自动化设备技术在钢铁企业能源管理系统方面的应用分析

刘宝华

（江阴兴澄特种钢铁有限公司，江苏江阴214400）

自动化设备技术在钢铁企业能源管理系统方面的应用分析

刘宝华

（江阴兴澄特种钢铁有限公司，江苏江阴214400）

在钢铁企业能源管理中，需要充分应用自动化设备进行操作，才能够使管理效率得以提升。针对自动化设备在钢铁企业能源管理系统中的应用进行分析，首先对能源管控的发展以及存在的问题进行阐述，随后分析了自动化设备应用的必要性，并阐述能源智能管理系统中应用自动化设备的方式方法，以及各个系统设备的功能，以使其能够在企业能源管理系统中发挥其应有的作用，为以后的钢铁企业能源管理作出一定的借鉴以及参考。

自动化设备；钢铁企业；能源管理系统；应用分析

根据我国近十年来在钢铁行业上的发展，从而得到的相关数据显示钢铁行业的发展有着很大的提升。在进行多元化的发展时，需多向国外的钢铁企业进行学习，将国外的先进管理方法和理念融合到我国钢铁企业中，同时引进较为先进的自动化设备，以使能源的利用率和生态环境得到保障［1］。

1　钢铁企业能源管理的发展以及存在的问题

随着经济的迅速发展，我国的钢铁冶金企业也随之有了迅猛的发展，首先，市场环境趋于开放性发展成就了钢铁企业的快速发展，并使得钢铁行业中的钢产量的增长速度维持在每年百分之二十五。因快速的发展，在冶金方面能源的消耗也是一项比较重要的问题，而我国在此方面的能源消耗中占比较大，导致环境受到一定影响。在冶金过程中排放出的有害气体会导致生态环境的恶化，容易导致自然灾害的发生，这与我国提出的可持续发展战略相违背，不利于我国社会的进步和发展。反观一些比较发达的国家，在钢铁行业产生的有害气体排放上就有着很好的解决措施，这样既降低了对生态环境的影响，同时也提高了能源方面的利用［2］。随着钢铁行业的发展，我国的钢铁行业已出现了饱和情况，使得钢铁企业在竞争中表现不出很好的优势，产量有所下降，所以钢铁行业的发展需进行多元化的发展，使上述问题能到得到改善。基于此种背景，就应该积极引进自动化设备以及先进工序，相比于其他国家而言，我国在此方面的发展也较为快速。但是站在保护资源以及自然环境的角度，我国的冶金企业与国际标准还相差甚远。

虽然现阶段的钢铁企业能源管理中都开始应用较为先进的网络以及数据服务，使集中监视以及控制工作得以完善，但是仍存在一些问题亟待解决，例如在监控上有效的实施了管控一体化思想，但是管理上却存在一定欠缺，没有严格按照流程化以及标准化做好管理，企业间没有制定较为完善的标准管理流程，将能源信息以及生产信息分开进行管控，导致信息失去了一定的连续性。

2　对能源管控的必要性分析

在钢铁行业中，能源是企业生产的重要组成部分，其直接影响着企业的生存和发展，所以就要求在能源管理上应用较为先进的手段。通过对国外企业的观察发现，能源管控中心的建立是解决能源问题的一项关键手段，其在进行管理中具有较高的先进性、安全性和可靠性，不仅提高了企业在进行管理中的运行效率，同时也在节省能源、成本的控制以及生态环境的改善方面都有着很大的提升。在能源管控中心中最为核心的系统就是能源智能管理系统，其主要就是将自动化以及信息化技术作为基础内容，以在日常能源管控中应用好能源调度技术以及能源管理技术。

3　在能源智能管理系统中自动化设备技术的应用

钢铁企业设备大型化、自动化和信息化技术的应用，提升了钢铁工业的整体水平；资源、能源利用和环境保护、清洁生产已在国际上得到相当的重视。自动化控制技术、检测技术、电气传动技术和计算机技术是构成钢铁企业等大型流程工业装备自动化的共性技术平台。比如固定污染源烟气排放连续在线监测、钢厂环境连续监测系统等。其中，网络系统、GPS系统、中央服务器以及大屏幕显示系统、采集子站是能源智能管理系统中的主要结构。在此系统中，可以充分利用工业以太网以及中央标准以太网两层结构，主干网络速度能够超过100 M［3］。

对于中央以太网来说，其主要作用就是对各类服务器进行连接，例如数据采集、应用、数据库、GPS、数据备份以及报警趋势等服务器，加上磁盘阵列、工程师站、系统操作站。以上所有设备全部利用UTP电缆与中央以太网进行直接连接，图1为中央网络结构图，下面分布针对各个设备做出分析。

图1　中央网络结构图

数据采集子站设备的主要功能是，与现场实际情况相结合，将现场数据采集子站以及远程I/O站进行建立健全。使其能够分别与不同的交换机相连接，在数据采集工作上，还需要连接于现场PLC设备接口以做好通讯工作。而数据采集子站的作用主要就是采集、计算、连锁以及控制数据。在此环节中，应该做好工业交换机的应用，并在配置系统中，使各个端口的线速大于100 Mbit/s。

