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• 關鍵詞： 能源管理系統（EMS） 實時數據庫PSpace 力控eForceCon
• 摘要：采用先進的自動化、信息化技術，以實時數據庫為數據統計、分析、處理的平臺建立能源管理調度中心，對供配電系統、水系統、燃氣系統及壓空系統等的數據實行集中監控和管理。通過對能源系統實行集中監測和控制，實現從能源數據采集—過程監控—能源介質消耗分析—能耗管理等全過程自動化、高效化、科學化管理，使能源管理與能源生產、使用的全過程有機結合起來，使之能夠運用先進的數據處理與分析技術，進行離線生產分析與管理，包括能源生產管理統計報表、平衡分析、實績管理、預測分析等。實現全廠能源系統的統一調度、優化能源介質平衡、最大限度地高效利用能源，提高環保質量、降低能源消耗，達到節能降耗和提升整體能源管理水平的目的。

1、概述
　　某鋼鐵企業鋼材配套生產能力有2004年108萬噸/年，隨著市場的不斷開拓，增長到2007年的154萬噸/年，隨著企業的發展和規模的擴大，公司的能源信息化建設也需要逐步完善，該企業公司原有能源網，僅對廠際間約15000個能源數據點進行了采集，且存在數據不準確的現象，因此能源計量主要還是依據計量處的人為手工抄表。調度辦公室位于原制氧廠的辦公樓內，調度通過電話詢問了解現場的能源情況，并實施調度指揮。粗放型的管理模式嚴重影響了企業的發展，削弱了企業的競爭力。
　　為了節能降耗降低成本，提高企業在行業的競爭力，該鋼廠結合企業實際情況，在原有能源管理系統的基礎上進行升級改造。采用先進科學技術建立企業級數據庫，通過企業內部的網絡，將分布在現場的能源數據采集站、檢測站、現場控制站、操作管理控制中心的操作站以及管理控制站等聯系起來，共同完成能源的分散控制和集中管理的綜合管理與控制系統。利用系統的觀點，站在全局的角度，更加合理的調配能源，從整體上有效地節能降耗。

2、解決方案
　　按照該鋼鐵公司企業信息化建設的總體設想，建立一套以實時數據庫為核心的能源管理能源管理中心，把廠礦中分散的自成體系的監控系統以分層、分級的方式進行集中管理和監控并為上一級的MES、ERP系統提供實時數據及歷史數據。
　　該鋼廠能源管理對象包括了公司內部所有涉及廠際間結算的各種能源介質，主要是煤氣、氧氣、氮氣、氬氣、蒸汽、壓縮空氣、深井水、凈化水、工業水和深度處理的廢水等11套計量系統。根據現場實際情況，實現能源系統分散的數據采集和控制、集中的管理、調度和能源供需平衡，以及生產管理過程中的能源預測，為在生產全過程中實現節能、降耗和環保目標創造條件。
　　通過能源中心建設，依托EMS管理系統，對能源生產、能源管理、能源調度進行扁平的一體化管理，統一煤氣調度、優化煤氣平衡、減少煤氣放散、提高環保質量、降低噸鋼能耗、提高勞動生產率和能源管理水平，使能源管理由事后的、粗放管理模式向事前的、精細化管理模式轉變，實現能源的穩定、安全、高效生產，形成適用于大型鋼鐵企業的能 源在線監測、能效分析平臺和企業級能源優化系統，實現節能降耗的技術提升和創新，顯著降低鋼鐵企業的能耗。

能源管控中心的系統以實時數據庫為數據平臺，構架采用客戶機/服務器（C/S）架構與瀏覽器/服務器（B/S）架構結合形式，分為工業控制系統網絡（內網）和管理系統網絡（外網），由采集節點交換機、調度中心核心交換機、能源控制環網（利用現有網絡）、數據采集/實時數據庫服務器、歷史數據庫服務器、Web服務器和HMI終端等組成。能源管理調度系統采用三層網絡架構，即現場數據采集網絡，中間傳輸與數據交換層網絡，以數據處理、分析、統計管理為主的能源調度管理中心。通過能源管理中心的大屏幕調度系統結合視頻系統實現了數據和視頻的有機結合，能源調度人員可以能流情況，耗能狀況、設備運行狀況，對企業的能源進行統一調配。

3、能源管理中心的功能

　　采用先進的自動化、信息化技術建立能源管理調度中心，對供配電系統、水系統、燃氣系統及壓空系統等的數據實行集中監控和管理。通過對能源系統實行集中監測和控制，實現從能源數據采集—過程監控—能源介質消耗分析—能耗管理等全過程自動化、高效化、科學化管理，使能源管理與能源生產、使用的全過程有機結合起來，使之能夠運用先進的數據處理與分析技術，進行離線生產分析與管理，包括能源生產管理統計報表、平衡分析、實績管理、預測分析等。實現全廠能源系統的統一調度、優化能源介質平衡、最大限度地高效利用能源，提高環保質量、降低能源消耗，達到節能降耗和提升整體能源管理水平的目的。

