàn)的各種異常問(wèn)題，預(yù)制能源流的消耗發(fā)展趨勢(shì)，提供能源綜合優(yōu)化方案，從而減少能源介質(zhì)的放散損失，提高能源介質(zhì)轉(zhuǎn)化效率，降低企業(yè)的能源成本，使有限的能源可以發(fā)揮出更高的價(jià)值。從整體劃分情況來(lái)看，智能化專(zhuān)家系統(tǒng)主要分為以下幾個(gè)模塊：

一是能效專(zhuān)家系統(tǒng)。它可以針對(duì)加熱爐、熱風(fēng)爐以及燒結(jié)機(jī)等能效評(píng)價(jià)優(yōu)化模型，開(kāi)展實(shí)時(shí)診斷與評(píng)價(jià)，在線(xiàn)提供專(zhuān)家優(yōu)化方案，指導(dǎo)其在現(xiàn)場(chǎng)的操作，例如在加熱爐煤氣燃燒模型應(yīng)用中，實(shí)現(xiàn)加熱爐全自動(dòng)智能燃燒控制，可提高物料加熱質(zhì)量，有利于全線(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)降低煤氣消耗，減少氧化燒損，節(jié)約工序成本，確保煙氣達(dá)標(biāo)排放。同時(shí)對(duì)海量的歷史現(xiàn)場(chǎng)操作與工藝數(shù)據(jù)等能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，在整合能源流數(shù)據(jù)和物質(zhì)流數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，建立起物質(zhì)流中生產(chǎn)組織和能耗影響分析模型，從而通過(guò)模型訓(xùn)練與優(yōu)化來(lái)確定能耗影響因素與影響這一因素的權(quán)重。

二是煤氣專(zhuān)家系統(tǒng)。它可以建立起不同場(chǎng)景、時(shí)段的煤氣發(fā)生量與消耗量預(yù)測(cè)模型，對(duì)煤氣管網(wǎng)平衡性進(jìn)行調(diào)度。在煤氣專(zhuān)家應(yīng)用過(guò)程中，大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用的核心都集中在構(gòu)建煤氣發(fā)生量、消耗量預(yù)測(cè)模型方面。建立起能源平衡數(shù)據(jù)模型，模型可以根據(jù)當(dāng)班的鐵水產(chǎn)量、鋼水產(chǎn)量和焦炭產(chǎn)量，以及各用戶(hù)產(chǎn)量，超前計(jì)算出每小時(shí)和每班高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣和焦?fàn)t煤氣的發(fā)生量、消耗量，提前預(yù)告發(fā)電機(jī)調(diào)控煤氣使用量，減少煤氣放散。

三是發(fā)電專(zhuān)家系統(tǒng)。構(gòu)建完整的發(fā)電機(jī)組與鍋爐機(jī)組效率模型，提高鋼鐵企業(yè)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行效率，同時(shí)還可以對(duì)發(fā)電機(jī)組的各運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行裂化分析與故障預(yù)測(cè)。同時(shí)，熱效率模型主要是挖掘歷史發(fā)電機(jī)組運(yùn)行效率和鍋爐操作工藝參數(shù)數(shù)據(jù)，構(gòu)建影響分析與預(yù)測(cè)模型，了解其對(duì)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行效率的影響，利用這些影響因子來(lái)預(yù)測(cè)發(fā)電機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行效率，從而確保在發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)異常問(wèn)題時(shí)，系統(tǒng)中包含的專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)可以及時(shí)給出優(yōu)化方案，指導(dǎo)操作人員完成系統(tǒng)優(yōu)化，提高發(fā)動(dòng)機(jī)組的綜合效率。

