在鋼鐵企業(yè)智慧能源管控系統(tǒng)建立過(guò)程中，其平臺(tái)主要通過(guò)采集并整合煤氣、氧氮?dú)鍤?、水電、蒸氣以及天然氣等能源流?shù)據(jù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)能源流、物質(zhì)流以及信息流相統(tǒng)一，為鋼鐵企業(yè)能源管控提供遠(yuǎn)程控制、規(guī)律分析以及決策優(yōu)化等一站式能源管控服務(wù)。同時(shí)，平臺(tái)充分利用了大數(shù)據(jù)技術(shù)的手段，提供了能源消耗評(píng)價(jià)、平衡預(yù)測(cè)以及多能源介質(zhì)耦合優(yōu)化等分析服務(wù)，使鋼鐵企業(yè)能夠多方面了解到當(dāng)前能源生命周期的管理與應(yīng)用情況，診斷能源使用期間所出現(xiàn)的各種異常問(wèn)題，從而提高能源介質(zhì)的轉(zhuǎn)化效率，降低鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)成本，帶來(lái)較大的能源價(jià)值。

鋼鐵企業(yè)能源管控系統(tǒng)的基本架構(gòu)

通常情況下，鋼鐵企業(yè)能源管控系統(tǒng)主要是由現(xiàn)場(chǎng)控制層、數(shù)據(jù)采集層以及應(yīng)用服務(wù)層所構(gòu)成。底層與上層數(shù)據(jù)指令分別通過(guò)上行與下行通信來(lái)完成信息傳遞和遠(yuǎn)程控制。首先，現(xiàn)場(chǎng)控制層主要由PLC、RTU和DCS等信息采集設(shè)備組合而成。在經(jīng)過(guò)監(jiān)控點(diǎn)采集之后，數(shù)據(jù)參數(shù)可以經(jīng)過(guò)PLC，利用網(wǎng)絡(luò)傳入到能源管控系統(tǒng)中，還可以經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)子站采集之后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳入到能源管控系統(tǒng)當(dāng)中。隨后遠(yuǎn)程終端設(shè)備可以將測(cè)得的各類狀態(tài)轉(zhuǎn)化為可發(fā)送的數(shù)據(jù)格式，利用以太網(wǎng)傳輸?shù)侥茉垂芸刂行?，并將中央?jì)算機(jī)所傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為命令，從而對(duì)鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。其次，數(shù)據(jù)采集處理層主要是將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)作為核心，利用相關(guān)工具來(lái)完成數(shù)據(jù)處理與歸檔。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通常都包括數(shù)據(jù)采集與處理、人工錄入以及數(shù)據(jù)儲(chǔ)存等步驟，其中作為自動(dòng)采集的補(bǔ)充手段，人工錄入發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。應(yīng)用服務(wù)層主要包括監(jiān)控系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)兩大部分。綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置主要包括工藝單元與電力需求測(cè)系統(tǒng)等模塊，可以對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)、煤氣柜以及能介管網(wǎng)等單元進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障處理。鋼鐵企業(yè)智慧能源管控系統(tǒng)如圖一所示。

圖一 鋼鐵企業(yè)智慧能源管控系統(tǒng)

鋼鐵企業(yè)智慧能源管控系統(tǒng)構(gòu)建原則 

能源單元與管控工藝是基本 

將動(dòng)態(tài)與精細(xì)化管理相結(jié)合的智慧能源管理系統(tǒng)，可以將各個(gè)能源單元核心層進(jìn)行多方面分析，從而確保能源管控可以在能源專業(yè)方面實(shí)現(xiàn)精細(xì)化與實(shí)用性。同時(shí)，結(jié)合相關(guān)的之智能優(yōu)化系統(tǒng)，可以完成能源動(dòng)力系統(tǒng)操控、管理以及因素分析智能化發(fā)展。除此之外，動(dòng)態(tài)精細(xì)化管控信息系統(tǒng)，能夠?qū)⒏鱾€(gè)工序作為目標(biāo)，在計(jì)量與信息化系統(tǒng)的支持下，利用全程能源跟蹤實(shí)現(xiàn)更加完整且時(shí)效較短的成本分析，從而多方面支持鋼鐵企業(yè)與各工序能源結(jié)構(gòu)的完善與調(diào)節(jié)，*終使智慧能源管控變得更加客觀與科學(xué)。 

