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力控通讯网关服务器pFieldComm在某钢厂EMS中的应用

供稿:中国工控网 2016/10/13 13:32:47

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  • 关键词: 通讯网管服务器
  • 摘要:钢厂能源管理控制系统(Energy management system,简称EMS)是钢厂信息化系统的一个组成部分,对能源数据进行采集、加工、分析,处理以实现对能源设备、能源实绩、能源计划、能源平衡、能源预测等全方位的监控和管理功能。

1.行业背景

1.1.现状
       钢铁企业是消耗能源的大户,在有的国家要占全国总能耗的15%,在我国也要占10%左右,因此如何搞好钢铁工业的能源管理,以达到节能增效的目的,是发展钢铁工业的重要任务之一。我国吨钢能耗比世界先进水平高出20—30%,主要原因是铁钢比高,高炉余压发电,干熄焦等大型有效的节能环保装置配备率低,高炉,转炉煤气等余能余热回收利用率低。同时,更重要的是钢铁工业节能措施,不能只对单个设备,单一工艺进行节能,而应从企业整体出发,进行全流程综合考虑和系统节能。这样才能以较少的投入,实现最大的节能效果,产生较大的经济效益。

1.2.需求分析
       钢铁厂的能源消耗约占钢铁成本的比例约20%-30%,不同的装备水平,工艺流程,产品结构和能源管理水平对能源消耗都会产生不同的影响。把能源管理系统(EMS)作为大型企业自动化和信息化的重要组成部分,不仅对能源的统一调度、优化煤气平衡、减少煤气放散、提高环保质量、降低吨钢能耗和提高劳动生产率有重要作用,而且对于事故预案策略的制定和执行、事故原因的快速分析和及时判断处理、能源供需的合理调整和平衡以及在客观信息基础上的能源实绩分析、能源计划编制、能源质量管理、能源系统的预测等都将是十分有效的。

2.能耗计量系统的设计及开发
2.1.方案设计简介
      能源管理系统的建立不仅对济钢能源的统一调度、提高劳动生产率、优化煤气平衡、减少煤气放散、提高环保质量、降低吨钢能耗都将发挥重要作用,而且它对于事故预案的制定和执行、事故原因的快速分析和事故的及时判断处理、正常和异常情况时的能源供需的合理调整和平衡都是十分有效的。

      钢厂能源管理控制系统(Energy management system,简称EMS)是钢厂信息化系统的一个组成部分,对能源数据进行采集、加工、分析,处理以实现对能源设备、能源实绩、能源计划、能源平衡、能源预测等全方位的监控和管理功能。

       钢厂能源管理控制系统(EMS)的设计,按照集过程监控、能源管理、能源调度为一体的厂级管控一体化计算机系统的理念进行。监控管理的主要能源介质有:电力、煤气(焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气、混合煤气)、压缩空气、氧气、氮气、氩、蒸汽、生产水、生活水等。能源管理控制系统的建立对济钢能源系统加快实现集中统一调度、在公司层面优化煤气平衡、减少煤气放散、提高环保质量、降低吨钢能耗、提高劳动生产率和能源管理水平将起到十分明显的促进作用。通过能源管理控制中心实现对各种能源介质的优化决策调度,及时了解和掌握各种能源的生产、使用和运行工况,做到科学决策,正确指挥,确保安全、可靠、经济、优质运行,实现从经验型到分析型调度职能的转变。

      整个EMS系统分成煤气调度监控系统、电力监控调度系统、水调度监控系统、气系统(氧气、氮气、压缩空气)及蒸汽等调度监控系统。

2.2钢厂能源系统建设目标
能源介质数据采集、能源设备状态监控、基本能源管理。

1)数据采集功能

将全公司的能源数据采集进入系统,供数据监视、报警、数据分析、数据计算、数据统计等用。

2)监控功能

工艺监视功能: 以大屏幕工艺图或者常规操作员站工艺图方式,对全厂能源系统的实时运行工况进行监视。

报警功能: 对全厂能源系统的设备异常,工艺异常,能源质量异常等给出分类声光警报;

历史趋势功能:通过数据历史曲线和实施趋势,进行运行状态分析。

远程控制功能:对煤气加压混合系统,煤气放散系统,发电变电系统用电调度,进行能源中心远程遥控。

煤气平衡预测功能:基于煤气管网模型以及煤气发生、耗用和放散历史数据,对煤气柜位进行实时预测,帮助调度人员进行煤气实时平衡调度。

运行报表功能:自动生成能源生产运行报表。

3)基本能源管理功能

      将采集的数据进行归纳、分析和整理,结合生产计划的数据,进行能源管理工作,包括能源实绩分析管理、能源质量管理、能源平衡管理、能源预测分析、运行管理支持等。

 

2.3 系统网拓扑图

 

典型能源系统架构包括能源调度管理中心、通讯网络、远程数据采集单元等三级物理结构(如图示)。

1)    以SCADA软件为核心,建立I/O Server实时数据服务器,实现在线的数据监视、工艺操作和实时的能源管理功能;基于数据库技术开发具有模型背景的能源管理功能并对外提供接口。

2)    采用工业级以太网交换机,建立分区域的冗余环网,环与环之间采用耦合拓扑结构进行连接,从而建立高可靠专有的能源数据采集通讯网络。

3)    以力控通信网管服务器pFieldComm产品为核心,通过数据采集、通讯、协议转换等技术手段,将能源介质参数的采集与生产控制系统隔离,提供连续、真实、可靠的数据依据。

3.  SCADA软件
       采用国际主流的SCADA软件建立I/O Server实时数据服务器功能,通过在线的数据采集实现动态流程图、参数表、趋势曲线等监控功能,并与关系数据库建立通讯。

 

1)         对企业能源进行集中监视、测量、控制和管理,实现能源实时及历史数据存储、查询、分析、统计、分析功能,实现能源管理的自动化。

 

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