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能源計量信息網(wǎng)絡(luò )對萊鋼企業(yè)的應用論文
1系統概述
能源計量信息網(wǎng)絡(luò )系統是萊蕪鋼鐵集團有限公司針對企業(yè)對能源計量應用、管理的需求，采用自主研發(fā)的熱電偶、配電器、智能流量?jì)x、監控和管理軟件，從系統設計到網(wǎng)絡(luò )施工提供的一整套性能價(jià)格比高的能源計量解決方案。該系統對企業(yè)內部的水、電、風(fēng)、氣(汽)計量進(jìn)行數據采集，實(shí)現計算機集中處理、動(dòng)態(tài)顯示和報表生成等一系列功能。該系統可直接反映各個(gè)工序的實(shí)際能源消耗水平，實(shí)現能源消耗數據日、旬、月、年的自動(dòng)累加便于及時(shí)了解企業(yè)計量設備運行狀況和能源消耗變化情況，有助于企業(yè)能源動(dòng)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(wǎng)絡(luò )系統采用二級網(wǎng)絡(luò )結構，如圖1所示，一級（L1）主要采用RS-485總線(xiàn)掛接內置MODBUS協(xié)議的智能流量?jì)x表或電力協(xié)議智能電表，對某一區域內各采集點(diǎn)的智能儀表進(jìn)行控制和數據采集，也可用GPRS無(wú)線(xiàn)方式對水、電、氣儀表數據進(jìn)行采集，PLC或DCS等工控系統數據也可以采集進(jìn)入系統；二級(L2)由以太網(wǎng)絡(luò )或電話(huà)線(xiàn)組成，與一級集成在一塊，對整個(gè)系統進(jìn)行監控、管理。本系統為一體化的網(wǎng)絡(luò )監控管理系統，按功能劃分為：（1）采集層。采集層主要采用RS-485總線(xiàn)，每個(gè)采集站掛接智能儀表數可達255臺，上位機內裝采集層軟件，負責對本區域內各采集儀表進(jìn)行數據監控、管理和控制，并把數據上傳到服務(wù)器。對PLC或DCS數據也可通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)和OPC等標準接口進(jìn)行采集。利用數據采集器還可以對儀表數據進(jìn)行GPRS無(wú)線(xiàn)上傳。（2）管理層。局域網(wǎng)范圍內的各部門(mén)裝有管理層軟件，負責對整個(gè)系統內各采集點(diǎn)數據監控、管理，系統管理員可對每個(gè)管理用戶(hù)授予不同的訪(fǎng)問(wèn)權限。（3）共享層。共享層提供與外部系統的接口，通過(guò)Intranet/In-ternet發(fā)布實(shí)時(shí)數據和能源報表信息。
3系統特點(diǎn)
�。�1）安全性：采用儀表口令設定、監控軟件用戶(hù)權限、關(guān)系數據庫用戶(hù)設定、IP地址限制四級安全方式，確保系統安全。（2）開(kāi)放性和擴展性：該系統為分布式計量管理系統，采集站數量不受限制，每個(gè)采集站智能儀表數可達255臺，不受距離的限制，具有485總線(xiàn)接口內置MODBUS協(xié)議的儀表皆可掛接在該系統上，單臺下位機的故障不會(huì )影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的運行。該系統也可以接收PLC、DCS等工業(yè)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(shí)時(shí)性：對于300點(diǎn)的系統，掃描周期小于1min。（5）支持多用戶(hù)快速訪(fǎng)問(wèn)：系統采用多項先進(jìn)的數據庫處理技術(shù)，保證上千個(gè)用戶(hù)仍然能夠進(jìn)行大量數據的快速訪(fǎng)問(wèn)。（6）可操作性和靈活性：系統采用圖形化界面，操作簡(jiǎn)單，可組態(tài)。（7）支持存儲轉發(fā)功能。（8）實(shí)現設備遠程維護、監控，可遠程操作，儀表參數可遠程讀寫(xiě)。（9）報表自動(dòng)生成，任意EXCEL格式，方便靈活。（10）系統分氣、水、電有線(xiàn)、電無(wú)線(xiàn)四部分，既可單獨安裝運行，又可同時(shí)運行。
4系統功能與作用
