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能源管理系统


第 27卷

第 3期

















V o.l 27 N o 3 . Jun. 2010

2010年 6 月
<

br />JOURNA L O F JI I I STI TE O F CHEM ICAL TECHN OLOGY L N N TU

文章编号: 1007 2853( 2010) 03 0049 04

能源管理系统 ( EMS)助企业节能降耗
艾瑞金 , 张景宝 , 国海东
1 1 2 ( 1 吉林建龙钢铁有限责任公司 设备处, 吉林 磐石 132301; 2. 吉林工业职业技术学院 培训处, 吉林 吉林 132013) .

摘要: 为 达到钢铁企业节能降耗, 对企业氧气 、 氮气、 煤气、 电 等能源进行计量管 理, 将柔性 控制系统 水、 理念、 现场总线控制技术应用到 企业实时监控中. 关 键 词: 能源 管理; 数据采集; 能源调度 文献标识码: A 中图分类号: TF 31

能源管理涉及的范围很广, 它包含了从能源 生产到消耗各个环节的管理技术. 冶金企业能源 管理主要涉及对企业二次能源的平衡管理和能源 消耗的分析
[ 1]

先进性: 先进的网络管理方式、 网络设备及一 致的开放式数据库接口, 无论从系统性能、 可靠性 及网络的拓扑结构等方面都为企业提供了高技术 的管理模式; 可靠性: 简单的网络拓扑结构及各功能模块 冗余复用方式使得系统运行更加安全可靠; 安全性: 系统对于不同的管理职能提供了不 同的管理权限, 并且使用客户服务器方式及对于 原始数据的双机热备与下位机存储能力使得数据 安全可靠; 可维护性: 简单的结构已经使得系统具有良 好的可维护性, 并且系统提供了自诊断能力, 使得 维护人员通过上位机就可以查看何时何地发生了 故障; 可扩充性: 增加、 删除测点只需简单的设置系 统参数即可, 可随时增加或删除测点; 可操作性: 硬件设备设置简便、 直观; 系统软 件提供的人机界面易于理解、 操作方便.

.

吉林建龙钢铁有限责任公司在 2005年建设 了能源管理系统, 其针对现场的水、 气体等能 电、 源仪表, 通过组网对其进行远端的数据采集与控 制, 集有线和无线测控与计算机局域网于一体, 形 成一个多传输媒介的网络系统, 实时监测现场能 源介质的运行状态, 并可通过网络对各仪表的参 数进行远端采集与设置, 通过计算机终端对仪表 的运行状态进行实时监控 . 能源监控系统对能源系统实行集中监控和有 效管理, 有如下作用: ( 1) 通过对能源系统集中监控, 大幅度提高 钢铁企业能源系统劳动生产率; ( 2) 运用系统在线监视功能能源调度实现调 度指挥, 充分利用钢厂二次能源, 确保系统经济合 理运行, 节能和环保效益贡献突出; ( 3) 在能源系统异常和事故时, 系统通过集 中监视提供实时数据, 利于调度及时、 快速和准确 的处置, 把能源系统故障所造成的影响控制在最 低限度, 确保能源系统稳定运行
[ 3] [ 2]

2 网络结构
EM S网络拓扑结构分为三层: 一层为仪表到数采分站的通讯, 采用 RS 485 通讯和模拟信号 ( 4~ 20 mA ) 两种方式; 二层为 数采分站到总站的通讯, 采用无线方式和有线方 式; 三层为管理网, 由服务器到管理分站, 组成局 域网, 其连接方式根据现场实际情况采用下列方 式: 对于楼内或距离小于 100 m 的计算机, 使用的

.

1 EM S系统特点
实用性: 不同的能源管理部门可在不同的地 点同时查看所需能源的运营状态;

收稿日期: 2010 03 29 作者简介: 艾瑞金 ( 1979 ), 男, 吉林四平人, 吉林建龙钢铁有限公司助工, 主要从事 工厂仪表技术开发与应用.