四是多介質(zhì)耦合優(yōu)化。構(gòu)建起集煤氣、蒸汽以及電等多能源耦合優(yōu)化模型，進(jìn)而完成多能流協(xié)同分配，帶來(lái)很大價(jià)值。同時(shí)，根據(jù)煤氣富余量、蒸汽需求量以及電需求量預(yù)測(cè)模型，結(jié)合峰谷平電價(jià)的差異，來(lái)完成動(dòng)態(tài)規(guī)劃，從而對(duì)發(fā)電機(jī)組煤氣消耗量與蒸汽量進(jìn)行合理分配。

五是碳排放專(zhuān)家。建立起關(guān)于碳排放計(jì)算與分析模型，對(duì)影響企業(yè)碳排放的因素進(jìn)行綜合分析，在完善工藝與生產(chǎn)組織的基礎(chǔ)上，降低鋼鐵企業(yè)碳排放量，從而實(shí)現(xiàn)綠色制造。

六是氧氣專(zhuān)家。可以構(gòu)建多個(gè)場(chǎng)景時(shí)段的氧氣消耗量預(yù)測(cè)模型，對(duì)氧氣管網(wǎng)平衡調(diào)度進(jìn)行完善，堅(jiān)強(qiáng)制氧機(jī)的運(yùn)作負(fù)荷。在氧氣專(zhuān)家當(dāng)中，大數(shù)據(jù)技術(shù)一般都會(huì)應(yīng)用在制氧機(jī)負(fù)荷調(diào)整以及專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)建設(shè)期間。從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)庫(kù)的結(jié)構(gòu)化發(fā)展。

鋼鐵企業(yè)能源管控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與實(shí)踐的具體策略

優(yōu)化計(jì)量設(shè)施，整合數(shù)據(jù)平臺(tái)

在此過(guò)程中，要打破EMS與ERP系統(tǒng)的信息通路，對(duì)深入工序的用能信息與設(shè)備動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行科學(xué)整理，鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)流程現(xiàn)場(chǎng)終端、靜態(tài)管理者與現(xiàn)場(chǎng)操作人員需要同步向系統(tǒng)提供可靠數(shù)據(jù)，進(jìn)而在信息交互的基礎(chǔ)上建成相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)。同時(shí)，還要發(fā)揮出大數(shù)據(jù)技術(shù)體量大于多維度的特點(diǎn)，減少系統(tǒng)當(dāng)中的不確定性，將智能問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)問(wèn)題，在分析因果關(guān)系與強(qiáng)相關(guān)關(guān)系數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出智能專(zhuān)家系統(tǒng)。使鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)節(jié)奏與能源生產(chǎn)計(jì)劃可以順利銜接在一起，最終有效融合能源靜態(tài)管理與動(dòng)態(tài)調(diào)整。

不斷開(kāi)發(fā)單介質(zhì)動(dòng)態(tài)平衡的專(zhuān)家系統(tǒng)

單介質(zhì)專(zhuān)家系統(tǒng)具備專(zhuān)注和專(zhuān)門(mén)化的特點(diǎn)，將單介質(zhì)供應(yīng)的安全性與穩(wěn)定性作為基本目標(biāo)，但是對(duì)人為操作的依賴(lài)性較強(qiáng)，只能起到輔助決策的作用。對(duì)此，不惜要整合企業(yè)采購(gòu)系統(tǒng)、ERP、HER以及財(cái)務(wù)銷(xiāo)售系統(tǒng)等信息化平臺(tái)，構(gòu)建完善的企業(yè)云數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)深度的數(shù)據(jù)共享，建立起多介質(zhì)有效轉(zhuǎn)換的智慧能源系統(tǒng)。在系統(tǒng)自學(xué)習(xí)與自訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，減少對(duì)人的依賴(lài)性，實(shí)現(xiàn)不同介質(zhì)之間的有效轉(zhuǎn)換與智能調(diào)控。

