旋思科技企業能源管理系統解決方案

                            發布時間:2014-12-11 來源:旋思科技

                            概述
                              如今制造業競爭越來越激烈,如何在實現生產目標的同時將運作成本降到最低,已經成為挑戰性的任務。在自動化技術、通訊技術、信息技術基礎上建立的能源管理系統,以客觀數據為依據,是冶金、化工、熱力、電廠等能源消耗企業,實施節能降耗最根本的辦法。
                              能源管理系統(Energy management system,簡稱EMS)是企業信息化系統的一個重要組成部分,在能源數據進行采集、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、能源預測等方面發揮著重要的作用。
                              在企業信息化系統的架構中,把能源管理系統與MES制造執行系統融為一體,作為大型企業自動化和信息化的重要組成部分。企業信息化體系結構如下圖所示:

                             


                              EMS系統基于PCS系統,將采集的數據進行歸納、分析和整理,結合生產計劃和檢修計劃的數據,實現能源實績分析管理、能源計劃管理、運行支持管理、能源質量管理、能源平衡管理、在線預測分析等功能。
                            EMS系統
                              能源管理系統是以幫助工業生產企業在擴大生產的同時,合理計劃和利用能源,降低單位產品能源消耗,提高經濟效益,降低CO2排放量為目的信息化管控系統。以冶金行業為例,在鋼廠中EMS系統需要監控管理的能源介質主要有:電力、焦爐煤氣、高爐煤氣、轉爐煤氣、混合煤氣、壓縮空氣、氧氣、氮氣、氬氣、蒸汽、生產水、生活水等。
                              系統以大量的實時數據作為基礎,融合各類總線通訊、數據庫、SCADA等技術,用于監視、分析和控制能源的使用。能源監控中心實現對電、蒸汽、壓縮空氣、風、燃氣和水等有關能源介質的檢測及控制,進而完成能源的優化調度和管理,將能耗信息集成,提供有效的分析手段,指導能源的合理配置和利用,實現安全、優良供能、提高工作效率、降低能耗。
                              為實現上述目標需要逐步完成下述系統搭建:
                              第一、工藝SCADA系統
                              在冶金企業中存在多種工藝生產系統,分布范圍較為分散,各個工藝車間所涉及到的設備眾多,工藝流程各異。針對不同的工藝車間需搭建相應的工藝流程SCADA系統,匯總各工藝車間中的PLC、儀表等智能設備采集的實時數據及設備狀態,通過HMI系統對工藝畫面進行實時監控。
                              第二、企業級監控系統
                              企業需將各自分廠區內的工藝SCADA系統數據進行匯總,搭建企業級別的實時數據中心,應用先進的通訊技術,解決不同系統的互聯互通問題,使孤立的各個工藝SCADA系統連成一體,為能源管理系統提供數據支撐。
                              第三、能源監控系統
                              數字化的能源監控系統是以上述基礎系統之上,實現對能源數據的采集、存儲、管理、分析,可對企業各層面進行分散控制集中管理。調度人員能夠在能源控制中心只需屏幕上點擊一個按鈕,即可對系統進行直接控制和調整,從而提高工作效率,尤其在工藝系統故障時的處理指揮和即時系統調整方面,體現出了極大的優越性。
                              同時EMS系統需實現與ERP系統的無縫集成,向ERP系統提供完整的能源系統分析數據和分析結果,ERP也將按能源管理和預測分析的需要,向能源管理系統提供公司的生產計劃、檢修計劃和相關的生產實績信息。
                            需求分析
                              該企業目前各工藝SCADA系統已搭建完畢,具體分布如下:
                              1)鐵廠
                              鐵廠共有3座高爐,分別是1#高爐、2#高爐、3#高爐,共有2套WinCC系統和1套iFix系統,通過以太網方式組網。
                              2)煉鋼廠
                              煉鋼共有4個轉爐、4個連鑄,共有7套WinCC系統和1套組態王系統,通過以太網方式組網。
                              3)軋鋼廠
                              軋鋼廠分為中板車間和帶鋼車間,均采用WinCC系統,通過以太網方式組網。
                              4)燒結廠
                              燒結共有兩個燒結機和一個豎爐,包含1套Intouch系統和WinCC系統,通過以太網方式組網。
                              5)制氧廠
                              制氧廠共有3套制氧機,分別是1#制氧機、2#制氧機和3#制氧機,采用霍尼韋爾的PKS系統,通過以太網方式組網。
                              需在此基礎上搭建企業數據中心及能源監控系統,將所有生產數據匯總至中心監控平臺,并實現對企業能耗數據進行實時監控,為工藝優化,能耗分析提供真實可靠的數據支撐。
                            系統架構及功能
                              根據現場實際情況,由于所涉及到多套SCADA系統,需解決多套系統多種通訊形式的大范圍接入帶來的不兼容問題,為了使通訊方式更加統一標準,選用SymLink工業智能網關作為系統接口機,將不同子系統的各種數據一并接入,轉發為標準統一的數據格式,上傳至數據中心。系統架構如下圖所示:

                             


                              系統具備如下功能:
                              ●數據接入功能
                              將鐵廠、煉鋼廠、軋鋼廠、燒結廠、制氧廠等分廠的能源數據通過有線或無線方式采集進入中心系統,供數據監視、報警、數據分析、數據計算、數據統計等用。
                              ●系統監控功能 
                              通過能源管理中心顯示界面,監控用水量、用電量、用氣量、溫度、流量、壓力等數據,實現系統故障報警和分析。作為能源的生產指揮控制中心,將負責日常的能源生產調度,保證主作業線正常有序的生產,并在突發事件期間實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。
                              ●能耗分析功能 
                              將能耗數據進行歸納、分析和整理,結合生產計劃的數據,進行能源管理工作,包括能源實績分析管理、能源質量管理、能源 成本費用管理、能源平衡管理、能源預測分析等。形成能源管理報表。
                            應用總結
                              EMS系統提供了對企業能源的供應、存儲、消耗全過程的實時監測跟蹤功能,利用能耗分析模型對企業用能管理提供業務支撐,以滿足企業實時掌握能源狀況、加強管理節能的需求。



                             

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