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是超五类双绞线组成百兆局域网; 距离较远但布 线方便的话可以使用光纤; 距离较远、 布线不方便 采用无线网桥的方式, 其速率约在 10M 左右. 服务器 ( 采集器 ) 的作用主 要有以下两个方 面: 一方面收集分站送来的数据进行汇总处理, 同

时也能对远程仪表进行参数设置; 另一方面服务 器可对工作站 (客户机 ) 进行数据共享. 客户机可 以预览或打印统计报表、 实时监控和供维修人员 监视系统运行状态
[ 4]

.

能源管理系统网络拓扑图如图 1所示.

图 1 能源管理系统网络拓扑结构图

能源管理系统结构图如图 2所示.

图 2 能源管理系统结构图

数据采集分为以下二种方式: ( 1) 总线方式 总线方式是一种有线通讯方式, 这种方式使 得联网相当方便. 只需要用一根屏蔽电缆环厂绕 一圈, 接至计算机, 而厂内所有的仪表都可以挂接 在这个总线上, 最多可以挂 254台, 这时计算机可 以任意调用各台仪表的现场数据. 原理框图如图 3所示. ( 2) 使用转换器的无线网络方式 HL S008转换器是专用于能源网的仪表转换 模块, 它最多可以对 8路模拟信号进行采集, 输出
图 3 能源管理系统总线原理框图

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艾瑞金, 等: 能源管理系统 ( EM S) 助企业节能降耗

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RS 232或 RS 485信号, 并自带地址. 用它可以组 成一个 CDMA 网络系统. 它把由仪表输出的模拟 量 ( 最多可 8个通道 ) 通过 A /D 转换后再加地址 码输出. 可以把若干个 H L S008转换器用 485总 线连接到电台上, 通过电台采用 CDMA 方式和服 务器进行通讯. 电台使用工业频点, 传输距离根据 功率而定, 最大可达 30 km. 其原理框图如图 4所示.

数据采集, 循环采集各测点的瞬时量和累计量; 查 询或设置下位机参数; 保存所采集的瞬时量和累 计量; 为今后在 I TERNET 网上的客户机提供服 N 务; 具有双机热备功能; 需要备份服务器, 即一个 采集器出现问题, 备份服务器能即刻工作 数据、 打印报表、 查看曲线的软件. 开始 > 口令: 对于不同的 用户有不同的使 用权限, 设置口令: 重置用户密码; 查询 > 一览表: 显示所有 测点的瞬时量及 累计量; 实时曲线: 用曲线方式显示测点的瞬时量; 历史曲线: 画出测点的某时间段的曲线; 系统检查: 检查系统运行状况; 报表管理: 打印输出各式的报表; 系统: 对系统的管理, 包含测点参数设置、 数 据备份、 用户权限设置等. 实时曲线: 用来直观显示实时的数据变化和 累计计量的阶段性变化, 能同时观测 6个测点. 也 可以选择多个观察测点为一个曲线组, 再点击曲 线重置即可, 每个曲线组同样最多可以选择 6个 观察测点. 历史曲线: 历史曲线的使用与能源曲线的使 用基本相同, 选择起始日期, 既以对单独测点, 也 可以对组测点进行观察, 同时具有历史曲线打印 功能. 数据报表统计: 能够灵活的截取时间段; 查看 单独分站的信息; 查看所有测点或单独分站的流 量、 压力或温度等信息; 查看所有或单独分站的电 量、 蒸汽、 煤气等信息; 支持混合查询. 能源收入 /支 出平衡表: 直观的显示出时间段 内的不同介质的收入、 支出和消耗. 可以进行总量 查询和详单查询. 详单查询: 在总量查询的基础上将收入和支 出中的每一个测点都显示出来, 具体到每个使用 单位的信息. 电量 峰、 平, 平 衡表: 根 据电 量 谷、 峰、 平, 时间的设定, 能够自动统计出在这段时 谷、
[ 5]

.

