關(guān)鍵詞： 實(shí)時(shí)數據庫  pSpace  RTBD  SCADA軟件  能源管理系統EMS  力控監控組態(tài)軟件  力控eForceCon SD

    1. 引言

    1.1. 概述

    在我國的能源消耗中，工業(yè)是我國能源消耗的大戶(hù)，能源消耗量占全國能源消耗總量的70%左右，而不同類(lèi)型工業(yè)企業(yè)的工藝流程，裝置情況、產(chǎn)品類(lèi)型、能源管理水平對能源消耗都會(huì )產(chǎn)生不同的影響。建設一個(gè)全廠(chǎng)級的集中統一的能源管理系統可以實(shí)現對能源數據進(jìn)行在線(xiàn)采集、計算、分析及處理，從而對能源物料平衡、調度與優(yōu)化、能源設備運行與管理等方面發(fā)揮著(zhù)重要的作用。

    能源管理系統（簡(jiǎn)稱(chēng)EMS）是企業(yè)信息化系統的一個(gè)重要組成部分，因此在企業(yè)信息化系統的架構中，把能源管理作為MES系統中的一個(gè)基本應用構件，作為大型企業(yè)自動(dòng)化和信息化的重要組成部分。

    1.2 整體需求分析

    企業(yè)希望能夠采用先進(jìn)的自動(dòng)化、信息化技術(shù)建立能源管理調度中心，實(shí)現從能源數據采集——過(guò)程監控——能源介質(zhì)消耗分析——能耗管理等全過(guò)程的自動(dòng)化、高效化、科學(xué)化管理。從而使能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過(guò)程有機結合起來(lái)，使之能夠運用先進(jìn)的數據處理與分析技術(shù)，進(jìn)行離線(xiàn)生產(chǎn)分析與管理。其中包括能源生產(chǎn)管理統計報表、平衡分析、實(shí)績(jì)管理、預測分析等。實(shí)現全廠(chǎng)能源系統的統一調度。優(yōu)化能源介質(zhì)平衡、最大限度地高效利用能源，提高環(huán)保質(zhì)量、降低能源消耗，達到節能降耗和提升整體能源管理水平的目的。

    2. 設計內容與原則

    2.1設計內容

    ★自動(dòng)化系統

    能源管控中心網(wǎng)絡(luò )系統及設備系統；

    能源管控中心軟硬件平臺系統；

    能源系統各站點(diǎn)的數據采集系統；

    調度及操作人員所需的人機界面系統；

    設備冗余，安全監測系統；

    歷史數據海量存儲及分析系統等。

    ★輔助系統

    能源系統視頻安全監控；

    能源系統配套報警系統； 

    能源系統大屏幕顯示系統等。

    2.2設計原則

    ★完善能源信息的采集、存儲、管理和利用

    ★規范能源系統的自動(dòng)化系統設計

    ★實(shí)現對能源系統采用分散控制和集中管理

    ★減少能源管理環(huán)節，優(yōu)化能源管理流程，建立客觀(guān)能源消耗評價(jià)體系

    ★減少能源系統運行成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率

    ★加快能源系統的故障和異常處理，提高對全廠(chǎng)性能源事故的反應能力

    ★通過(guò)優(yōu)化能源調度和平衡指揮系統，節約能源和改善環(huán)境

    ★為進(jìn)一步對能源數據進(jìn)行挖掘、分析、加工和處理提供條件

    3. 系統架構

    典型能源系統架構包括能源調度管理中心、通訊網(wǎng)絡(luò )、遠程數據采集單元等三級物理結構（如下圖示）。

                       

    4.力控企業(yè)能源管理系統綜合解決方案

    力控科技為企業(yè)EMS管理系統提供了綜合解決方案，典型能源系統架構包括能源調度管理中心、通訊網(wǎng)絡(luò )、遠程數據采集單元等三級物理結構，其中信息采集與防護特點(diǎn)如下：