對(duì)構(gòu)建智慧能源環(huán)境管控中心進(jìn)行延伸思考

在GIS技術(shù)、時(shí)鐘系統(tǒng)、VR技術(shù)與專(zhuān)家系統(tǒng)共同構(gòu)建的思維虛擬智能工廠(chǎng)基礎(chǔ)上，將其應(yīng)用在鋼鐵企業(yè)全景教學(xué)、重要事件回顧以及事故智能預(yù)測(cè)方面。利用GIS、GPS與之圖形識(shí)別的智能終端功能，對(duì)圖像、表計(jì)和顏色識(shí)別、溫濕度以及林格曼黑度進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通常都應(yīng)用在較為危險(xiǎn)且重復(fù)性的工作當(dāng)中。

升級(jí)軟硬件設(shè)備改造

為了滿(mǎn)足鋼鐵企業(yè)能源管控中心的實(shí)際建設(shè)需求，需要對(duì)各部分設(shè)備與儀表進(jìn)行升級(jí)與改造，從而滿(mǎn)足通信、監(jiān)控以及控制具體要求。在此過(guò)程中，系統(tǒng)利用以太網(wǎng)接口采集PLC 系統(tǒng)數(shù)據(jù)，利用 RS485 串口采集計(jì)量?jī)x表的信號(hào)，在此基礎(chǔ)上通過(guò)RTU接入到鋼鐵企業(yè)能源管理中心。另外，在硬件方面，需要完成現(xiàn)場(chǎng)原有交換機(jī)、第三方應(yīng)用等能源管控系統(tǒng)通訊柜內(nèi)的RTU網(wǎng)絡(luò)連接工作。在軟件方面，需要提供鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)各站PLC的IP地質(zhì)，對(duì)PLC完成適應(yīng)性配置與程序調(diào)整。而針對(duì)第三方上位機(jī)系統(tǒng)，還需要對(duì)通訊接口進(jìn)行開(kāi)放，配合過(guò)程自動(dòng)化采集數(shù)據(jù)信息，來(lái)提高能源儀表配備率與精細(xì)化管理水平。

安科瑞智慧能源管控系統(tǒng)概述

安科瑞智慧能源管控系統(tǒng)采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)和集中管理模式，對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實(shí)行集中扁平化的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理，監(jiān)測(cè)企業(yè)電、水、燃?xì)狻⒄羝皦嚎s空氣等各類(lèi)能源的消耗情況，通過(guò)數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢(shì)分析，幫助企業(yè)針對(duì)各種能源需求及用能情況、能源質(zhì)量、產(chǎn)品能源單耗、各工序能耗、工藝、車(chē)間、產(chǎn)線(xiàn)、班組、重大能耗設(shè)備等的能源利用情況等進(jìn)行能耗統(tǒng)計(jì)、同環(huán)比分析、能源成本分析、碳排分析，為企業(yè)加強(qiáng)能源管理，提高能源利用效率、挖掘節(jié)能潛力、節(jié)能評(píng)估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和支持。

應(yīng)用場(chǎng)所

鋼鐵、石化、冶金、有色金屬、采礦、醫(yī)藥、水泥、煤炭、造紙、化工、物流、食品、水廠(chǎng)、電廠(chǎng)、供熱站、軌道交通、航空工業(yè)、木材、工業(yè)園區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校、酒店、寫(xiě)字樓以及汽車(chē)制造、機(jī)電設(shè)備、電器產(chǎn)品、工器具制造等離散制造業(yè)。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)廠(chǎng)區(qū)局域網(wǎng)和平臺(tái)通訊，平臺(tái)搭建在客戶(hù)自己配置的服務(wù)器上。搭建完成之后，客戶(hù)可以在任意能與局域網(wǎng)聯(lián)通的地方，通過(guò)有權(quán)限的賬號(hào)登陸網(wǎng)頁(yè)以及手機(jī)APP查看各處的運(yùn)行情況。

系統(tǒng)可分為三層：即現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和平臺(tái)管理層。

