動力自控與能源管理系統(tǒng)在韶關(guān)卷煙廠的應(yīng)用技術(shù)報告

摘要：本文詳細(xì)介紹了動力自控與能源管理系統(tǒng)在實(shí)際企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營中的相關(guān)問題。

關(guān)鍵詞：能源管理 動力自控 智能系統(tǒng)

1 項目概況

動力自控與能源管理系統(tǒng)是為我廠新建的動力中心的生產(chǎn)動力設(shè)備提供底層配套自動化控制系統(tǒng)、上位計算機(jī)集中監(jiān)控和能源管理系統(tǒng)、全廠能源計量和統(tǒng)計等功能的完整系統(tǒng)集成。現(xiàn)有的鍋爐房、配電房能源使用數(shù)據(jù)采集、主廠房、CO2膨脹煙絲空調(diào)機(jī)組監(jiān)控集成在新建動力中心的上位計算機(jī)集中監(jiān)控和能源管理系統(tǒng)。

該系統(tǒng)2012年7月投入運(yùn)行，到目前為止設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常。項目的實(shí)施提升了我廠節(jié)能降耗、動力設(shè)備的控制和監(jiān)控，能源管理系統(tǒng)水平，達(dá)到了項目建設(shè)的預(yù)期效果。

2 引用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范

本項目嚴(yán)格遵照國家有關(guān)電氣、安全、保護(hù)接地、消防、防爆、防雷、防靜電、能源計量等強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)和國家規(guī)范、地方規(guī)程、法規(guī)進(jìn)行設(shè)計與實(shí)施，主要引用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、國家規(guī)范、行業(yè)規(guī)范包括24項。

3 設(shè)計原則

在項目的設(shè)計過程中，我廠與項目實(shí)施單位協(xié)商并約定遵行以下原則：①采用先進(jìn)、成熟、實(shí)用的建設(shè)煙草企業(yè)動力自控與能源管理監(jiān)控系統(tǒng)主流技術(shù)（尤其是集中控制、節(jié)約能源技術(shù)）；②將系統(tǒng)按功能、按層次進(jìn)行結(jié)構(gòu)化和模塊化處理；③各子系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)各自自動化控制的同時，各子系統(tǒng)間可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，且要求系統(tǒng)的“人機(jī)界面”做到友好、易于操作等；④系統(tǒng)軟件均要求遵循國際化標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議來進(jìn)行開發(fā)；⑤各子系統(tǒng)具有開放性，在數(shù)據(jù)接口上能提供多種與其他系統(tǒng)銜接的工具；⑥系統(tǒng)具有可靠性和容錯性，并提供安全、快速的故障恢復(fù)功能；⑦系統(tǒng)具有可擴(kuò)充性和靈活性，兼容未來技術(shù)的發(fā)展趨勢。

3.1 實(shí)用性 實(shí)現(xiàn)了對動力自控與能源管理系統(tǒng)中的各個動力子系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控、分析、優(yōu)化、故障監(jiān)測及在線排除外，還強(qiáng)化了我廠在能源管理方面的功能。

3.2 創(chuàng)新性 在硬件上，系統(tǒng)中使用了變頻、軟啟設(shè)備，大大節(jié)約了設(shè)備運(yùn)行的能耗。在軟件方面，使用了GE iFix軟件開發(fā)平臺以及Microsoft.Net平臺，使系統(tǒng)過程控制層的PLC S7數(shù)據(jù)采集到iFix系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，更好地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信、系統(tǒng)整合。

3.3 可擴(kuò)展性在系統(tǒng)的以太工業(yè)環(huán)網(wǎng)中，通過ProfiNet、Profibus DP/PA、Modbus、4-20ma及TCP等方式將各類現(xiàn)場設(shè)備接入西門子S7控制器，并預(yù)留擴(kuò)展功能，方便今后新設(shè)備的接入。

4 系統(tǒng)技術(shù)解析

4.1 系統(tǒng)架構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 我廠動力自控與能源管理系統(tǒng)由動力能源管理系統(tǒng)、動力集控系統(tǒng)、底層動力PLC自控系統(tǒng)（包括：空壓/真空系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、鍋爐系統(tǒng)、能源數(shù)采PLC系統(tǒng)）三大系統(tǒng)組成，是集監(jiān)、控管于一體的系統(tǒng)。

