能源計量信息網絡對萊鋼企業的應用論文

1系統概述

能源計量信息網絡系統是萊蕪鋼鐵集團有限公司針對企業對能源計量應用、管理的需求，採用自主研發的熱電偶、配電器、智能流量儀、監控和管理軟件，從系統設計到網絡施工提供的一整套性能價格比高的能源計量解決方案。該系統對企業內部的水、電、風、氣(汽)計量進行數據採集，實現計算機集中處理、動態顯示和報表生成等一系列功能。該系統可直接反映各個工序的實際能源消耗水平，實現能源消耗數據日、旬、月、年的自動累加便於及時瞭解企業計量設備運行狀況和能源消耗變化情況，有助於企業能源動力的平衡，最大限度地提高能源利用率，從而達到全面節能的目的。

2系統結構

能源計量信息網絡系統採用二級網絡結構，如圖1所示，一級（L1）主要採用RS-485總線掛接內置MODBUS協議的智能流量儀表或電力協議智能電錶，對某一區域內各採集點的智能儀表進行控制和數據採集，也可用GPRS無線方式對水、電、氣儀表數據進行採集，PLC或DCS等工控系統數據也可以採集進入系統；二級(L2)由以太網絡或電話線組成，與一級集成在一塊，對整個系統進行監控、管理。本系統為一體化的網絡監控管理系統，按功能劃分為：（1）採集層。採集層主要採用RS-485總線，每個採集站掛接智能儀表數可達255台，上位機內裝採集層軟件，負責對本區域內各採集儀表進行數據監控、管理和控制，並把數據上傳到服務器。對PLC或DCS數據也可通過現場總線和OPC等標準接口進行採集。利用數據採集器還可以對儀表數據進行GPRS無線上傳。（2）管理層。局域網範圍內的各部門裝有管理層軟件，負責對整個系統內各採集點數據監控、管理，系統管理員可對每個管理用户授予不同的訪問權限。（3）共享層。共享層提供與外部系統的接口，通過Intranet/In-ternet發佈實時數據和能源報表信息。

3系統特點

（1）安全性：採用儀表口令設定、監控軟件用户權限、關係數據庫用户設定、IP地址限制四級安全方式，確保系統安全。（2）開放性和擴展性：該系統為分佈式計量管理系統，採集站數量不受限制，每個採集站智能儀表數可達255台，不受距離的限制，具有485總線接口內置MODBUS協議的儀表皆可掛接在該系統上，單台下位機的故障不會影響整個網絡的.運行。該系統也可以接收PLC、DCS等工業控制系統的數據。（3）系統具有智能化功能，故障自診斷、數據自平衡。（4）實時性：對於300點的系統，掃描週期小於1min。（5）支持多用户快速訪問：系統採用多項先進的數據庫處理技術，保證上千個用户仍然能夠進行大量數據的快速訪問。（6）可操作性和靈活性：系統採用圖形化界面，操作簡單，可組態。（7）支持存儲轉發功能。（8）實現設備遠程維護、監控，可遠程操作，儀表參數可遠程讀寫。（9）報表自動生成，任意EXCEL格式，方便靈活。（10）系統分氣、水、電有線、電無線四部分，既可單獨安裝運行，又可同時運行。

4系統功能與作用

能源計量信息網絡系統對水、電、氣(汽)等能源的計量數據進行集中管理，實現能源管理數據共享。通過網絡優化，可使二次能源放散率達到最小，實現企業廠內二次能源閉路循環，一次能源購入量達到最小。該網絡既可反映各工序實際消耗的瞬時量，也可實現能源消耗數據日、旬、月、年的自動累加，可及時瞭解能源消耗變化情況，並實現企業能源能力平衡預測。其主要功能與作用為：（1）進行時、班、日、旬、月、年能源消耗數據的分類統計和自動累加統計並自動保存歷史數據，可隨時進行打印。（2）通過該網絡二級部門可以直接調用原始數據作部門能源平衡表，管理部門可以直接採用原始數據做為依據，計算出能源消耗指標，彙總做出全公司的能源計量數據結算表以及其他各種報表。（3）定期進行全公司水、電、風、氣等二次能源的平衡，為生產調度指揮提供數據依據。（4）對主要耗能設備和能源供應各個環節設備進行狀態監視，及時掌握設備運行狀況。通過該系統，可以隨時掌握能源消耗數據，當數據出現異常時，可以及時進行分析，找出造成能耗升高的原因。（5）實現能源實際消耗與能源消耗定額的比較，進行定期能耗分析。（6）實現主要耗能設備狀態監視，顯示主要工藝流程模擬畫面。（7）建立工序優化模型。

5LGF智能流量儀

擁有自主知識產權的LGF智能流量儀，可配套應用於該系統。LGF智能流量儀可自動實時進行密度補償，適用於各種液體、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，可廣泛用於石油、冶金、化工、機械、電力等行業的流量積算與控制。其主要特點：LED和LCD雙屏顯示，符號化操作鍵盤，菜單提示式漢化人機交互界面，儀表組態編程方便,顯示信息全面，編程參數具有密碼保護功能；RS-485通信接口，內置MODBUS協議，可以方便地接入MODBUS網絡，以實現數據遠傳和遠程編程；內建多種數學模型和密度自動補償方式，經組態可實現對氣體、液體等多種介質的密度自動補償和流量的測量積算，通用性強；採用寬限開關穩壓電源，確保電源電壓在130～260V變化時，系統精度不損失；具有免拆機標定功能，無需調節任何電位器，通過儀表鍵盤即可完成標定操作；具有可編程的超限報警輸出及小流量切除功能，流量、温度、壓力報警上下限可分別設定，監視工況更全面。

6系統軟件

能源計量信息網絡系統軟件由採集層軟件、管理層軟件、共享層軟件三部分組成，可完成對現場儀表的數據採集、處理、顯示、報表生成等一系列功能。系統運行環境：WINDOWS2000/XP、IE，WEB服務IIS，數據庫SQLSERVER2000。採集層軟安裝於各採集站工控機，完成數據的採集與傳輸，進行本站區域內的儀表數據監控、管理、控制。功能主要包括：主控畫面、歷史數據、班發生值、報警記錄、儀表參數、棒圖、曲線、全貌顯示及上位機狀態等顯示畫面，以及安全管理、權限設定、儀表參數讀寫、報表打印、曲線組合設定、代碼維護等。管理層軟件可以監控所有采集站的數據和狀態，對系統進行組態設定和代碼維護，並完成一定的數據分析和管理工作。共享層軟件提供與其他系統的接口，並通過In-tranet/Internet對外發布能源信息。

7系統技術特點

該系統技術特點：基於構件的統一軟件開發；多線程編制技術；實時數據庫技術；串行通信接口技術；分佈式實時監控技術；多接口、多協議的水電氣計量數據管理一體化開發。

8結語

該系統已經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、山東九羊公司、日照鋼鐵公司等單位成功應用。該系統實施後，所有能源計量數據都能在網上實時監控，生產管理部門能隨時根據計量設備運行狀況和能源消耗變化情況進行調度指揮，有助於企業能源動力的平衡，最大限度地提高能源利用率，創造更大的經濟效益和社會效益。