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關(guān)鍵詞：
能源管理系統(tǒng)（EMS）
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)PSpace
力控eForceCon
- 摘要：采用先進(jìn)的自動(dòng)化、信息化技術(shù)，以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析、處理的平臺(tái)建立能源管理調(diào)度中心，對(duì)供配電系統(tǒng)、水系統(tǒng)、燃?xì)庀到y(tǒng)及壓空系統(tǒng)等的數(shù)據(jù)實(shí)行集中監(jiān)控和管理。通過(guò)對(duì)能源系統(tǒng)實(shí)行集中監(jiān)測(cè)和控制，實(shí)現(xiàn)從能源數(shù)據(jù)采集—過(guò)程監(jiān)控—能源介質(zhì)消耗分析—能耗管理等全過(guò)程自動(dòng)化、高效化、科學(xué)化管理，使能源管理與能源生產(chǎn)、使用的全過(guò)程有機(jī)結(jié)合起來(lái)，使之能夠運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)，進(jìn)行離線生產(chǎn)分析與管理，包括能源生產(chǎn)管理統(tǒng)計(jì)報(bào)表、平衡分析、實(shí)績(jī)管理、預(yù)測(cè)分析等。實(shí)現(xiàn)全廠能源系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度、優(yōu)化能源介質(zhì)平衡、最大限度地高效利用能源，提高環(huán)保質(zhì)量、降低能源消耗，達(dá)到節(jié)能降耗和提升整體能源管理水平的目的。
1、概述
某鋼鐵企業(yè)鋼材配套生產(chǎn)能力有2004年108萬(wàn)噸/年，隨著市場(chǎng)的不斷開拓，增長(zhǎng)到2007年的154萬(wàn)噸/年，隨著企業(yè)的發(fā)展和規(guī)模的擴(kuò)大，公司的能源信息化建設(shè)也需要逐步完善，該企業(yè)公司原有能源網(wǎng)，僅對(duì)廠際間約15000個(gè)能源數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行了采集，且存在數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的現(xiàn)象，因此能源計(jì)量主要還是依據(jù)計(jì)量處的人為手工抄表。調(diào)度辦公室位于原制氧廠的辦公樓內(nèi)，調(diào)度通過(guò)電話詢問(wèn)了解現(xiàn)場(chǎng)的能源情況，并實(shí)施調(diào)度指揮。粗放型的管理模式嚴(yán)重影響了企業(yè)的發(fā)展，削弱了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。
為了節(jié)能降耗降低成本，提高企業(yè)在行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，該鋼廠結(jié)合企業(yè)實(shí)際情況，在原有能源管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行升級(jí)改造。采用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)建立企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)企業(yè)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)，將分布在現(xiàn)場(chǎng)的能源數(shù)據(jù)采集站、檢測(cè)站、現(xiàn)場(chǎng)控制站、操作管理控制中心的操作站以及管理控制站等聯(lián)系起來(lái)，共同完成能源的分散控制和集中管理的綜合管理與控制系統(tǒng)。利用系統(tǒng)的觀點(diǎn)，站在全局的角度，更加合理的調(diào)配能源，從整體上有效地節(jié)能降耗。
2、解決方案
按照該鋼鐵公司企業(yè)信息化建設(shè)的總體設(shè)想，建立一套以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為核心的能源管理能源管理中心，把廠礦中分散的自成體系的監(jiān)控系統(tǒng)以分層、分級(jí)的方式進(jìn)行集中管理和監(jiān)控并為上一級(jí)的MES、ERP系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)。
該鋼廠能源管理對(duì)象包括了公司內(nèi)部所有涉及廠際間結(jié)算的各種能源介質(zhì)，主要是煤氣、氧氣、氮?dú)狻鍤狻⒄羝嚎s空氣、深井水、凈化水、工業(yè)水和深度處理的廢水等11套計(jì)量系統(tǒng)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)分散的數(shù)據(jù)采集和控制、集中的管理、調(diào)度和能源供需平衡，以及生產(chǎn)管理過(guò)程中的能源預(yù)測(cè)，為在生產(chǎn)全過(guò)程中實(shí)現(xiàn)節(jié)能、降耗和環(huán)保目標(biāo)創(chuàng)造條件。
通過(guò)能源中心建設(shè)，依托EMS管理系統(tǒng)，對(duì)能源生產(chǎn)、能源管理、能源調(diào)度進(jìn)行扁平的一體化管理，統(tǒng)一煤氣調(diào)度、優(yōu)化煤氣平衡、減少煤氣放散、提高環(huán)保質(zhì)量、降低噸鋼能耗、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和能源管理水平，使能源管理由事后的、粗放管理模式向事前的、精細(xì)化管理模式轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)能源的穩(wěn)定、安全、高效生產(chǎn)，形成適用于大型鋼鐵企業(yè)的能 源在線監(jiān)測(cè)、能效分析平臺(tái)和企業(yè)級(jí)能源優(yōu)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的技術(shù)提升和創(chuàng)新，顯著降低鋼鐵企業(yè)的能耗。