完善能源基礎(chǔ)管理，構(gòu)建精益化能源運(yùn)行管控模式 

鋼鐵企業(yè)智慧能源經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目標(biāo)應(yīng)當(dāng)按月設(shè)計(jì)，多方面實(shí)施能源經(jīng)濟(jì)運(yùn)行日通報(bào)、月總結(jié)以及周點(diǎn)評(píng)。對(duì)能源管理專業(yè)考核方法進(jìn)行完善并嚴(yán)格執(zhí)行，貫徹落實(shí)責(zé)任制與激勵(lì)制度，從而將能耗目標(biāo)的完成情況整合到各個(gè)鋼鐵企業(yè)年度考核當(dāng)中，加強(qiáng)企業(yè)能源動(dòng)力監(jiān)察的執(zhí)行能力，較大限度地減少資源浪費(fèi)。另外，整個(gè)平臺(tái)都要建立于鋼鐵企業(yè)數(shù)據(jù)中心與私有云端上，以大數(shù)據(jù)技術(shù)為基礎(chǔ)來(lái)出臺(tái)解決方案，從而利用前臺(tái)框架來(lái)支持鋼鐵企業(yè)實(shí)現(xiàn)多方位運(yùn)作。

優(yōu)化能源管控統(tǒng)計(jì)、對(duì)標(biāo)與評(píng)價(jià)方式 

在動(dòng)態(tài)與精細(xì)化智慧能源管理信息系統(tǒng)應(yīng)用期間，可以在智慧層面上，從普通****或縱向?qū)?biāo)比較策略向互相結(jié)合的狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變。其中目標(biāo)與狀態(tài)相結(jié)合就是將目標(biāo)作為根本出發(fā)點(diǎn)，用當(dāng)前的狀態(tài)來(lái)調(diào)整目標(biāo)動(dòng)態(tài)模式。而且，幾乎左右的管控標(biāo)準(zhǔn)與能效因子都是隨著狀態(tài)變化而改變的，這種分析模式將呈現(xiàn)出更加客觀的特點(diǎn)，并且還可以完成在線運(yùn)行，保證生命周期內(nèi)的能源可以實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理，從而更好地支持鋼鐵企業(yè)能源生產(chǎn)與管理，提高智慧能源管控系統(tǒng)運(yùn)行的整體效率。

安科瑞節(jié)能控制事業(yè)部

咨詢電話：18860995120/18761506237 安科瑞電氣股份有限公司是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)于一體的高新技術(shù)企業(yè)，致力于為用戶端提供能效管理和用電**的系統(tǒng)解決方案。

6篇原創(chuàng)內(nèi)容

公眾號(hào)

技術(shù)方案 

遠(yuǎn)程集控平臺(tái) 

在智慧能源管控平臺(tái)中，遠(yuǎn)程集控系統(tǒng)是十分重要的組成部分，也是平臺(tái)順利運(yùn)行的基礎(chǔ)保障，它主要承擔(dān)著三項(xiàng)重要任務(wù)：一是確保鋼鐵生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)操控的穩(wěn)定性，二是利用集控中心對(duì)現(xiàn)場(chǎng)站所進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，三是為基礎(chǔ)管理系統(tǒng)與智能專家系統(tǒng)提供所有的能源生產(chǎn)與計(jì)算數(shù)據(jù)。 

同時(shí)，遠(yuǎn)程集控系統(tǒng)主要是由趨勢(shì)查詢、能源調(diào)度、故障排查以及遠(yuǎn)程控制等模塊組成，在本地設(shè)備優(yōu)化升級(jí)與自動(dòng)化改造基礎(chǔ)上，將生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)不同型號(hào)的控制系統(tǒng)結(jié)合在一起，連接控制系統(tǒng)和智能網(wǎng)關(guān)設(shè)備。集控中心端配置了高新更服務(wù)器群，利用1：N互為冗余的分布式結(jié)構(gòu)，從而確保系統(tǒng)可以更加穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行。在遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的幫助下，不同區(qū)域與不同介質(zhì)的站所，可以結(jié)合工藝相關(guān)性進(jìn)行重組優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)站所室集中操控與故障實(shí)時(shí)掌握，并對(duì)其中的故障原因進(jìn)行分析，從而大幅度提高工作人員的效率。 

基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng) 