( 2) 浏览器是用户查询系统运行状态、 浏览

图 4 使用转换器的数据采集原 理图

3 系统主要设备
( 1) 外围硬件 HL S108转换器: 8路模拟量输入, 12位 A /D 转换, RS232 /485输出. 可设置起始、 终止地址; 四 种波特率设置, 为增快通信速度, 波特率设置为最 大 9600 . HL K002 八路数字 量输入输 出: 地址识 别, RS232 /RS485通讯接口. 本系统用来采集电度表 脉冲信号, 可设置起始、 终止地址, 为对应现场电 能表的波特率, 波特率设置为 4 800 . HL TF 08无线通讯站, 数字显示键盘设定参 数, RS232输入输出, 电台频率 227 231MH z 设置 , 无线频率必须为 227MH z+ 25 k z的整数倍, 具 H 体选 择看该 频率信 号是 否清晰. 现场 实际 选择 228 100MH z, 通讯距离小于 10 km. . HL 328H 无线通讯站, 数字显示键盘设定参 数, 与上位机的通讯波特率设置是 9600 . ( 2) 内部软件 软件分为数据库和浏览器两部分: 数据库开发采用 SQL Server 2000 浏览器开 ; 发采用 V isual Studio6 0. .

4 系统具体功能
( 1) 数据采集器专门用于对下位机的管理和

间内各个测点所消耗的电量值, 方便企业对电量 的管理, 节约资金. 人工录入界面: 主要用于统计而现场又无法

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采集的测点数据. 能源平衡表棒图: 主要用于企业所有消耗的 直观显示, 并配有数据提示, 方便物资物流的管理 与掌控.
[ 1] 李向军, 孙彦 广. 冶金能源 管理系 统 EM S [ J]. 科技 资讯, 2008( 3): 95.

参考文献:

5 结



[ 2]

李桂红. 能源管理系统 ( EM S) 的生命力 [ J]. 上海节 能, 2004( 5): 38 40 . 魏海明. 冶金能 源管理 系统 的发展 [ J]. 宝钢 技术, 2007( 5): 28 31, 34. 傅咏红, 周鲜成, 王建明. 现代 企业的能 源计量监控 与管理系统 的设计 [ J]. 计量技术, 2005( 3): 46 47 .

EM S投入运行后, 系统运行稳定可靠, 能源 的分配情况、 消耗情况可及时的反馈给有关部门, 为了生产决策提供了数据, 使能源的调度更加及 时, 更加合理, 减少了煤气的放散, 由原来的事后 统计, 变为现在的计划管理与动态调控, 减少了能 源的消耗, 降低 了 能 源 成本, 经 济 效益 极 为 可 观
[ 6]

[ 3]

[ 4]

[ 5]

王永川, 陈 光明. 钢铁 企业 能源 管理系 统方 案研究 [ J] . 冶金能源, 2003, 22( 6): 5 8, 36.

[ 6]

冯 晓 春. 加 强 能 源计 量 管 理 促 进企 业 节 能 减排 [ J] . 上海节能, 2008( 7): 38 39, 46 .

. 同时, 也为能源计量提供了重要依据, 避免

了能源供需双方的纠纷, 提高了工作效率.

Energy saving and consumption reduction via EM S
A I Ru i jin , ZHANG Jing bao , GUO H ai dong
1 1 2

( 1. Jilin Jian long S tee l& Iron Co L td Jilin P ansh i 132301, Ch ina 2 Jilin V ocationa l Co llege o f Industry and T echno logy Jilin . , ; . , C ity 132013, Ch ina)

Abstract In order to save energy and reduce consum ption in Steel Enterprise Energy M anagem ent System : , ( EM S) is introduced to contro l enterprise ' energy resources such as oxygen, ac id ine, gas w ater electric ity s , , , and so on M eanwh ile, the id ea o f flex ible contro l and techno lo gy of f ie ld bus control are em ployed in the real . ti e monitorin g in enterprise m . K ey w ord s energy m anagem en; data acquisit ion; energy contro l : t


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