基于力控软件的钢铁企业能源计量数据采集系统的设计与实现

蓝崇峰

摘要：企业竞争日益激烈，在碳中和的背景下，企业的能源成本核算也愈发重要，对能源的计量与数据有效采集也越来越被各个制造业企业所重视。应用力控组态软件和驿唐无线DTU通讯设备，建立实时的能源计量监测系统，实现了对钢铁企业的各种能耗监测，并且提供了功能强大的历史数据查询，历史趋势查看，能源报表生成等功能，为钢铁企业的能源管理提供了坚实的数据支撑。

关键词：能源计量;力控;数据采集;组态软件

钢铁企业竞争日益剧烈，在碳达峰、碳中和的大背景下，如何降低能耗成本，提高钢铁产品的竞争力，成为了所有钢铁企业所面对的一道必答题，而水电风气等能源是钢铁企业生产成本的重中之重，因此对其有效监控与高效利用越来越被企业所重视。

1.背景

广西钢铁集团有限公司是一座新建成投产不足3年的新厂，其一二级能源计量现场仪表基本已安装完成，但是由于计量仪表安装的点位较为分散，人工现场抄数查数比较费时费力。且大部分计量仪表都附带有MODBUS通讯协议，因此，为了使生产过程中的能耗能被实时掌握，管理者能够制定能耗计划，下达考核指标，使成产成本能够得到有效控制，避免形成“信息孤岛”，必须实现能源管理的信息化。

2.系统设计

所有能源计量点数据通过组态软件统一实现数据采集，根据计量点数据量或按区域配备一定数量的数采站，并通过标准OPC协议将数采站数据转发至能源管理中心，从而实现数据实时监控，远程操作控制和设备运行状态监视，系统应实现能源计量数据监控、分析、报警、报表功能、点检记录、维修记录、设备台账等功能。

2.能源综合监控系统

（1）基于高性能、高可靠性的实时数据库和SCADA软件平台，建立“高度集成”的能源综合监控系统。所建立的能源综合监控系统覆盖与节能减排息息相关的各种信息，包括，各动力介质系统信息（煤气系统、电力系统、蒸汽系统、水系统、氧氮氩系统、压缩空气系统等）、重点耗能设备和耗电设备信息、与能源系统相关的关键生产信息等。基于SCADA系统平台集中监控一二级能源数据，在系统实现上述数据的综合集成、监视和管理。

同时，能源综合监控系统在对能源介质的采购、生产、输送、储存和消耗各相关环节的实时数据采集和分析处理的基础上，集成各能源介质系统和耗能设备实时监视、历史数据归档、事件记录和查询、报警与应急联动等功能。

（2）需要监视的能源系统包括煤气、电力、水、蒸汽、氧氮氩、压缩空气、固体燃料等系统。

3.具体实现方案

（1）公司公辅系统能源计量数据，各能源采集站、仪表房网络为单独规划的环网，不占用公司主干网络资源，可采用光纤、GPRS无线通讯、定向无线WIFI等方式联网，在主干网交换机单独划分独立虚拟网络连接能源采集网络，实现对不同介质的一二级能源计量数据采集;

（2）对于接入各分厂PLC/DCS控制系统的能源计量数据，可直接通过自控系统的DDE、OPC、Modbus TCP等对外接口，由数据采集服务器集中后接入能源管理中心主干网，再转发到实时数据库服务器上，从而实现数据的采集;

（3）对于分散的一二级非电计量仪表，可根据现场实际情况经过数据转换模块和多串口服务器汇集，一并接入数据采集服务器中，再接入能源管理中心主干网，转发到实时数据库服务器上，从而实现数据的采集;

（4）对于接入SCADA系统中的计量数据，可直接通过组态软件系统对外OPC接口，接入能源管理中心主干网，由实时数据库服务器直接实现数据的采集。

4.基于力控组态软件的能源数据采集系统

数据采集系统主要由现场仪表，光缆，光纤收发器，交换机，服务器，力控组态软件等组成，其主要功能是把现场能源计量仪表的数据准确无误地采集至服务器中，并将它们发布展示出来，传输方式结合现场实际，采用TCP或RS485/RS232等方式，采用无线+有线结合的方式进行数据采集。

5.结语

基于力控组态软件的能源点数据采集和处理系统，将会随着组态软件的不断升级，其功能越来越强大。灵活地利用组态软件的各个功能及其特点，能够开发出更多实用且有效的能源采集功能，为钢铁企业降低能耗成本，提高能耗监测水平贡献一份力量。

参考文献：

[1]梁伟文，宾鸿赞，田文超.基于组态软件的能源计量点数据采集与处理系统研究[J].华中农业大学学报，2001，20（5）：497～500.

[2]高宏岩，王兆芊，王闻阳.基于力控软件的过程控制虚拟实验系统[J].实验室研究与探索，2017，36（3）：90～93.

[3]朱权洁，欧阳冶华，刘海雄，龚剑.钢铁企业能源计量实时监测管理系统的设计与实现[J].冶金自動化，2010，S1：164～168.