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層：主要是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于水、電、氣等參量采集測(cè)量的各類(lèi)型的儀表等，也是構(gòu)建該配電、耗水、耗氣系統(tǒng)必要的基本組成元素。肩負(fù)著采集數(shù)據(jù)的重任，這些設(shè)備可為本公司各系列帶通訊網(wǎng)絡(luò)電力儀表、溫濕度控制器、開(kāi)關(guān)量監(jiān)測(cè)模塊以及合格供應(yīng)商的水表、氣表、冷熱量表等。

網(wǎng)絡(luò)通訊層：包含現(xiàn)場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備。智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，智能網(wǎng)關(guān)可在網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。

平臺(tái)管理層：包含應(yīng)用服務(wù)器、WEB服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，一般應(yīng)用服務(wù)器和WEB服務(wù)器可以合一配置。

平臺(tái)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：

系統(tǒng)功能

平臺(tái)采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)和集中管理模式，對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實(shí)行集中扁平化的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)企業(yè)各類(lèi)能源的消耗情況，通過(guò)數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢(shì)分析，幫助企業(yè)加強(qiáng)能源管理，提高能源利用效率和節(jié)能潛力，為節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

平臺(tái)登錄

在瀏覽器打開(kāi)云平臺(tái)鏈接、輸入賬戶(hù)名和權(quán)限密碼，進(jìn)行登錄，防止未授權(quán)人員瀏覽有關(guān)信息。

大屏展示

用戶(hù)登錄成功之后進(jìn)入大屏展示頁(yè)面，展示企業(yè)及各區(qū)域的能耗折標(biāo)、產(chǎn)值、異常、排名、占比、通訊情況，點(diǎn)擊區(qū)域展示該區(qū)域的分類(lèi)能耗、產(chǎn)值等相關(guān)信息。

首頁(yè)

首頁(yè)展示峰谷平用電、變壓器情況、年能耗趨勢(shì)、單耗趨勢(shì)、分類(lèi)能耗等企業(yè)級(jí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)監(jiān)控

對(duì)企業(yè)各點(diǎn)位的能源使用、報(bào)警等情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。以便企業(yè)用戶(hù)能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)測(cè)各個(gè)點(diǎn)位的運(yùn)作情況，同時(shí)能更快的掌握點(diǎn)位的報(bào)警，并為企業(yè)削峰填谷、調(diào)整負(fù)載等技改措施提供數(shù)據(jù)支撐。

能源實(shí)時(shí)監(jiān)控：對(duì)于水、電、氣等能源消耗進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保用能環(huán)節(jié)的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，顯示配電圖、能流圖、能源平衡網(wǎng)絡(luò)圖、能源計(jì)量網(wǎng)絡(luò)圖等功能。

能流圖：需要在能流圖上對(duì)水、電、氣的消耗情況進(jìn)行實(shí)時(shí)展示；當(dāng)能源參數(shù)越限報(bào)警，可提供報(bào)警重要性等級(jí)分類(lèi)，同時(shí)支持APP推送、手機(jī)短信、郵件、釘釘、語(yǔ)音播報(bào)、系統(tǒng)彈窗報(bào)警提示等；

配電圖：將配電房真實(shí)情況畫(huà)入配電圖，實(shí)時(shí)展示接入的門(mén)禁、水浸、電水氣等儀表的實(shí)時(shí)參數(shù)、門(mén)禁水浸狀態(tài)及能耗數(shù)據(jù)。

實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)：實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)工廠(chǎng)、車(chē)間、工序、設(shè)備的當(dāng)年、季度、月、周、日、班次等能耗值；

數(shù)據(jù)展示：通過(guò)實(shí)時(shí)曲線(xiàn)和歷史曲線(xiàn)展示不同區(qū)域、不同設(shè)備的不同的能耗參數(shù)；

