基于力控軟件的鋼鐵企業能源計量數據采集系統的設計與實現

藍崇峰

摘要：企業競爭日益激烈，在碳中和的背景下，企業的能源成本核算也愈發重要，對能源的計量與數據有效采集也越來越被各個制造業企業所重視。應用力控組態軟件和驛唐無線DTU通訊設備，建立實時的能源計量監測系統，實現了對鋼鐵企業的各種能耗監測，并且提供了功能強大的歷史數據查詢，歷史趨勢查看，能源報表生成等功能，為鋼鐵企業的能源管理提供了堅實的數據支撐。

關鍵詞：能源計量;力控;數據采集;組態軟件

鋼鐵企業競爭日益劇烈，在碳達峰、碳中和的大背景下，如何降低能耗成本，提高鋼鐵產品的競爭力，成為了所有鋼鐵企業所面對的一道必答題，而水電風氣等能源是鋼鐵企業生產成本的重中之重，因此對其有效監控與高效利用越來越被企業所重視。

1.背景

廣西鋼鐵集團有限公司是一座新建成投產不足3年的新廠，其一二級能源計量現場儀表基本已安裝完成，但是由于計量儀表安裝的點位較為分散，人工現場抄數查數比較費時費力。且大部分計量儀表都附帶有MODBUS通訊協議，因此，為了使生產過程中的能耗能被實時掌握，管理者能夠制定能耗計劃，下達考核指標，使成產成本能夠得到有效控制，避免形成“信息孤島”，必須實現能源管理的信息化。

2.系統設計

所有能源計量點數據通過組態軟件統一實現數據采集，根據計量點數據量或按區域配備一定數量的數采站，并通過標準OPC協議將數采站數據轉發至能源管理中心，從而實現數據實時監控，遠程操作控制和設備運行狀態監視，系統應實現能源計量數據監控、分析、報警、報表功能、點檢記錄、維修記錄、設備臺賬等功能。

2.能源綜合監控系統

（1）基于高性能、高可靠性的實時數據庫和SCADA軟件平臺，建立“高度集成”的能源綜合監控系統。所建立的能源綜合監控系統覆蓋與節能減排息息相關的各種信息，包括，各動力介質系統信息（煤氣系統、電力系統、蒸汽系統、水系統、氧氮氬系統、壓縮空氣系統等）、重點耗能設備和耗電設備信息、與能源系統相關的關鍵生產信息等?；赟CADA系統平臺集中監控一二級能源數據，在系統實現上述數據的綜合集成、監視和管理。

同時，能源綜合監控系統在對能源介質的采購、生產、輸送、儲存和消耗各相關環節的實時數據采集和分析處理的基礎上，集成各能源介質系統和耗能設備實時監視、歷史數據歸檔、事件記錄和查詢、報警與應急聯動等功能。

（2）需要監視的能源系統包括煤氣、電力、水、蒸汽、氧氮氬、壓縮空氣、固體燃料等系統。

3.具體實現方案

（1）公司公輔系統能源計量數據，各能源采集站、儀表房網絡為單獨規劃的環網，不占用公司主干網絡資源，可采用光纖、GPRS無線通訊、定向無線WIFI等方式聯網，在主干網交換機單獨劃分獨立虛擬網絡連接能源采集網絡，實現對不同介質的一二級能源計量數據采集;

（2）對于接入各分廠PLC/DCS控制系統的能源計量數據，可直接通過自控系統的DDE、OPC、Modbus TCP等對外接口，由數據采集服務器集中后接入能源管理中心主干網，再轉發到實時數據庫服務器上，從而實現數據的采集;

（3）對于分散的一二級非電計量儀表，可根據現場實際情況經過數據轉換模塊和多串口服務器匯集，一并接入數據采集服務器中，再接入能源管理中心主干網，轉發到實時數據庫服務器上，從而實現數據的采集;

（4）對于接入SCADA系統中的計量數據，可直接通過組態軟件系統對外OPC接口，接入能源管理中心主干網，由實時數據庫服務器直接實現數據的采集。

4.基于力控組態軟件的能源數據采集系統

數據采集系統主要由現場儀表，光纜，光纖收發器，交換機，服務器，力控組態軟件等組成，其主要功能是把現場能源計量儀表的數據準確無誤地采集至服務器中，并將它們發布展示出來，傳輸方式結合現場實際，采用TCP或RS485/RS232等方式，采用無線+有線結合的方式進行數據采集。

5.結語

基于力控組態軟件的能源點數據采集和處理系統，將會隨著組態軟件的不斷升級，其功能越來越強大。靈活地利用組態軟件的各個功能及其特點，能夠開發出更多實用且有效的能源采集功能，為鋼鐵企業降低能耗成本，提高能耗監測水平貢獻一份力量。

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