系統(tǒng)采用三層結(jié)構(gòu)：監(jiān)控管理（生產(chǎn)管理）層、過程控制層、現(xiàn)場設(shè)備層。

整個動力能源管控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分為管理以太網(wǎng)、工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線三層，分別用于連接監(jiān)控管理層、過程控制層和現(xiàn)場設(shè)備層設(shè)備。

4.2 系統(tǒng)控制模式 動力自控與能源管理各個子系統(tǒng)均能運(yùn)行在三種控制模式：全自動模式、遠(yuǎn)程控制模式、現(xiàn)場手動模式。系統(tǒng)采用分散控制、綜合監(jiān)控、集中管理的模式，對各個子系統(tǒng)的配套設(shè)備及設(shè)施實(shí)現(xiàn)自動控制及管理，使各子系統(tǒng)始終處于高效、節(jié)能、安全、可靠的運(yùn)行狀態(tài)中，各動力站房實(shí)現(xiàn)無人值守，節(jié)約人力資源。

4.3 節(jié)能策略 ①根據(jù)空壓站母管出口壓力實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)，及時變頻調(diào)節(jié)空壓機(jī)的運(yùn)行負(fù)載，保持壓縮空氣總管的壓力在恒定的范圍之內(nèi)，確保車間恒壓供氣的需要。②在壓縮空氣母管出口壓力滿足工藝技術(shù)參數(shù)要求的情況下，將三臺定頻空壓機(jī)設(shè)定為額定壓力加載運(yùn)行，通過一臺變頻機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)負(fù)荷，達(dá)到節(jié)能的目的。③通過空壓機(jī)的運(yùn)行時間，提示允許三臺定頻機(jī)開機(jī)順序。

系統(tǒng)使用了策略驅(qū)動設(shè)備運(yùn)行情況以后，在實(shí)現(xiàn)節(jié)能的同時，也充分利用了變頻設(shè)備的效率，同時減少了非變頻設(shè)備的滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)、啟停頻繁對設(shè)備使用上造成的不良影響。

5 項目運(yùn)行情況

在一年的運(yùn)行期間，系統(tǒng)很好地實(shí)現(xiàn)了對各個子系統(tǒng)的設(shè)備參數(shù)集中監(jiān)視和單機(jī)集中控制，同時通過過程控制層工業(yè)以太網(wǎng)及監(jiān)控管理層管理以太網(wǎng)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場自控設(shè)備、PLC、操作站、工程師站、服務(wù)器之間數(shù)據(jù)通訊。在動力中心中控室，車間操作工及技術(shù)人員集中監(jiān)控全廠動力設(shè)備，全面及時了解整個動力生產(chǎn)的運(yùn)行狀態(tài)。

系統(tǒng)對動力設(shè)備的集成控制直接根據(jù)實(shí)際情況確定設(shè)備運(yùn)行模式，通過能源管理系統(tǒng)對各動力系統(tǒng)進(jìn)行集中的監(jiān)控、管理，實(shí)現(xiàn)了計量和能源數(shù)據(jù)采集工作的自動化，更經(jīng)濟(jì)合理地供應(yīng)我廠能源動力，使我廠動力設(shè)備的能耗下降了30%，對全廠節(jié)能降耗工作起到了極大的作用。

6 項目總結(jié)與展望

該項目在實(shí)現(xiàn)設(shè)備節(jié)能的同時，還完善了廠內(nèi)的能源管理體系，實(shí)現(xiàn)了能源信息分類進(jìn)行編制報表以及分析的自動化處理，實(shí)現(xiàn)了能源管理由事后管理向事前管理、由經(jīng)驗化管理向科學(xué)定量化管理、由粗放管理向精益化管理的轉(zhuǎn)變。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅江海，梁海東.企業(yè)節(jié)能減排的“免費(fèi)午餐”——合同能源管理[J].價值工程，2009（1）.

[2]蘇維崗.卷煙廠車間空調(diào)與控制系統(tǒng)的總體構(gòu)建分析[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2010（6）.

[3]楊貴桂.高效能源管理系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[D].武漢科技大學(xué)，2010.