檢測(cè)：對(duì)能源報(bào)警信息進(jìn)行集中顯示，可以對(duì)報(bào)警閾值信息進(jìn)行相關(guān)處理操作，可以對(duì)報(bào)警參數(shù)進(jìn)行在線(xiàn)設(shè)置，當(dāng)能源參數(shù)越限報(bào)警，可提供報(bào)警重要性等級(jí)分類(lèi)，具備APP推送、手機(jī)短信、郵件、釘釘、語(yǔ)音播報(bào)、系統(tǒng)彈窗等報(bào)警提示；

視頻監(jiān)控

接入攝像頭，實(shí)時(shí)掌控企業(yè)內(nèi)實(shí)際情況。

變壓器監(jiān)控

展示各電壓器的負(fù)載情況，從而可以為變壓器配備情況進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃。通過(guò)各種運(yùn)行參數(shù)狀態(tài)下用電效能的對(duì)比分析，找出更好的運(yùn)行模式。根據(jù)運(yùn)行模式調(diào)整負(fù)載，從而降低用電單耗，使電能損失降低。

儀表實(shí)時(shí)監(jiān)控

展示各個(gè)水電氣儀表的實(shí)時(shí)參數(shù)變化，以曲線(xiàn)圖的方式展示。

能源中控

將所有有關(guān)能源的能源參數(shù)集中在一個(gè)看板中，能從多個(gè)維度對(duì)比分析，實(shí)現(xiàn)各個(gè)產(chǎn)業(yè)線(xiàn)的對(duì)比，幫助領(lǐng)導(dǎo)掌控整個(gè)工廠(chǎng)的能源消耗，能源成本，標(biāo)煤排放等的情況。

用能統(tǒng)計(jì)

從能源使用種類(lèi)、監(jiān)測(cè)區(qū)域、車(chē)間、生產(chǎn)工藝、工序、工段時(shí)間、設(shè)備、班組、分項(xiàng)等維度，采用曲線(xiàn)、餅圖、直方圖、累積圖、數(shù)字表等方式對(duì)企業(yè)用能統(tǒng)計(jì)、同比、環(huán)比分析、實(shí)績(jī)分析，折標(biāo)對(duì)比、單位產(chǎn)品能耗、單位產(chǎn)值能耗統(tǒng)計(jì)，找出能源使用過(guò)程中的漏洞和不合理地方，從而調(diào)整能源分配策略，減少能源使用過(guò)程中的浪費(fèi)。

成本分析

統(tǒng)計(jì)各個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)（工廠(chǎng)、車(chē)間）的當(dāng)年、季度、月、周、日各類(lèi)能源消耗費(fèi)用，其中電包括峰電量、峰電費(fèi)、谷電量、谷電費(fèi)以及平均電量和平均電費(fèi)。

產(chǎn)品單耗統(tǒng)計(jì)

與企業(yè)MES系統(tǒng)對(duì)接，通過(guò)產(chǎn)品產(chǎn)量以及系統(tǒng)采集的能耗數(shù)據(jù)，在產(chǎn)品單耗中生成產(chǎn)品單耗趨勢(shì)圖，并進(jìn)行同比和環(huán)比分析。同時(shí)將產(chǎn)品單耗與行業(yè)/國(guó)家/國(guó)際指標(biāo)對(duì)標(biāo)，以便企業(yè)能夠根據(jù)產(chǎn)品單耗情況來(lái)調(diào)整生產(chǎn)工藝，從而降低能耗。

績(jī)效分析

對(duì)各類(lèi)能源使用、消耗、轉(zhuǎn)換，按班組、區(qū)域、車(chē)間，產(chǎn)線(xiàn)、工段、設(shè)備等進(jìn)行日、周、月、年、指定時(shí)段績(jī)效統(tǒng)計(jì)按照能源計(jì)劃或定額制定的績(jī)效指標(biāo)進(jìn)行KPI比較考核，幫助企業(yè)了解內(nèi)部能效水平和節(jié)能潛力，評(píng)定能源消耗是否合理。

運(yùn)行監(jiān)測(cè)