基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)可以在采集并整合鋼鐵企業(yè)分公司MES和ERP系統(tǒng)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)年月日計(jì)劃數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)制定與管理，結(jié)合實(shí)時(shí)計(jì)量數(shù)據(jù)，劃分出不同時(shí)期的輸出報(bào)表，提供生產(chǎn)運(yùn)行支持管理與能源事故管理。同時(shí)還可以對(duì)鋼鐵企業(yè)核心能源設(shè)備的原始設(shè)計(jì)參數(shù)與維修信息進(jìn)行管理。通過(guò)對(duì)比五種主要功能介質(zhì)的消耗與成本，可以從不同層次進(jìn)行對(duì)比、環(huán)比和分析。此外，在基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)應(yīng)用基礎(chǔ)上，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)不落地式的管理，也就是數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、財(cái)務(wù)結(jié)算、應(yīng)用分析全部都由系統(tǒng)完成，實(shí)現(xiàn)能源管理分析自動(dòng)化與準(zhǔn)確化?；A(chǔ)能源管理主要包括以下八大模塊，如圖一所示。 

能源計(jì)劃管理 

鋼鐵企業(yè)、產(chǎn)線以及機(jī)組中的煤氣、水電、氧氣、氮?dú)庖约皻鍤獾葎?dòng)力能源介質(zhì)供應(yīng)都需要?dú)v史計(jì)劃數(shù)據(jù)的查詢與管理。

報(bào)表與實(shí)際績(jī)效管理 

鋼鐵企業(yè)、產(chǎn)線、工序以及機(jī)組各能源介質(zhì)報(bào)表的生成與打印。

能源質(zhì)量管理 

定期維護(hù)、事故管理以及檔案管理、 

能源設(shè)備管理 

預(yù)防性維修管理、事故管理、缺陷管理以及檔案管理。 

運(yùn)營(yíng)支持管理 

關(guān)鍵能源的作業(yè)計(jì)劃設(shè)定、審批以及履歷管理，應(yīng)急預(yù)案檢索實(shí)現(xiàn)能源作業(yè)、辦公管理信息化，實(shí)現(xiàn)信息共享與信息傳遞網(wǎng)絡(luò)化，為鋼鐵企業(yè)**辦公提供可靠的信息支持。 

移動(dòng)點(diǎn)巡檢管理 

為巡檢人員提供便捷且**的輔助性工具，使點(diǎn)檢人員通過(guò)掃二維碼就可以完成設(shè)備點(diǎn)檢，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼鐵生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)管理。作為遠(yuǎn)程集控過(guò)程中的關(guān)鍵輔助手段，移動(dòng)點(diǎn)巡檢發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。輔助點(diǎn)巡檢人員通過(guò)日常的點(diǎn)檢、巡檢等工作。能夠開(kāi)創(chuàng)集控時(shí)代下的全新點(diǎn)檢模式。 

人員交接管理 

接收移動(dòng)點(diǎn)巡檢軟件上所上傳的巡檢人員位置信息，并將其上傳到接班日志查詢功能上。 

綜合分析功能 

此功能主要包括鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)成本分析、績(jī)效分析、對(duì)比分析以及能源指標(biāo)分析等基礎(chǔ)分析功能。

圖二 基礎(chǔ)能源管理模塊

智能化專家系統(tǒng) 

智能專家系統(tǒng)充分利用了大數(shù)據(jù)與機(jī)理相結(jié)合的措施，提供了能源消耗分析、能效影響分析以及平衡預(yù)測(cè)分析等相關(guān)服務(wù)，從而使鋼鐵企業(yè)可以實(shí)時(shí)且多方面地掌控能源整個(gè)生命周期管理與具體應(yīng)用現(xiàn)狀，診斷能源在各使用環(huán)節(jié)出現(xiàn)的各種異常問(wèn)題，預(yù)制能源流的消耗發(fā)展趨勢(shì)，提供能源綜合優(yōu)化方案，從而減少能源介質(zhì)的放散損失，提高能源介質(zhì)轉(zhuǎn)化效率，降低企業(yè)的能源成本，使有限的能源可以發(fā)揮出更高的價(jià)值。從整體劃分情況來(lái)看，智能化專家系統(tǒng)主要分為以下幾個(gè)模塊： 