能源管控系統的功能實現是建立在基本能源信息基礎上的。有完善的能源信息采集系統，就獲得了能源系統的第一手資料，經過數據分析、處理和加工，在能源中心控制室的調度人員和專業能源管理人員就能實時掌握系統運行情況：系統運行得是否正常、運行狀態是否安全穩定、能源調度分配是否合理等，并能在需要時及時采取調度措施，使系統盡可能運行在最佳狀態。

　　實時數據庫技術正是實現這一要求的最好手段，它集成了生產裝置的生產動態數據，實現對全廠實時數據的自動采集、存儲和監視，并圍繞這些數據開發出各種實用程序。
4、能源管理系統的核心--力控實時數據庫pSpace
　　實時數據庫服務器采取冗余配置，在功能采用負荷均衡技術，完成與現場所有采集站的數據采集，并向操作站、WEB服務器和歷史數據庫提供數據。為提高系統性能，本設計通過實時數據庫服務器與現場采集站進行通訊，并將所有的采集站的通訊協議統一到同一通訊協議上，提高系統的通訊效率和服務器處理性能，實時數據庫服務器將完成中間量計算、累積量計算、趨勢、報警、數據短時歸檔、向數據庫站傳送數據等功能，并保存有信息記錄、操作記錄等功能。同時實時數據庫服務器兼任應用服務器功能，實現基礎能源管理，數據查詢、報表查詢和打印、能源平衡、能源分析預測等應用功能。
4.1實時數據庫的設計目標
　　生產系統實時監控：實時數據庫系統為各級管理部門提供的遠程實時生產過程信息，有效地幫助調度人員及時調整物流方向，減少非計劃停車，保持生產的平穩運行。通過實時數據庫系統記錄的裝置運行狀態參數的分析和中間產品的質量分析，然后通過實時數據庫系統快速返回相關的結果，來及時調整操作參數，確保裝置操作的平穩性，從而有效地提高產品的質量。
　　報警實時監視：通過比較當前的數據和歷史趨勢數據，特別是結合裝置安全運行的經驗，通過趨勢圖和數據的分析可以及早報告事故隱患，并且通過對事故前后實時記錄的歷史數據的分析，定位事故發生的原因。
　　管控一體化：各個分廠實時數據庫集群并行運行，物理上分散，實現分布式實時數據的采集、存貯、管理與查詢及歸檔管理，同時通過總調度室的管理，可實時了解各分廠系統運行情況，實現上了邏輯上的統一，方便調度與決策。
4.2力控實時數據庫PSpace技術優勢
　　力控?企業級實時數據庫pSpace是一個高性能、高速度、高吞吐能力、可靠性強、跨平臺、跨網絡系統的開放式實時數據庫系統，產品為完全的分布式結構，可任意組建應用模式；支持C/S和B/S應用；它可以提供豐富的企業級信息系統客戶端應用和工具；大容量支持企業級應用，內部實現高數據壓縮率，可實現歷史數據的海量存儲，靈活的擴展結構可滿足各種需求，具備廣泛的安全性和可跟蹤性。
　　能源管理系統采用支持UNIX/Linux操作系統的商品化實時數據庫pSpace，系統效率高、數據處理吞吐率高，同時免受病毒的侵害，在重大應用場合具有得天獨厚的優勢。為數據平臺使運行管理和調整決策建立在可靠的過程信息之上，從而減少管理控制環節，提高工作效率，實現“數字化”的能源輸配及平衡。建立客觀能源消耗評價體系為進一步對能源數據進行挖掘、分析、加工和處理提供條件，為ERP，MRPⅡ等系統的業務提高了及時，準確，完整，可靠的數據。這使得企業的“計劃”與“生產”密切配合，讓企業管理者在最短的時間內掌握現場的變化，保證計劃合理而快速修正。而且pSpace提供的高級計算能力和分析工具可幫助企業將生產數據轉化為商業系統中所需要的信息。增強企業商業系統的能力。
5．應用效果
　　該鋼廠源管理系統目前穩定、可靠運行，公司能夠及時、準確、科學地掌握風、水、電、氣（汽）等各種能源及能源介質運行狀態及使用量等各種參數，從而使得公司可以根據實際生產情況迅速調整運行方式，合理分配使用量，使有限能源發揮出最大效能。
　　能源中心以力控實時數據庫pSpace為數據平臺，在公司層面對能源系統采用分散控制和集中管理，使運行管理和調整決策建立在可靠的過程信息之上，從而減少管理控制環節，提高工作效率，實現“數字化”的能源輸配及平衡。建立客觀能源消耗評價體系為進一步對能源數據進行挖掘、分析、加工和處理提供條件。