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通訊網關pFieldComm在鋼廠能源管理系統EMS中的應用
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摘要: 鋼鐵企業是消耗能源的大戶,在我國家占全國總能耗的10%,因此如何搞好鋼鐵工業的能源管理,以達到節能增效的目的,是發展鋼鐵工業的重要任務之一。我國噸鋼能耗比世界先進水平高出20—30%,主要原因是鐵鋼比高,高爐余壓發電,干熄焦等大型有效的節能環保裝置配備率低,高爐,轉爐煤氣等余能余熱回收利用率低。同時,更重要的是鋼鐵工業節能措施,不能只對單個設備,單一工藝進行節能,而應從企業整體出發,進行全流程綜合考慮和系統節能。這樣才能以較少的投入,實現最大的節能效果,產生較大的經濟效益。
Abstract:
Key words :

1、前言

鋼鐵企業是消耗能源的大戶,在我國家占全國總能耗的10%,因此如何搞好鋼鐵工業的能源管理,以達到節能增效的目的,是發展鋼鐵工業的重要任務之一。我國噸鋼能耗比世界先進水平高出20—30%,主要原因是鐵鋼比高,高爐余壓發電,干熄焦等大型有效的節能環保裝置配備率低,高爐,轉爐煤氣等余能余熱回收利用率低。同時,更重要的是鋼鐵工業節能措施,不能只對單個設備,單一工藝進行節能,而應從企業整體出發,進行全流程綜合考慮和系統節能。這樣才能以較少的投入,實現最大的節能效果,產生較大的經濟效益。

2、應用背景

 某鋼鐵企業下屬礦山、燒結、焦化、煉鐵、煉鋼、軋鋼、動力、運輸等10個鋼鐵主體生產廠,12個輔線單位。為了適用不斷變化的市場需求,及時調整生產策略,通過能源中心建設,依托EMS管理系統,對能源生產、能源管理、能源調度進行扁平的一體化管理,統一煤氣調度、優化煤氣平衡、減少煤氣放散、提高環保質量、降低噸鋼能耗、提高勞動生產率和能源管理水平,使能源管理由事后的、粗放管理模式向事前的、精細化管理模式轉變,實現能源的穩定、安全、高效生產,形成適用于大型鋼鐵企業的能源在線監測、能效分析平臺和企業級能源優化系統,實現節能降耗的技術提升和創新,顯著降低了企業的能耗。

3、系統說明

 典型能源系統架構包括能源調度管理中心、通訊網絡、遠程數據采集單元等三級物理結構,符合基于基礎自動化向信息化建設發展的原則。其中能源調度管理中心對能源系統采用分散控制和集中管理,使運行管理和調整決策建立在可靠的過程信息之上,從而減少管理控制環節,提高工作效率,實現“數字化”的能源輸配及平衡。建立客觀能源消耗評價體系為進一步對能源數據進行挖掘、分析、加工和處理提供條件;通訊網路層采用工業級以太網交換機,建立分區域的冗余環網,環與環之間采用耦合拓撲結構進行連接,從而建立高可靠專有的能源數據采集通訊網絡;遠程數據采集單元以網關數據采集站為核心,通過數據采集、通訊、協議轉換等技術手段,將能源介質參數的采集與生產控制系統隔離,它對下連接現場控制層,對上通過網絡提供連續、真實、可靠的數據依據,,它不僅負責現場控制設備的實時數據采集,而且在系統中起到上傳下達的重要作用是整個生產管理系統的基礎。
該企業各廠區地理位置比較分散,監控的設備種類繁多主要設備有 Modicon Quatumm PLC系統Siemens S7-200、Siemens S7-300、SiemensS7-400、GE VersaMax PLC系統、GE 90-30 PLC系統GE 90-70 PLC系統、AB PLC5、AB ControlLogix5000系統、okogawa的CS1000、CS3000系統、 ABB AC800M DCS系統等。產品涉及廠家多,協議多樣化。因此造成基礎能源數據的采集比較困難。

4、解決方案

該企業為了解決信息集成中由于各信息化軟件系統、控制及數據采集設備通訊協議不一致、造成系統通訊連接和數據交換成本加大的困難。采用了力控pFieldComm網關服務器,消除了“信息孤島”。
力控pFieldComm系列工業通訊網關采用高性能的嵌入式計算平臺,服務內核軟件可運行于桌面操作系統或嵌入式操作系統中,是一個脫離于具體硬件設備接口的通訊服務平臺,該系統擁有高性能的實時數據庫系統(原型為Unix下標準C開發),具有多種通訊采集和轉發規約庫。可以實現采集多個不同子系統的數據,進行數據集中匯總、分類和預處理,可以簡化系統中異種協議的轉換和系統聯網過程,異種協議容易接入并可轉換為標準協議(如OPC方式)與其它系統聯網。
力控pFieldComm支持對多個上級調度等平臺系統進行數據轉發與上傳。可作為分布式數據采集裝置、工業協議轉換網關、電力通訊服務器或通訊前置機等使用,同時實現了多個互聯子系統之間的物理級安全隔離,同時結合了軟件和網絡安全技術、遠程組態技術,使得系統更加穩定、易于使用和維護。

 5.總結

鋼廠能源管理系統(EMS)通過力控pFieldComm將設備種類繁多、協議多樣的數據進行整合實現了能源系統分散的數據采集和控制、集中的管理調度和能源供需平衡以及能源預測,為在生產全過程中較好地實現節能、降耗和環保的目標創造條件。即對生產能源數據進行采集、加工、分析,處理以實現對能源設備能源實績、能源計劃、能源平衡、能源預測等全方位的監控和管理功能,達到企業節能增效的目的。

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