自動化設備技術在鋼鐵企業能源管理系統方面的應用分析

劉寶華

（江陰興澄特種鋼鐵有限公司，江蘇江陰214400）

自動化設備技術在鋼鐵企業能源管理系統方面的應用分析

劉寶華

（江陰興澄特種鋼鐵有限公司，江蘇江陰214400）

在鋼鐵企業能源管理中，需要充分應用自動化設備進行操作，才能夠使管理效率得以提升。針對自動化設備在鋼鐵企業能源管理系統中的應用進行分析，首先對能源管控的發展以及存在的問題進行闡述，隨后分析了自動化設備應用的必要性，并闡述能源智能管理系統中應用自動化設備的方式方法，以及各個系統設備的功能，以使其能夠在企業能源管理系統中發揮其應有的作用，為以后的鋼鐵企業能源管理作出一定的借鑒以及參考。

自動化設備；鋼鐵企業；能源管理系統；應用分析

根據我國近十年來在鋼鐵行業上的發展，從而得到的相關數據顯示鋼鐵行業的發展有著很大的提升。在進行多元化的發展時，需多向國外的鋼鐵企業進行學習，將國外的先進管理方法和理念融合到我國鋼鐵企業中，同時引進較為先進的自動化設備，以使能源的利用率和生態環境得到保障［1］。

1　鋼鐵企業能源管理的發展以及存在的問題

隨著經濟的迅速發展，我國的鋼鐵冶金企業也隨之有了迅猛的發展，首先，市場環境趨于開放性發展成就了鋼鐵企業的快速發展，并使得鋼鐵行業中的鋼產量的增長速度維持在每年百分之二十五。因快速的發展，在冶金方面能源的消耗也是一項比較重要的問題，而我國在此方面的能源消耗中占比較大，導致環境受到一定影響。在冶金過程中排放出的有害氣體會導致生態環境的惡化，容易導致自然災害的發生，這與我國提出的可持續發展戰略相違背，不利于我國社會的進步和發展。反觀一些比較發達的國家，在鋼鐵行業產生的有害氣體排放上就有著很好的解決措施，這樣既降低了對生態環境的影響，同時也提高了能源方面的利用［2］。隨著鋼鐵行業的發展，我國的鋼鐵行業已出現了飽和情況，使得鋼鐵企業在競爭中表現不出很好的優勢，產量有所下降，所以鋼鐵行業的發展需進行多元化的發展，使上述問題能到得到改善。基于此種背景，就應該積極引進自動化設備以及先進工序，相比于其他國家而言，我國在此方面的發展也較為快速。但是站在保護資源以及自然環境的角度，我國的冶金企業與國際標準還相差甚遠。

雖然現階段的鋼鐵企業能源管理中都開始應用較為先進的網絡以及數據服務，使集中監視以及控制工作得以完善，但是仍存在一些問題亟待解決，例如在監控上有效的實施了管控一體化思想，但是管理上卻存在一定欠缺，沒有嚴格按照流程化以及標準化做好管理，企業間沒有制定較為完善的標準管理流程，將能源信息以及生產信息分開進行管控，導致信息失去了一定的連續性。

2　對能源管控的必要性分析

在鋼鐵行業中，能源是企業生產的重要組成部分，其直接影響著企業的生存和發展，所以就要求在能源管理上應用較為先進的手段。通過對國外企業的觀察發現，能源管控中心的建立是解決能源問題的一項關鍵手段，其在進行管理中具有較高的先進性、安全性和可靠性，不僅提高了企業在進行管理中的運行效率，同時也在節省能源、成本的控制以及生態環境的改善方面都有著很大的提升。在能源管控中心中最為核心的系統就是能源智能管理系統，其主要就是將自動化以及信息化技術作為基礎內容，以在日常能源管控中應用好能源調度技術以及能源管理技術。

3　在能源智能管理系統中自動化設備技術的應用

鋼鐵企業設備大型化、自動化和信息化技術的應用，提升了鋼鐵工業的整體水平；資源、能源利用和環境保護、清潔生產已在國際上得到相當的重視。自動化控制技術、檢測技術、電氣傳動技術和計算機技術是構成鋼鐵企業等大型流程工業裝備自動化的共性技術平臺。比如固定污染源煙氣排放連續在線監測、鋼廠環境連續監測系統等。其中，網絡系統、GPS系統、中央服務器以及大屏幕顯示系統、采集子站是能源智能管理系統中的主要結構。在此系統中，可以充分利用工業以太網以及中央標準以太網兩層結構，主干網絡速度能夠超過100 M［3］。

對于中央以太網來說，其主要作用就是對各類服務器進行連接，例如數據采集、應用、數據庫、GPS、數據備份以及報警趨勢等服務器，加上磁盤陣列、工程師站、系統操作站。以上所有設備全部利用UTP電纜與中央以太網進行直接連接，圖1為中央網絡結構圖，下面分布針對各個設備做出分析。