能源管控中心的系統(tǒng)以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)平臺(tái)，構(gòu)架采用客戶機(jī)/服務(wù)器（C/S）架構(gòu)與瀏覽器/服務(wù)器（B/S）架構(gòu)結(jié)合形式，分為工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（內(nèi)網(wǎng)）和管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（外網(wǎng)），由采集節(jié)點(diǎn)交換機(jī)、調(diào)度中心核心交換機(jī)、能源控制環(huán)網(wǎng)（利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)）、數(shù)據(jù)采集/實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、Web服務(wù)器和HMI終端等組成。能源管理調(diào)度系統(tǒng)采用三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，即現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)，中間傳輸與數(shù)據(jù)交換層網(wǎng)絡(luò)，以數(shù)據(jù)處理、分析、統(tǒng)計(jì)管理為主的能源調(diào)度管理中心。通過(guò)能源管理中心的大屏幕調(diào)度系統(tǒng)結(jié)合視頻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)和視頻的有機(jī)結(jié)合，能源調(diào)度人員可以能流情況，耗能狀況、設(shè)備運(yùn)行狀況，對(duì)企業(yè)的能源進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配。
3、能源管理中心的功能
采用先進(jìn)的自動(dòng)化、信息化技術(shù)建立能源管理調(diào)度中心，對(duì)供配電系統(tǒng)、水系統(tǒng)、燃?xì)庀到y(tǒng)及壓空系統(tǒng)等的數(shù)據(jù)實(shí)行集中監(jiān)控和管理。通過(guò)對(duì)能源系統(tǒng)實(shí)行集中監(jiān)測(cè)和控制，實(shí)現(xiàn)從能源數(shù)據(jù)采集—過(guò)程監(jiān)控—能源介質(zhì)消耗分析—能耗管理等全過(guò)程自動(dòng)化、高效化、科學(xué)化管理，使能源管理與能源生產(chǎn)、使用的全過(guò)程有機(jī)結(jié)合起來(lái)，使之能夠運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)，進(jìn)行離線生產(chǎn)分析與管理，包括能源生產(chǎn)管理統(tǒng)計(jì)報(bào)表、平衡分析、實(shí)績(jī)管理、預(yù)測(cè)分析等。實(shí)現(xiàn)全廠能源系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度、優(yōu)化能源介質(zhì)平衡、最大限度地高效利用能源，提高環(huán)保質(zhì)量、降低能源消耗，達(dá)到節(jié)能降耗和提升整體能源管理水平的目的。
能源管控系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)是建立在基本能源信息基礎(chǔ)上的。有完善的能源信息采集系統(tǒng)，就獲得了能源系統(tǒng)的第一手資料，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析、處理和加工，在能源中心控制室的調(diào)度人員和專業(yè)能源管理人員就能實(shí)時(shí)掌握系統(tǒng)運(yùn)行情況：系統(tǒng)運(yùn)行得是否正常、運(yùn)行狀態(tài)是否安全穩(wěn)定、能源調(diào)度分配是否合理等，并能在需要時(shí)及時(shí)采取調(diào)度措施，使系統(tǒng)盡可能運(yùn)行在最佳狀態(tài)。
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)正是實(shí)現(xiàn)這一要求的最好手段，它集成了生產(chǎn)裝置的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)全廠實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、存儲(chǔ)和監(jiān)視，并圍繞這些數(shù)據(jù)開發(fā)出各種實(shí)用程序。
4、能源管理系統(tǒng)的核心--力控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)pSpace
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器采取冗余配置，在功能采用負(fù)荷均衡技術(shù)，完成與現(xiàn)場(chǎng)所有采集站的數(shù)據(jù)采集，并向操作站、WEB服務(wù)器和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)提供數(shù)據(jù)。為提高系統(tǒng)性能，本設(shè)計(jì)通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器與現(xiàn)場(chǎng)采集站進(jìn)行通訊，并將所有的采集站的通訊協(xié)議統(tǒng)一到同一通訊協(xié)議上，提高系統(tǒng)的通訊效率和服務(wù)器處理性能，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器將完成中間量計(jì)算、累積量計(jì)算、趨勢(shì)、報(bào)警、數(shù)據(jù)短時(shí)歸檔、向數(shù)據(jù)庫(kù)站傳送數(shù)據(jù)等功能，并保存有信息記錄、操作記錄等功能。同時(shí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器兼任應(yīng)用服務(wù)器功能，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)能源管理，數(shù)據(jù)查詢、報(bào)表查詢和打印、能源平衡、能源分析預(yù)測(cè)等應(yīng)用功能。
4.1實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)目標(biāo)