    能源“死角”信息采集：力控數據采集管理器可現場(chǎng)安裝，并且遵循低功耗設計原則，具備遠程管理功能，方便部署與升級。

    信息安全防護：力控可以充分保證企業(yè)生產(chǎn)信息的安全，不但能完成工業(yè)標準協(xié)議透傳，還能防止非法入侵等網(wǎng)絡(luò )攻擊。

    能源信息管理：力控能源管理系統可以充分、有效的管理能源信息，建立好合理的能源策略。

    力控能源SCADA綜合管理平臺軟件通過(guò)對耗能設備的特性進(jìn)行分析，加裝合適的改造設備,可以提高設備的性能，提高用電設備的效率，降低原料損耗。根據設備運行歷史記錄合理安排檢修，能夠有效的提高設備安全運行時(shí)間，降低維護成本。設置報警參數，設備運行不穩定及時(shí)報警，保障安全運行。對企業(yè)能源進(jìn)行集中監視、測量、控制和管理，實(shí)現能源實(shí)時(shí)及歷史數據存儲、查詢(xún)、分析、統計、分析功能，實(shí)現了能源管理的自動(dòng)化。充分利用真實(shí)數據，作為節能運轉分析的依據，避免了人為判斷的疏失，幫助企業(yè)強化能源消耗、能源核算管理，使企業(yè)管理更加科學(xué)化。

    4.1能源管理調度中心

    能源管理調度中心由實(shí)時(shí)數據庫服務(wù)器、歷史數據庫服務(wù)器、Web發(fā)布服務(wù)器、操作站及數字大屏顯示系統等組成。

    設計采用實(shí)時(shí)數據庫實(shí)現對現場(chǎng)能源數據和能源設備的采集和控制，并對采集的數據進(jìn)行計算、分析、統計。系統共配置2臺互為冗余的實(shí)時(shí)數據/數據采集服務(wù)器，實(shí)現對整個(gè)能源系統的數據采集和控制，并兼作應用服務(wù)器。

    實(shí)時(shí)數據庫采用基于Linux平臺的力控實(shí)時(shí)數據庫pSpace，pSpace是由北京三維力控科技有限公司開(kāi)發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權的大型實(shí)時(shí)數據庫軟件，已經(jīng)廣泛應用于多個(gè)大型能源調度系統。其可靠性、穩定性、數據壓縮比、響應速度等主要技術(shù)指標都與國際知名品牌產(chǎn)品相同或接近。

    SCADA/HMI軟件采用北京三維力控科技有限公司開(kāi)發(fā)的eForceCon SD 組態(tài)軟件，該產(chǎn)品與力控pSpace具有很好的兼容性，可實(shí)現無(wú)縫接入，其開(kāi)放性和穩定性也在長(cháng)期的應用中得到了證實(shí)。

    4.2能源理調度中心系統主要功能

    1）數據采集功能
     
                  

    通過(guò)力控能源SCADA綜合管理平臺軟件獲取企業(yè)各項能源數據，并可實(shí)現對企業(yè)運行數據實(shí)時(shí)監視、報警、分析、計算、統計等功能。

     2）監控功能
          
                  

    對各個(gè)子系統進(jìn)行監控和實(shí)時(shí)調整。實(shí)現能源生產(chǎn)潮流監視、系統故障報警與分析及系統優(yōu)化調度。作為能源生產(chǎn)調度指揮控制中心支撐系統，將負責日常的能源生產(chǎn)調度，保證主作業(yè)線(xiàn)正常有序的生產(chǎn)，并在突發(fā)事件期間實(shí)施能源應急調度策略，確保能源供應的安全穩定，達到節能增效。

    3）基礎能源管理功能
                
                  

    將采集的數據進(jìn)行歸納、分析和整理，結合生產(chǎn)計劃的數據，進(jìn)行基礎能源管理工作，包括能源實(shí)績(jì)分析管理、能源質(zhì)量管理、能源平衡管理、能源預測分析、能源系統運行支持管理（包括任務(wù)單管理和潮流分析）等。