圖1　中央網絡結構圖

數據采集子站設備的主要功能是，與現場實際情況相結合，將現場數據采集子站以及遠程I/O站進行建立健全。使其能夠分別與不同的交換機相連接，在數據采集工作上，還需要連接于現場PLC設備接口以做好通訊工作。而數據采集子站的作用主要就是采集、計算、連鎖以及控制數據。在此環節中，應該做好工業交換機的應用，并在配置系統中，使各個端口的線速大于100 Mbit/s。

數據采集服務器的主要功能為：將數據采集服務器連接于現場以太網，在數據采集后還需要做好其他單元的通訊工作，將趨勢、報警以及短時歸檔數據傳送到數據庫的功能進行完善，對操作記錄以及信息記錄做好保存工作。在服務器的使用上，還需要準備一個進行備用，在服務器的選擇上最后選用4核CPU，4 G內存，以及250 G的硬盤存儲，雙電源、具有熱插拔功能，且具有PCI以及PCI-X擴展槽。

應用服務器的主要功能為：將運行管理類的應用軟件安裝在應用服務器上，且需保證所安裝的軟件具有管理和預測能源、查詢數據、報表以及打印的功能，并能夠實現數據交換ERP。在實際應用中，可以選擇一臺服務器將其作為網頁服務器，借助瀏覽網頁的方式可以實現查詢數據、報表并做好打印。需保證選擇的服務器硬盤以及電源具備熱插拔功能，在選購時，做好選用四串口卡。

實施歷史數據庫服務器的主要功能為：將Windows操作系統以及IH、EDNA實施歷史數據庫安裝在數據庫服務器上，借助實時歷史數據庫將長時歸檔數據進行存儲。此種服務器能夠實現長時歸檔、壓縮以及備份數據、冗余等功能。其運行原理就是借助采集服務器內部的數據，并對其進行運算以及整理，而后向數據服務器進行輸送。

對于操作站來說，其工作的位置主要是在能源管控中心調度室中，不需要人員到現場進行操作，借助操作界面，就能夠監控相關的能源數據以及設備運行情況，并能夠完成畫面的監視工作、顯示設備的運行狀態以及信息數據、設定各項參數、語音報警的功能，同時，也可以實現查詢數據、報表、打印的功能。在對操作站進行選擇時，需要選用商用PC機，且需保證其兼容性較好。

對于時間同步系統來說，為了使其的時間一致性以及精度得到保障，就應該將GPS接收裝置進行安裝。GPS服務器能夠對GPS時間同步信號進行接收，且對各個計算機、PLC時鐘具有定時以及校正的功能，系統內的各個設備時鐘精度的分辨率可以達到毫秒級。與此同時，還需將GPS裝置安裝在供配電系統以及自動化系統中，從而使高壓系統的事件分辨率得到保障。

對于遠程監控設備以及能源計量設備而言，電動以及氣動調節閥、監控攝像儀、電氣綜合保護裝置是遠程控制設備的主要構成部分。而電磁以及巴類、超聲波流量計，壓力、差壓變送器，電壓互感器、熱電阻、電能表是能源量計量設備的主要構成部分。

對于WEB服務器來說，其主要在B/S框架服務器上應用較多，而備份服務器系統能夠使能源中心EMS系統安全、可靠性得到保障，從而將系統的數據保護工作實時完成。

以上各個設備就是能源管理系統的核心內容，其主要就是在現場控制系統中借助數據采集子站將使用的數據點進行采集，根據系統不同，就需要采用不同的接口方式，以使數據庫類型能夠形成于數據采集子站中。每一個分散的采集子站在相互連接時，能夠構成環形的網絡體系，在環網內部能夠實時共享各項數據，而后在環網內借助采集服務器的作用，分析處理采集數據庫中所有數據，在處理完畢后，需要將處理結果向監控管理電腦中傳輸。操作人員能夠應充分利用數據采集以及數據庫服務器等系統，有效發揮電腦的功能，以便對全廠能源量情況做好實時掌控，借助能源管理效率的提升，從而更好地管理企業的能源。

4　結語

綜合上述分析，經濟的快速發展，必須將保護人類賴以生存的生態環境作為基本條件，今后能源的利用率也會隨之提升，這就對冶金企業提出了較高的要求。在重視節能減排管理的同時，還應該引進先進的能源管理理念并應用，使自身的工藝能夠最大化的完善，做好廢物回收利用工作，形成綠色生產鏈，也就是“資源-產品-廢棄物-再生資源”循環的模式。與此同時，還應該將節能減排技術進行創新，使鋼鐵冶金行業的發展能夠更加健康、環保，達到可持續發展的目的。

［1］馬廣宇.自動化設備在鋼鐵企業能源管理方面的應用［J］.價值工程，2014，33（25）：240-241.

［2］羅先喜，苑明哲，徐化巖，等.面向鋼鐵企業的先進能源管理系統研究新進展［J］.信息與控制，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文獻標識碼：1009-9492（2015）12-0123-03

10.3969/j.issn.1009-9492.2015.12.035

劉寶華，男，1964年生，江蘇興化人，大學專科，工程師/高級技師。研究領域：電氣自動化。

（編輯：向飛）

2015-06-27