在鋼鐵企業(yè)智慧能源管控系統(tǒng)建立過程中，其平臺主要通過采集并整合煤氣、氧氮氬氣、水電、蒸氣以及天然氣等能源流數(shù)據(jù)，來實現(xiàn)能源流、物質(zhì)流以及信息流相統(tǒng)一，為鋼鐵企業(yè)能源管控提供遠程控制、規(guī)律分析以及決策優(yōu)化等一站式能源管控服務(wù)。同時，平臺充分利用了大數(shù)據(jù)技術(shù)的手段，提供了能源消耗評價、平衡預(yù)測以及多能源介質(zhì)耦合優(yōu)化等分析服務(wù)，使鋼鐵企業(yè)能夠多方面了解到當(dāng)前能源生命周期的管理與應(yīng)用情況，診斷能源使用期間所出現(xiàn)的各種異常問題，從而提高能源介質(zhì)的轉(zhuǎn)化效率，降低鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)成本，帶來較大的能源價值。

鋼鐵企業(yè)能源管控系統(tǒng)的基本架構(gòu)

通常情況下，鋼鐵企業(yè)能源管控系統(tǒng)主要是由現(xiàn)場控制層、數(shù)據(jù)采集層以及應(yīng)用服務(wù)層所構(gòu)成。底層與上層數(shù)據(jù)指令分別通過上行與下行通信來完成信息傳遞和遠程控制。首先，現(xiàn)場控制層主要由PLC、RTU和DCS等信息采集設(shè)備組合而成。在經(jīng)過監(jiān)控點采集之后，數(shù)據(jù)參數(shù)可以經(jīng)過PLC，利用網(wǎng)絡(luò)傳入到能源管控系統(tǒng)中，還可以經(jīng)過現(xiàn)場子站采集之后通過網(wǎng)絡(luò)傳入到能源管控系統(tǒng)當(dāng)中。隨后遠程終端設(shè)備可以將測得的各類狀態(tài)轉(zhuǎn)化為可發(fā)送的數(shù)據(jù)格式，利用以太網(wǎng)傳輸?shù)侥茉垂芸刂行?，并將中央計算機所傳輸過來的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為命令，從而對鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備進行遠程操控。其次，數(shù)據(jù)采集處理層主要是將實時數(shù)據(jù)庫作為核心，利用相關(guān)工具來完成數(shù)據(jù)處理與歸檔。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通常都包括數(shù)據(jù)采集與處理、人工錄入以及數(shù)據(jù)儲存等步驟，其中作為自動采集的補充手段，人工錄入發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。應(yīng)用服務(wù)層主要包括監(jiān)控系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)兩大部分。綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置主要包括工藝單元與電力需求測系統(tǒng)等模塊，可以對循環(huán)水系統(tǒng)、煤氣柜以及能介管網(wǎng)等單元進行實時監(jiān)控和故障處理。鋼鐵企業(yè)智慧能源管控系統(tǒng)如圖一所示。

圖一 鋼鐵企業(yè)智慧能源管控系統(tǒng)

鋼鐵企業(yè)智慧能源管控系統(tǒng)構(gòu)建原則 

能源單元與管控工藝是基本 

將動態(tài)與精細化管理相結(jié)合的智慧能源管理系統(tǒng)，可以將各個能源單元核心層進行多方面分析，從而確保能源管控可以在能源專業(yè)方面實現(xiàn)精細化與實用性。同時，結(jié)合相關(guān)的之智能優(yōu)化系統(tǒng)，可以完成能源動力系統(tǒng)操控、管理以及因素分析智能化發(fā)展。除此之外，動態(tài)精細化管控信息系統(tǒng)，能夠?qū)⒏鱾€工序作為目標，在計量與信息化系統(tǒng)的支持下，利用全程能源跟蹤實現(xiàn)更加完整且時效較短的成本分析，從而多方面支持鋼鐵企業(yè)與各工序能源結(jié)構(gòu)的完善與調(diào)節(jié)，*終使智慧能源管控變得更加客觀與科學(xué)。 

完善能源基礎(chǔ)管理，構(gòu)建精益化能源運行管控模式 

鋼鐵企業(yè)智慧能源經(jīng)濟運行目標應(yīng)當(dāng)按月設(shè)計，多方面實施能源經(jīng)濟運行日通報、月總結(jié)以及周點評。對能源管理專業(yè)考核方法進行完善并嚴格執(zhí)行，貫徹落實責(zé)任制與激勵制度，從而將能耗目標的完成情況整合到各個鋼鐵企業(yè)年度考核當(dāng)中，加強企業(yè)能源動力監(jiān)察的執(zhí)行能力，較大限度地減少資源浪費。另外，整個平臺都要建立于鋼鐵企業(yè)數(shù)據(jù)中心與私有云端上，以大數(shù)據(jù)技術(shù)為基礎(chǔ)來出臺解決方案，從而利用前臺框架來支持鋼鐵企業(yè)實現(xiàn)多方位運作。