系統(tǒng)對(duì)區(qū)域、工段、設(shè)備能源消耗進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，監(jiān)測(cè)設(shè)備及工藝運(yùn)行狀態(tài)，如溫度、濕度、流量、壓力、速度等，并支持變配電系統(tǒng)一次運(yùn)行監(jiān)視。可直接從動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)平面圖快速瀏覽到所管理的能耗數(shù)據(jù)，支持按能源種類(lèi)、車(chē)間、工段、時(shí)間等維度查詢(xún)相關(guān)能源用量。

自定義能耗報(bào)表

用戶(hù)可通過(guò)自定義報(bào)表頭與列，靈活生產(chǎn)各種報(bào)表，查看企業(yè)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的能耗，單耗，成本，綜合能耗等信息，并同比、環(huán)比報(bào)表，支持導(dǎo)出報(bào)表。

同比、環(huán)比

提供能耗成本的圖形對(duì)比分析，包括分時(shí)段（日、月、年）的同比、環(huán)比分析，分類(lèi)、分時(shí)段、分項(xiàng)（地點(diǎn)、機(jī)構(gòu)、設(shè)備）統(tǒng)計(jì)圖形對(duì)比分析（柱狀圖、餅圖、堆積圖等）。

同比

環(huán)比

分析報(bào)告

以年、月、日對(duì)企業(yè)的能源利用情況、線(xiàn)路損耗情況、設(shè)備運(yùn)行情況、運(yùn)維情況等進(jìn)行仔細(xì)的統(tǒng)計(jì)分析，讓用戶(hù)更加了解系統(tǒng)的運(yùn)行情況，并為用戶(hù)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，方便用戶(hù)發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，從而找出改善點(diǎn)，以及針對(duì)用能情況挖掘節(jié)能潛力。

能耗設(shè)備用能

監(jiān)控耗能設(shè)備運(yùn)行、停機(jī)及異常狀態(tài)，及時(shí)解決設(shè)備故障停運(yùn)導(dǎo)致無(wú)法正常生產(chǎn)。

線(xiàn)損分析

根據(jù)節(jié)點(diǎn)、能源分類(lèi)，查詢(xún)各個(gè)節(jié)點(diǎn)線(xiàn)路上的能源損耗數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)能量在使用過(guò)程中的跑冒滴漏和異常用能等浪費(fèi)的問(wèn)題，提醒用戶(hù)及時(shí)進(jìn)行干預(yù)。

碳排放管理

按照區(qū)域?qū)μ寂欧趴偭康淖兓厔?shì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)行同環(huán)比分析。對(duì)單位產(chǎn)值碳排放量進(jìn)行計(jì)算，并結(jié)合減排指標(biāo)實(shí)現(xiàn)超標(biāo)預(yù)警，提升區(qū)域減排水平，促進(jìn)碳達(dá)峰目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)諧波含量、三相不平衡度、功率因數(shù)等，確保功率因數(shù)不低于供電局考核指標(biāo)，避免被罰款和設(shè)備出現(xiàn)故障。

運(yùn)維管理

系統(tǒng)支持設(shè)備日常巡檢計(jì)劃、派工、消缺、報(bào)修、派工等設(shè)備運(yùn)維管理，方便運(yùn)行管理人員的制定巡檢計(jì)劃、派工，巡檢人員執(zhí)行巡檢、完成工單、巡檢發(fā)現(xiàn)問(wèn)題消缺，進(jìn)行故障報(bào)修、跟進(jìn)維修進(jìn)度，滿(mǎn)足日常巡檢、設(shè)備維修保養(yǎng)需要。

報(bào)警管理

針對(duì)于電氣正常開(kāi)展、限電和能耗雙控，實(shí)現(xiàn)電參量異常報(bào)警、電氣火災(zāi)隱患報(bào)警、能耗超標(biāo)報(bào)警、限電報(bào)警等，幫助企業(yè)提前預(yù)警，避免發(fā)生火災(zāi)事故和被罰款導(dǎo)致用能成本過(guò)高。支持分級(jí)分類(lèi)報(bào)警，可對(duì)報(bào)警進(jìn)行派發(fā)與閉環(huán)處理。