生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)為各級(jí)管理部門提供的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程信息，有效地幫助調(diào)度人員及時(shí)調(diào)整物流方向，減少非計(jì)劃停車，保持生產(chǎn)的平穩(wěn)運(yùn)行。通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)記錄的裝置運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的分析和中間產(chǎn)品的質(zhì)量分析，然后通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)快速返回相關(guān)的結(jié)果，來(lái)及時(shí)調(diào)整操作參數(shù)，確保裝置操作的平穩(wěn)性，從而有效地提高產(chǎn)品的質(zhì)量。
報(bào)警實(shí)時(shí)監(jiān)視：通過(guò)比較當(dāng)前的數(shù)據(jù)和歷史趨勢(shì)數(shù)據(jù)，特別是結(jié)合裝置安全運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)趨勢(shì)圖和數(shù)據(jù)的分析可以及早報(bào)告事故隱患，并且通過(guò)對(duì)事故前后實(shí)時(shí)記錄的歷史數(shù)據(jù)的分析，定位事故發(fā)生的原因。
管控一體化：各個(gè)分廠實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)集群并行運(yùn)行，物理上分散，實(shí)現(xiàn)分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、存貯、管理與查詢及歸檔管理，同時(shí)通過(guò)總調(diào)度室的管理，可實(shí)時(shí)了解各分廠系統(tǒng)運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)上了邏輯上的統(tǒng)一，方便調(diào)度與決策。
4.2力控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)PSpace技術(shù)優(yōu)勢(shì)
力控?企業(yè)級(jí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)pSpace是一個(gè)高性能、高速度、高吞吐能力、可靠性強(qiáng)、跨平臺(tái)、跨網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的開放式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，產(chǎn)品為完全的分布式結(jié)構(gòu)，可任意組建應(yīng)用模式；支持C/S和B/S應(yīng)用；它可以提供豐富的企業(yè)級(jí)信息系統(tǒng)客戶端應(yīng)用和工具；大容量支持企業(yè)級(jí)應(yīng)用，內(nèi)部實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)壓縮率，可實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的海量存儲(chǔ)，靈活的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)可滿足各種需求，具備廣泛的安全性和可跟蹤性。
能源管理系統(tǒng)采用支持UNIX/Linux操作系統(tǒng)的商品化實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)pSpace，系統(tǒng)效率高、數(shù)據(jù)處理吞吐率高，同時(shí)免受病毒的侵害，在重大應(yīng)用場(chǎng)合具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。為數(shù)據(jù)平臺(tái)使運(yùn)行管理和調(diào)整決策建立在可靠的過(guò)程信息之上，從而減少管理控制環(huán)節(jié)，提高工作效率，實(shí)現(xiàn)“數(shù)字化”的能源輸配及平衡。建立客觀能源消耗評(píng)價(jià)體系為進(jìn)一步對(duì)能源數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘、分析、加工和處理提供條件，為ERP，MRPⅡ等系統(tǒng)的業(yè)務(wù)提高了及時(shí)，準(zhǔn)確，完整，可靠的數(shù)據(jù)。這使得企業(yè)的“計(jì)劃”與“生產(chǎn)”密切配合，讓企業(yè)管理者在最短的時(shí)間內(nèi)掌握現(xiàn)場(chǎng)的變化，保證計(jì)劃合理而快速修正。而且pSpace提供的高級(jí)計(jì)算能力和分析工具可幫助企業(yè)將生產(chǎn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為商業(yè)系統(tǒng)中所需要的信息。增強(qiáng)企業(yè)商業(yè)系統(tǒng)的能力。
5．應(yīng)用效果
該鋼廠源管理系統(tǒng)目前穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，公司能夠及時(shí)、準(zhǔn)確、科學(xué)地掌握風(fēng)、水、電、氣（汽）等各種能源及能源介質(zhì)運(yùn)行狀態(tài)及使用量等各種參數(shù)，從而使得公司可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況迅速調(diào)整運(yùn)行方式，合理分配使用量，使有限能源發(fā)揮出最大效能。
能源中心以力控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)pSpace為數(shù)據(jù)平臺(tái)，在公司層面對(duì)能源系統(tǒng)采用分散控制和集中管理，使運(yùn)行管理和調(diào)整決策建立在可靠的過(guò)程信息之上，從而減少管理控制環(huán)節(jié)，提高工作效率，實(shí)現(xiàn)“數(shù)字化”的能源輸配及平衡。建立客觀能源消耗評(píng)價(jià)體系為進(jìn)一步對(duì)能源數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘、分析、加工和處理提供條件。
