能源計量資訊網路對萊鋼企業的應用論文
1系統概述
能源計量資訊網路系統是萊蕪鋼鐵集團有限公司針對企業對能源計量應用、管理的需求，採用自主研發的熱電偶、配電器、智慧流量儀、監控和管理軟體，從系統設計到網路施工提供的一整套效能價格比高的能源計量解決方案。該系統對企業內部的水、電、風、氣(汽)計量進行資料採集，實現計算機集中處理、動態顯示和報表生成等一系列功能。該系統可直接反映各個工序的實際能源消耗水平，實現能源消耗資料日、旬、月、年的自動累加便於及時瞭解企業計量裝置執行狀況和能源消耗變化情況，有助於企業能源動力的平衡，最大限度地提高能源利用率，從而達到全面節能的目的。
2系統結構
能源計量資訊網路系統採用二級網路結構，如圖1所示，一級（L1）主要採用RS-485匯流排掛接內建MODBUS協議的智慧流量儀表或電力協議智慧電錶，對某一區域內各採集點的智慧儀表進行控制和資料採集，也可用GPRS無線方式對水、電、氣儀表資料進行採集，PLC或DCS等工控系統資料也可以採集進入系統；二級(L2)由乙太網絡或電話線組成，與一級整合在一塊，對整個系統進行監控、管理。本系統為一體化的網路監控管理系統，按功能劃分為：（1）採集層。採集層主要採用RS-485匯流排，每個採集站掛接智慧儀表數可達255臺，上位機內裝採集層軟體，負責對本區域內各採集儀表進行資料監控、管理和控制，並把資料上傳到伺服器。對PLC或DCS資料也可透過現場匯流排和OPC等標準介面進行採集。利用資料採集器還可以對儀表資料進行GPRS無線上傳。（2）管理層。區域網範圍內的各部門裝有管理層軟體，負責對整個系統內各採集點資料監控、管理，系統管理員可對每個管理使用者授予不同的`訪問許可權。（3）共享層。共享層提供與外部系統的介面，透過Intranet/In-ternet釋出實時資料和能源報表資訊。
3系統特點
（1）安全性：採用儀表口令設定、監控軟體使用者許可權、關係資料庫使用者設定、IP地址限制四級安全方式，確保系統安全。（2）開放性和擴充套件性：該系統為分散式計量管理系統，採集站數量不受限制，每個採集站智慧儀表數可達255臺，不受距離的限制，具有485匯流排介面內建MODBUS協議的儀表皆可掛接在該系統上，單臺下位機的故障不會影響整個網路的執行。該系統也可以接收PLC、DCS等工業控制系統的資料。（3）系統具有智慧化功能，故障自診斷、資料自平衡。（4）實時性：對於300點的系統，掃描週期小於1min。（5）支援多使用者快速訪問：系統採用多項先進的資料庫處理技術，保證上千個使用者仍然能夠進行大量資料的快速訪問。（6）可操作性和靈活性：系統採用圖形化介面，操作簡單，可組態。（7）支援儲存轉發功能。（8）實現裝置遠端維護、監控，可遠端操作，儀表引數可遠端讀寫。（9）報表自動生成，任意EXCEL格式，方便靈活。（10）系統分氣、水、電有線、電無線四部分，既可單獨安裝執行，又可同時執行。
4系統功能與作用
能源計量資訊網路系統對水、電、氣(汽)等能源的計量資料進行集中管理，實現能源管理資料共享。透過網路最佳化，可使二次能源放散率達到最小，實現企業廠內二次能源閉路迴圈，一次能源購入量達到最小。該網路既可反映各工序實際消耗的瞬時量，也可實現能源消耗資料日、旬、月、年的自動累加，可及時瞭解能源消耗變化情況，並實現企業能源能力平衡預測。其主要功能與作用為：（1）進行時、班、日、旬、月、年能源消耗資料的分類統計和自動累加統計並自動儲存歷史資料，可隨時進行列印。（2）透過該網路二級部門可以直接呼叫原始資料作部門能源平衡表，管理部門可以直接採用原始資料做為依據，計算出能源消耗指標，彙總做出全公司的能源計量資料結算表以及其他各種報表。（3）定期進行全公司水、電、風、氣等二次能源的平衡，為生產排程指揮提供資料依據。（4）對主要耗能裝置和能源供應各個環節裝置進行狀態監視，及時掌握裝置執行狀況。透過該系統，可以隨時掌握能源消耗資料，當資料出現異常時，可以及時進行分析，找出造成能耗升高的原因。（5）實現能源實際消耗與能源消耗定額的比較，進行定期能耗分析。（6）實現主要耗能裝置狀態監視，顯示主要工藝流程模擬畫面。（7）建立工序最佳化模型。
5LGF智慧流量儀
擁有自主智慧財產權的LGF智慧流量儀，可配套應用於該系統。LGF智慧流量儀可自動實時進行密度補償，適用於各種液體、蒸汽、天然氣及其它一般氣體等的流量測量、積算及變送輸出，可廣泛用於石油、冶金、化工、機械、電力等行業的流量積算與控制。其主要特點：LED和LCD雙屏顯示，符號化操作鍵盤，選單提示式漢化人機互動介面，儀表組態程式設計方便,顯示資訊全面，程式設計引數具有密碼保護功能；RS-485通訊介面，內建MODBUS協議，可以方便地接入MODBUS網路，以實現資料遠傳和遠端程式設計；內建多種數學模型和密度自動補償方式，經組態可實現對氣體、液體等多種介質的密度自動補償和流量的測量積算，通用性強；採用寬限開關穩壓電源，確保電源電壓在130～260V變化時，系統精度不損失；具有免拆機標定功能，無需調節任何電位器，透過儀表鍵盤即可完成標定操作；具有可程式設計的超限報警輸出及小流量切除功能，流量、溫度、壓力報警上下限可分別設定，監視工況更全面。
6系統軟體
能源計量資訊網路系統軟體由採集層軟體、管理層軟體、共享層軟體三部分組成，可完成對現場儀表的資料採集、處理、顯示、報表生成等一系列功能。系統執行環境：WINDOWS2000/XP、IE，WEB服務IIS，資料庫SQLSERVER2000。採集層軟安裝於各採集站工控機，完成資料的採集與傳輸，進行本站區域內的儀表資料監控、管理、控制。功能主要包括：主控畫面、歷史資料、班發生值、報警記錄、儀表引數、棒圖、曲線、全貌顯示及上位機狀態等顯示畫面，以及安全管理、許可權設定、儀表引數讀寫、報表列印、曲線組合設定、程式碼維護等。管理層軟體可以監控所有采集站的資料和狀態，對系統進行組態設定和程式碼維護，並完成一定的資料分析和管理工作。共享層軟體提供與其他系統的介面，並透過In-tranet/Internet對外發布能源資訊。
7系統技術特點
該系統技術特點：基於構件的統一軟體開發；多執行緒編制技術；實時資料庫技術；序列通訊介面技術；分散式實時監控技術；多介面、多協議的水電氣計量資料管理一體化開發。
8結語
該系統已經在萊鋼以及天津鋼管公司、章丘日月化工公司、山東西王集團、山東九羊公司、日照鋼鐵公司等單位成功應用。該系統實施後，所有能源計量資料都能在網上實時監控，生產管理部門能隨時根據計量裝置執行狀況和能源消耗變化情況進行排程指揮，有助於企業能源動力的平衡，最大限度地提高能源利用率，創造更大的經濟效益和社會效益。