能耗抄表

可自定義時(shí)間段抄儀表的抄表值以及差值，可自定義抄表的分類(lèi)分項(xiàng)。

能耗分析自定義時(shí)間抄表

可自定義時(shí)間段內(nèi)各個(gè)拓?fù)涔?jié)點(diǎn)的能耗值，可自定義抄表能耗值的的分類(lèi)分項(xiàng)。

容需量報(bào)表

提供容需量報(bào)表，實(shí)時(shí)展示容量需量?jī)r(jià)格的變化情況，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)容改需，降低基本電費(fèi)。

復(fù)費(fèi)率報(bào)表

對(duì)尖、峰、平、谷用電量及成本費(fèi)用進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，為企業(yè)分時(shí)用電，優(yōu)化成本效益提供數(shù)據(jù)支持。

文檔管理

對(duì)國(guó)標(biāo)、能源管理制度、能源指標(biāo)體系等文件進(jìn)行歸檔，可快速查詢(xún)相關(guān)文檔。對(duì)儀表臺(tái)賬進(jìn)行系統(tǒng)管理，支持文件的上傳和下載。

3D可視化大屏

對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行虛擬仿真，展示各區(qū)域運(yùn)行及能源消耗情況，可實(shí)現(xiàn)分層預(yù)覽、轉(zhuǎn)場(chǎng)展示、風(fēng)格切換、智能巡檢等效果，支持模型與監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的自定義綁定。

3D子系統(tǒng)

對(duì)各動(dòng)力子系統(tǒng)進(jìn)行虛擬仿真，展示子系統(tǒng)的動(dòng)力管線(xiàn)、設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)及能源消耗情況，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的能源流向效果。

工業(yè)組態(tài)

可通過(guò)圖形化的編輯方式自定義組態(tài)圖，展示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及能源消耗情況，可上傳自定義素材及綁定監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

自定義駕駛艙

可通過(guò)圖形化的操作方式自定義駕駛艙，以折線(xiàn)圖、餅圖、表格等圖形展示采集數(shù)據(jù)及各類(lèi)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)源包括API、數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)、MQTT、Excel等方式。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

對(duì)系統(tǒng)的項(xiàng)目、探測(cè)器、設(shè)備型號(hào)、電參量、節(jié)點(diǎn)、能源、公示、及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行配置、修改、刪除等管理、進(jìn)行用戶(hù)添加和授權(quán)管理、合同管理。

手機(jī)APP

APP支持Android、iOS操作系統(tǒng)，方便用戶(hù)按能源分類(lèi)、區(qū)域、車(chē)間、工序、班組、設(shè)備等不同維度掌握企業(yè)能源消耗、產(chǎn)線(xiàn)比對(duì)、效率分析、同環(huán)比分析、能耗折標(biāo)、事件記錄、運(yùn)行監(jiān)視、異常報(bào)警、配電圖、工藝流程圖、能流圖。

知識(shí)產(chǎn)權(quán)證書(shū)

系統(tǒng)硬件配置

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，鋼鐵企業(yè)通過(guò)構(gòu)建智慧能源管控系統(tǒng)，能夠提高能源綜合管理水平，有效降低能源消耗，這也是鋼鐵企業(yè)完成智能制造轉(zhuǎn)型的重要條件。同時(shí)，智慧能源平臺(tái)還可以為企業(yè)提供自分析、自決策等相關(guān)智能化服務(wù)，不僅具備了縱向處理能力，同時(shí)也擁有橫向協(xié)調(diào)功能，在鋼鐵企業(yè)中得到了十分廣泛的應(yīng)用。

審核編輯 ：李倩