一是能效專家系統(tǒng)。它可以針對(duì)加熱爐、熱風(fēng)爐以及燒結(jié)機(jī)等能效評(píng)價(jià)優(yōu)化模型，開(kāi)展實(shí)時(shí)診斷與評(píng)價(jià)，在線提供專家優(yōu)化方案，指導(dǎo)其在現(xiàn)場(chǎng)的操作，例如在加熱爐煤氣燃燒模型應(yīng)用中，實(shí)現(xiàn)加熱爐全自動(dòng)智能燃燒控制，可提高物料加熱質(zhì)量，有利于全線穩(wěn)定生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)降低煤氣消耗，減少氧化燒損，節(jié)約工序成本，確保煙氣達(dá)標(biāo)排放。同時(shí)對(duì)海量的歷史現(xiàn)場(chǎng)操作與工藝數(shù)據(jù)等能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，在整合能源流數(shù)據(jù)和物質(zhì)流數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，建立起物質(zhì)流中生產(chǎn)組織和能耗影響分析模型，從而通過(guò)模型訓(xùn)練與優(yōu)化來(lái)確定能耗影響因素與影響這一因素的權(quán)重。 

二是煤氣專家系統(tǒng)。它可以建立起不同場(chǎng)景、時(shí)段的煤氣發(fā)生量與消耗量預(yù)測(cè)模型，對(duì)煤氣管網(wǎng)平衡性進(jìn)行調(diào)度。在煤氣專家應(yīng)用過(guò)程中，大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用的核心都集中在構(gòu)建煤氣發(fā)生量、消耗量預(yù)測(cè)模型方面。建立起能源平衡數(shù)據(jù)模型，模型可以根據(jù)當(dāng)班的鐵水產(chǎn)量、鋼水產(chǎn)量和焦炭產(chǎn)量，以及各用戶產(chǎn)量，超前計(jì)算出每小時(shí)和每班高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣和焦?fàn)t煤氣的發(fā)生量、消耗量，提前預(yù)告發(fā)電機(jī)調(diào)控煤氣使用量，減少煤氣放散。 

三是發(fā)電專家系統(tǒng)。構(gòu)建完整的發(fā)電機(jī)組與鍋爐機(jī)組效率模型，提高鋼鐵企業(yè)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行效率，同時(shí)還可以對(duì)發(fā)電機(jī)組的各運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行裂化分析與故障預(yù)測(cè)。同時(shí)，熱效率模型主要是挖掘歷史發(fā)電機(jī)組運(yùn)行效率和鍋爐操作工藝參數(shù)數(shù)據(jù)，構(gòu)建影響分析與預(yù)測(cè)模型，了解其對(duì)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行效率的影響，利用這些影響因子來(lái)預(yù)測(cè)發(fā)電機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行效率，從而確保在發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)異常問(wèn)題時(shí)，系統(tǒng)中包含的專家知識(shí)庫(kù)可以及時(shí)給出優(yōu)化方案，指導(dǎo)操作人員完成系統(tǒng)優(yōu)化，提高發(fā)動(dòng)機(jī)組的綜合效率。 

四是多介質(zhì)耦合優(yōu)化。構(gòu)建起集煤氣、蒸汽以及電等多能源耦合優(yōu)化模型，進(jìn)而完成多能流協(xié)同分配，帶來(lái)很大價(jià)值。同時(shí)，根據(jù)煤氣富余量、蒸汽需求量以及電需求量預(yù)測(cè)模型，結(jié)合峰谷平電價(jià)的差異，來(lái)完成動(dòng)態(tài)規(guī)劃，從而對(duì)發(fā)電機(jī)組煤氣消耗量與蒸汽量進(jìn)行合理分配。 

五是碳排放專家。建立起關(guān)于碳排放計(jì)算與分析模型，對(duì)影響企業(yè)碳排放的因素進(jìn)行綜合分析，在完善工藝與生產(chǎn)組織的基礎(chǔ)上，降低鋼鐵企業(yè)碳排放量，從而實(shí)現(xiàn)綠色制造。 

六是氧氣專家。可以構(gòu)建多個(gè)場(chǎng)景時(shí)段的氧氣消耗量預(yù)測(cè)模型，對(duì)氧氣管網(wǎng)平衡調(diào)度進(jìn)行完善，堅(jiān)強(qiáng)制氧機(jī)的運(yùn)作負(fù)荷。在氧氣專家當(dāng)中，大數(shù)據(jù)技術(shù)一般都會(huì)應(yīng)用在制氧機(jī)負(fù)荷調(diào)整以及專家知識(shí)庫(kù)建設(shè)期間。從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)庫(kù)的結(jié)構(gòu)化發(fā)展。