    4）大屏幕監視功能
              
                

    在能源管理調度中心設置能源系統信息顯示大屏，實(shí)現遠程監視能源系統重點(diǎn)現場(chǎng)工況視頻信息，并綜合監視各個(gè)子系統能源管理數據信息和狀態(tài)信息。

    4.3能源管控中心管控內容

    能源管控中心控制系統是一個(gè)集過(guò)程監控、能源設施管理、能源調度平衡及分析優(yōu)化為一體的計算機系統。

   能源管理調度中心的主要管控內容如下：

    1）能源控制

    能源數據（包括統計數據和預測數據）被周期性地集中和報告，實(shí)際能源消耗與根據實(shí)際生產(chǎn)參數計算出的預期能耗進(jìn)行比較。提高能源數據測量和計算的可靠性，據此提供給企業(yè)領(lǐng)導或管理部門(mén)進(jìn)行計劃、觀(guān)測和控制的依據，為節能項目做出規劃。

    2）能源協(xié)調

    對于連續的生產(chǎn)系統，必須具備一個(gè)強大的能源管理調度中心來(lái)協(xié)調各單一能源介質(zhì)系統的動(dòng)態(tài)平衡，并在所有介質(zhì)之間進(jìn)行綜合動(dòng)態(tài)平衡。同時(shí)支持系統正常運行就必須有多樣而又靈活的調節技術(shù)手段，根據生產(chǎn)計劃和能源預測，協(xié)調能源供應和控制，即滿(mǎn)足生產(chǎn)過(guò)程的能量需求，又能合理避免負荷高峰。

    3）能源質(zhì)量

    通過(guò)一定的檢化驗手段，例如：質(zhì)量分析、質(zhì)量跟蹤、趨勢評估、越線(xiàn)警告等，對外供的各種能源介質(zhì)進(jìn)行質(zhì)量控制，平衡能源介質(zhì)品質(zhì)與產(chǎn)品成本的矛盾。

    4）能源實(shí)績(jì)

    各能源消耗數據通過(guò)服務(wù)器的處理后，以能源網(wǎng)絡(luò )圖的直觀(guān)形式，顯示能源量在各個(gè)工位的分布情況，并給出各種能源消耗的統計結果。

    5）能源指標

    根據系統統計的能源計量數據，結合產(chǎn)品的生產(chǎn)數據，計算出各生產(chǎn)能耗，在此基礎上給出能源控制指標，以便對能源績(jì)效進(jìn)行考核管理。

    6）能源預測

    能源管理調度中心實(shí)時(shí)接收能量流和特征生產(chǎn)數據，并將數據進(jìn)行處理，通過(guò)對比前一時(shí)刻的數據，并查詢(xún)數據庫中已有的歷史數據，對于各工序能源用戶(hù)，針對不同的生產(chǎn)和運行狀態(tài)，采用能源信息流模型或統計的方法，計算出能源預測結果，并給出能源消耗的發(fā)展趨勢。

    7）生產(chǎn)管理及設備分析

    通過(guò)系統模型及時(shí)調整能源設備的運行，并根據單臺設備運行數據積累設備運行規律曲線(xiàn)，一旦發(fā)現設備運行不正常及時(shí)發(fā)出報警信息，并在積累大量設備運行數據前提下，對設備的運行狀態(tài)及設備使用壽命等進(jìn)行分析，為設備的計劃檢修提供依據。

    5結語(yǔ)

    力控能源管理系統平臺通過(guò)合理的節能策略，配以能耗監控系統可以有效地降低企業(yè)公用設施的能耗。對公用設施數據進(jìn)行分析，建立能耗模型得出企業(yè)本身的能耗改進(jìn)空間；通過(guò)對各項數據的綜合監管，消除信息孤島和節能死角，從而幫助企業(yè)實(shí)現可持續發(fā)展。