造紙法再造煙葉生產線蒸汽系統三級計量改造

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正文：

一、再造煙葉生產線蒸汽系統現狀

根據公司現有能源計量配置情況，再造煙葉生產線蒸汽僅能以生產工房作為一個用能單位，對生產線整體能耗數據進行統計、分析，無法準確計量各班組、各工段的用能數據，不利于生產用能情況分析和各班次用能情況的對比。

為解決以上問題，按照公司降低“三耗”、提升“三率”、達到“三效”的工作思路，為提高公司能耗統計的精準性，通過分析找準生產線能耗重點環節和用能規律，就必須通過安裝合適的能源計量器具，并采用自動化數據采集的方式，實施蒸汽系統的三級能源計量改造，逐步建立并完善公司的蒸汽用能三級能源計量管理體系。

由于再造煙葉生產屬于流水線作業，單臺設備的能源耗用情況與前后相關設備的運行情況關聯度較大，因此需要采用分工段分時段的方式實現生產線蒸汽系統三級計量，進而有針對性的進行操作流程優化或設備設施改造，逐步建立再造煙葉生產線和各工段能源消耗定額，進而實現科學控制、合理降低再造煙葉生產線能耗的目的。

根據類似企業三級計量實施情況，并根據對計量設備和數據采集市場調研情況，目前以蒸汽作為介質的計量設備，以及相關的數據采集和集成技術已經非常成熟，且再造煙葉生產線綜合管理信息平臺已經試運行，能源數據采集后可以便捷的接入綜合管理平臺進行統計、分析，為再造煙葉生產線能源管理提供依據。

二、再造煙葉生產線蒸汽系統三級計量改造方案

根據以上分析，設備動力處組織生產管理部門對再造煙葉生產線蒸汽、自來水和壓縮空氣等未實現三級計量的能源使用情況進行摸排，初步確立各類能源的主要用能點，具體能源計量點分布情況如下：

1、再造煙葉生產線蒸汽系統計量點位設置

蒸汽從鍋爐房分汽缸分別送至再造煙葉、污水處理站預酸化調節池。其中至再造煙葉生產工房已安裝二級表計，至污水處理站的蒸汽管線由于僅在冬季停產期間間歇性少量用于預酸化調節池加溫，對公司蒸汽消耗影響較小，不設置單獨計量。由于再造煙葉生產線為流水線，蒸汽主要通過管道分工段供應，計劃通過增加17個蒸汽流量計，實現分工段的三級計量。

2、再造煙葉生產線蒸汽計量設備數據采集

根據再造煙葉生產工房內計量點分布情況，共有15個計量點位于生產工房一層，2個計量點位于生產工房二層，現在生產工房二樓設計數據收集主站1個，在生產工房東部區域、中間區域、西部區域各設置數據采集子站1個。計量設備在使用時，由數據收集主站或數據收集子站進行統一供電。

計量設備的數據收集采用PLC控制系統，來實現蒸汽、壓縮空氣、自來水等計量設備信號的采集和累積量計算、數據處理、遠程調校儀表等功能。具體設置方法為：1）在數采主站內設置一臺帶有Profibus-DP/PA或Modbus接口的PLC控制系統，按儀表需要配置相應的儀表總線網關和耦合器用于對計量儀表的數據采集，并將計量儀表采集站接入能管中心交換機；2）計量采集站安裝箱體選用不小于600×600×250的掛墻箱體安裝（顏色RAL7035），箱體內配有電源開關、24V穩壓電源、散熱風扇等所需設備。

對于計量設備的數據收集站設置，需滿足以下要求：

1）具備能源計量設備的實時檢測值及計量設備的工藝設置參數（視計量設備具體功能確定）等數據的遠程采集功能；

2）數據采集準確度要求：系統采集數據的有效位數應與現場對應計量設備的有效位數一致；系統采集數據應與對應計量設備的實際讀數一致，數據采集周期小于5秒；

3）自診斷功能：支持，每個模塊自帶診斷功能，能夠分別指示本體故障、總線故障以及外圍設備故障，與上位系統集成診斷功能，自動提供總線結構拓撲、故障信息、故障位置以及處理建議；

4）針對圖紙以及網絡拓撲圖、實際情況，制定全廠的能源數據采集實現方案，實現能源投入、加工轉換、輸送分配、最終用能等各環節上的實時數據采集功能；

5）自動從能源計量儀表上取得各能源設備的狀態數據、工藝數據、能源計量數據等信息；

6）計量站劃分原則：每路ModBus數采鏈路下掛設備不超過12臺；每路DP數采鏈路下掛設備不超過16臺；

7）數采站的配置具備遠程斷電和上電功能，以便于維護；

8）配置與數采PLC配套的總線模塊、總線接線盒、總線接頭、總線終端電阻、總線電纜、防浪涌保護器。

3、再造煙葉生產線蒸汽計量設備信號遠傳及處理

再造煙葉生產線的能源數據采集軟件，主要利用計量設備的信號輸出功能，將流量信號傳輸至PLC控制主站，轉化為數字信號傳輸至數據采集電腦主機，通過采集軟件服務將各個計量設備的瞬時值及累計值進行匯總后傳輸至綜合管理信息平臺進行統計分析。

具體數據采集流程為：1）采集PLC將計量設備輸出信號轉換為數字信號；2）OPC服務器接收PLC采集輸出的數字信號，并傳輸至數據采集；3）數據管采集根據采集規則對數據采集過濾（時間、范圍等過濾條件），處理后的數據存入到數據庫，同時也可以定時把處理結果直接傳遞給綜合管理信息平臺；4）綜合管理信息平臺也可以定時以特定的權限從數據庫讀取數據采集的處理結果。

在數據的采集與處理的流程中，數據采集的整體結構由硬件層和數據采集層構成，數據采集層按照模塊劃分主要分為：采集基礎設置、采集規則設置、數據采集處理、以及數據外部接口等。

1）基礎采集設置

基礎采集設置主要是配置采集的基本信息，主要包括：采集PLC定義、采集變量點定義等基礎信息，是整個數據采集的基礎信息。

2）采集規則設置

采集規則設置主要包括采集時間間隔（以秒為單位）定義、有效數據范圍定義（上下限等）、實時累計類型定義等，是數據采集的過濾條件。

3）數據采集處理

數據采集處理是一個單獨的數據采集服務程序，根據基礎采集設置和采集規則，定時的采集處理數據，存入數據庫。

4）數據外部接口

提供跨平臺的Webservice接口，供外部系統定時的獲取采集數據，同時也可以提供專門權限的數據庫訪問接口方式，靈活的適應多種不同的接口需求。

計量設備的信號經收集、處理后的遠程傳輸，主要利用生產工房已有的生產管理網絡實現，主要方法為：控制器連接到接入層交換機，接入層交換機通過匯聚交換機進行生產控制網絡的數據匯聚，生產管理系統數據采集服務器同時訪問生產控制網絡和辦公網絡，通過辦公網絡連接綜合管理信息平臺服務器