能源計量信息網(wǎng)絡(luò )系統對水、電、氣(汽)等能源的計量數據進(jìn)行集中管理，實(shí)現能源管理數據共享。通過(guò)網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化，可使二次能源放散率達到最小，實(shí)現企業(yè)廠(chǎng)內二次能源閉路循環(huán)，一次能源購入量達到最小。該網(wǎng)絡(luò )既可反映各工序實(shí)際消耗的瞬時(shí)量，也可實(shí)現能源消耗數據日、旬、月、年的自動(dòng)累加，可及時(shí)了解能源消耗變化情況，并實(shí)現企業(yè)能源能力平衡預測。其主要功能與作用為：（1）進(jìn)行時(shí)、班、日、旬、月、年能源消耗數據的分類(lèi)統計和自動(dòng)累加統計并自動(dòng)保存歷史數據，可隨時(shí)進(jìn)行打印。（2）通過(guò)該網(wǎng)絡(luò )二級部門(mén)可以直接調用原始數據作部門(mén)能源平衡表，管理部門(mén)可以直接采用原始數據做為依據，計算出能源消耗指標，匯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(jìn)行全公司水、電、風(fēng)、氣等二次能源的平衡，為生產(chǎn)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(gè)環(huán)節設備進(jìn)行狀態(tài)監視，及時(shí)掌握設備運行狀況。通過(guò)該系統，可以隨時(shí)掌握能源消耗數據，當數據出現異常時(shí)，可以及時(shí)進(jìn)行分析，找出造成能耗升高的原因。（5）實(shí)現能源實(shí)際消耗與能源消耗定額的比較，進(jìn)行定期能耗分析。（6）實(shí)現主要耗能設備狀態(tài)監視，顯示主要工藝流程模擬畫(huà)面。（7）建立工序優(yōu)化模型。
5LGF智能流量?jì)x
擁有自主知識產(chǎn)權的LGF智能流量?jì)x，可配套應用于該系統。LGF智能流量?jì)x可自動(dòng)實(shí)時(shí)進(jìn)行密度補償，適用于各種液體、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，可廣泛用于石油、冶金、化工、機械、電力等行業(yè)的流量積算與控制。其主要特點(diǎn)：LED和LCD雙屏顯示，符號化操作鍵盤(pán)，菜單提示式漢化人機交互界面，儀表組態(tài)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(xié)議，可以方便地接入MODBUS網(wǎng)絡(luò )，以實(shí)現數據遠傳和遠程編程；內建多種數學(xué)模型和密度自動(dòng)補償方式，經(jīng)組態(tài)可實(shí)現對氣體、液體等多種介質(zhì)的密度自動(dòng)補償和流量的測量積算，通用性強；采用寬限開(kāi)關(guān)穩壓電源，確保電源電壓在130～260V變化時(shí)，系統精度不損失；具有免拆機標定功能，無(wú)需調節任何電位器，通過(guò)儀表鍵盤(pán)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、溫度、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(wǎng)絡(luò )系統軟件由采集層軟件、管理層軟件、共享層軟件三部分組成，可完成對現場(chǎng)儀表的數據采集、處理、顯示、報表生成等一系列功能。系統運行環(huán)境：WINDOWS2000/XP、IE，WEB服務(wù)IIS，數據庫SQLSERVER2000。采集層軟安裝于各采集站工控機，完成數據的采集與傳輸，進(jìn)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(huà)面、歷史數據、班發(fā)生值、報警記錄、儀表參數、棒圖、曲線(xiàn)、全貌顯示及上位機狀態(tài)等顯示畫(huà)面，以及安全管理、權限設定、儀表參數讀寫(xiě)、報表打印、曲線(xiàn)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(tài)，對系統進(jìn)行組態(tài)設定和代碼維護，并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，并通過(guò)In-tranet/Internet對外發(fā)布能源信息。
7系統技術(shù)特點(diǎn)
該系統技術(shù)特點(diǎn)：基于構件的統一軟件開(kāi)發(fā)；多線(xiàn)程編制技術(shù)；實(shí)時(shí)數據庫技術(shù)；串行通信接口技術(shù)；分布式實(shí)時(shí)監控技術(shù)；多接口、多協(xié)議的水電氣計量數據管理一體化開(kāi)發(fā)。
8結語(yǔ)
該系統已經(jīng)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(shí)施后，所有能源計量數據都能在網(wǎng)上實(shí)時(shí)監控，生產(chǎn)管理部門(mén)能隨時(shí)根據計量設備運行狀況和能源消耗變化情況進(jìn)行調度指揮，有助于企業(yè)能源動(dòng)力的平衡，最大限度地提高能源利用率，創(chuàng )造更大的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。
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