数据采集服务器的主要功能为：将数据采集服务器连接于现场以太网，在数据采集后还需要做好其他单元的通讯工作，将趋势、报警以及短时归档数据传送到数据库的功能进行完善，对操作记录以及信息记录做好保存工作。在服务器的使用上，还需要准备一个进行备用，在服务器的选择上最后选用4核CPU，4 G内存，以及250 G的硬盘存储，双电源、具有热插拔功能，且具有PCI以及PCI-X扩展槽。

应用服务器的主要功能为：将运行管理类的应用软件安装在应用服务器上，且需保证所安装的软件具有管理和预测能源、查询数据、报表以及打印的功能，并能够实现数据交换ERP。在实际应用中，可以选择一台服务器将其作为网页服务器，借助浏览网页的方式可以实现查询数据、报表并做好打印。需保证选择的服务器硬盘以及电源具备热插拔功能，在选购时，做好选用四串口卡。

实施历史数据库服务器的主要功能为：将Windows操作系统以及IH、EDNA实施历史数据库安装在数据库服务器上，借助实时历史数据库将长时归档数据进行存储。此种服务器能够实现长时归档、压缩以及备份数据、冗余等功能。其运行原理就是借助采集服务器内部的数据，并对其进行运算以及整理，而后向数据服务器进行输送。

对于操作站来说，其工作的位置主要是在能源管控中心调度室中，不需要人员到现场进行操作，借助操作界面，就能够监控相关的能源数据以及设备运行情况，并能够完成画面的监视工作、显示设备的运行状态以及信息数据、设定各项参数、语音报警的功能，同时，也可以实现查询数据、报表、打印的功能。在对操作站进行选择时，需要选用商用PC机，且需保证其兼容性较好。

对于时间同步系统来说，为了使其的时间一致性以及精度得到保障，就应该将GPS接收装置进行安装。GPS服务器能够对GPS时间同步信号进行接收，且对各个计算机、PLC时钟具有定时以及校正的功能，系统内的各个设备时钟精度的分辨率可以达到毫秒级。与此同时，还需将GPS装置安装在供配电系统以及自动化系统中，从而使高压系统的事件分辨率得到保障。

对于远程监控设备以及能源计量设备而言，电动以及气动调节阀、监控摄像仪、电气综合保护装置是远程控制设备的主要构成部分。而电磁以及巴类、超声波流量计，压力、差压变送器，电压互感器、热电阻、电能表是能源量计量设备的主要构成部分。

对于WEB服务器来说，其主要在B/S框架服务器上应用较多，而备份服务器系统能够使能源中心EMS系统安全、可靠性得到保障，从而将系统的数据保护工作实时完成。

以上各个设备就是能源管理系统的核心内容，其主要就是在现场控制系统中借助数据采集子站将使用的数据点进行采集，根据系统不同，就需要采用不同的接口方式，以使数据库类型能够形成于数据采集子站中。每一个分散的采集子站在相互连接时，能够构成环形的网络体系，在环网内部能够实时共享各项数据，而后在环网内借助采集服务器的作用，分析处理采集数据库中所有数据，在处理完毕后，需要将处理结果向监控管理电脑中传输。操作人员能够应充分利用数据采集以及数据库服务器等系统，有效发挥电脑的功能，以便对全厂能源量情况做好实时掌控，借助能源管理效率的提升，从而更好地管理企业的能源。

4　结语

综合上述分析，经济的快速发展，必须将保护人类赖以生存的生态环境作为基本条件，今后能源的利用率也会随之提升，这就对冶金企业提出了较高的要求。在重视节能减排管理的同时，还应该引进先进的能源管理理念并应用，使自身的工艺能够最大化的完善，做好废物回收利用工作，形成绿色生产链，也就是“资源-产品-废弃物-再生资源”循环的模式。与此同时，还应该将节能减排技术进行创新，使钢铁冶金行业的发展能够更加健康、环保，达到可持续发展的目的。

［1］马广宇.自动化设备在钢铁企业能源管理方面的应用［J］.价值工程，2014，33（25）：240-241.

［2］罗先喜，苑明哲，徐化岩，等.面向钢铁企业的先进能源管理系统研究新进展［J］.信息与控制，2011，40（6）：819-828.

Application Analysis of Automation Equipment Technology in the Iron and Steel Enterprises Energy Management System

LIU Bao-hua
（Jiangyin Special Steel Co.，Ltd.，Jiangyin214400，China）

In the energy management of iron and steel enterprise，it is needed to make full use of automation equipment for operation，which can improve the management efficiency.This paper analyzed the automation equipment application on iron and steel enterprise energy management system.First，expounded the development of the energy control and existing problems，then analyzed the necessity of the automation equipment application，and summarized the energy application in intelligent management system for the means of automation equipment，and functions of each system，so that it can play its proper role in the enterprise energy management system，and to make a certain reference and reference for the following steel enterprise energy management.

automation equipment；iron and steel enterprise；energy management system；application analysis

TF087

A文献标识码：1009-9492（2015）12-0123-03

10.3969/j.issn.1009-9492.2015.12.035

刘宝华，男，1964年生，江苏兴化人，大学专科，工程师/高级技师。研究领域：电气自动化。

（编辑：向飞）

2015-06-27