優(yōu)化能源管控統(tǒng)計、對標與評價方式 

在動態(tài)與精細化智慧能源管理信息系統(tǒng)應(yīng)用期間，可以在智慧層面上，從普通****或縱向?qū)吮容^策略向互相結(jié)合的狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變。其中目標與狀態(tài)相結(jié)合就是將目標作為根本出發(fā)點，用當(dāng)前的狀態(tài)來調(diào)整目標動態(tài)模式。而且，幾乎左右的管控標準與能效因子都是隨著狀態(tài)變化而改變的，這種分析模式將呈現(xiàn)出更加客觀的特點，并且還可以完成在線運行，保證生命周期內(nèi)的能源可以實現(xiàn)精細化管理，從而更好地支持鋼鐵企業(yè)能源生產(chǎn)與管理，提高智慧能源管控系統(tǒng)運行的整體效率。

安科瑞節(jié)能控制事業(yè)部

咨詢電話：18860995120/18761506237 安科瑞電氣股份有限公司是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)于一體的高新技術(shù)企業(yè)，致力于為用戶端提供能效管理和用電**的系統(tǒng)解決方案。

6篇原創(chuàng)內(nèi)容

公眾號

技術(shù)方案 

遠程集控平臺 

在智慧能源管控平臺中，遠程集控系統(tǒng)是十分重要的組成部分，也是平臺順利運行的基礎(chǔ)保障，它主要承擔(dān)著三項重要任務(wù)：一是確保鋼鐵生產(chǎn)現(xiàn)場操控的穩(wěn)定性，二是利用集控中心對現(xiàn)場站所進行遠程控制，三是為基礎(chǔ)管理系統(tǒng)與智能專家系統(tǒng)提供所有的能源生產(chǎn)與計算數(shù)據(jù)。 

同時，遠程集控系統(tǒng)主要是由趨勢查詢、能源調(diào)度、故障排查以及遠程控制等模塊組成，在本地設(shè)備優(yōu)化升級與自動化改造基礎(chǔ)上，將生產(chǎn)現(xiàn)場不同型號的控制系統(tǒng)結(jié)合在一起，連接控制系統(tǒng)和智能網(wǎng)關(guān)設(shè)備。集控中心端配置了高新更服務(wù)器群，利用1：N互為冗余的分布式結(jié)構(gòu)，從而確保系統(tǒng)可以更加穩(wěn)定、可靠的運行。在遠程控制系統(tǒng)的幫助下，不同區(qū)域與不同介質(zhì)的站所，可以結(jié)合工藝相關(guān)性進行重組優(yōu)化，實現(xiàn)站所室集中操控與故障實時掌握，并對其中的故障原因進行分析，從而大幅度提高工作人員的效率。 

基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng) 

基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)可以在采集并整合鋼鐵企業(yè)分公司MES和ERP系統(tǒng)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對年月日計劃數(shù)據(jù)進行詳細制定與管理，結(jié)合實時計量數(shù)據(jù)，劃分出不同時期的輸出報表，提供生產(chǎn)運行支持管理與能源事故管理。同時還可以對鋼鐵企業(yè)核心能源設(shè)備的原始設(shè)計參數(shù)與維修信息進行管理。通過對比五種主要功能介質(zhì)的消耗與成本，可以從不同層次進行對比、環(huán)比和分析。此外，在基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)應(yīng)用基礎(chǔ)上，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)不落地式的管理，也就是數(shù)據(jù)統(tǒng)計、財務(wù)結(jié)算、應(yīng)用分析全部都由系統(tǒng)完成，實現(xiàn)能源管理分析自動化與準確化?；A(chǔ)能源管理主要包括以下八大模塊，如圖一所示。 

能源計劃管理 

鋼鐵企業(yè)、產(chǎn)線以及機組中的煤氣、水電、氧氣、氮氣以及氬氣等動力能源介質(zhì)供應(yīng)都需要歷史計劃數(shù)據(jù)的查詢與管理。

報表與實際績效管理 

鋼鐵企業(yè)、產(chǎn)線、工序以及機組各能源介質(zhì)報表的生成與打印。

能源質(zhì)量管理 

定期維護、事故管理以及檔案管理、 

能源設(shè)備管理 

預(yù)防性維修管理、事故管理、缺陷管理以及檔案管理。 

運營支持管理 

關(guān)鍵能源的作業(yè)計劃設(shè)定、審批以及履歷管理，應(yīng)急預(yù)案檢索實現(xiàn)能源作業(yè)、辦公管理信息化，實現(xiàn)信息共享與信息傳遞網(wǎng)絡(luò)化，為鋼鐵企業(yè)**辦公提供可靠的信息支持。 

移動點巡檢管理 

為巡檢人員提供便捷且**的輔助性工具，使點檢人員通過掃二維碼就可以完成設(shè)備點檢，從而實現(xiàn)對鋼鐵生產(chǎn)設(shè)備進行實時管理。作為遠程集控過程中的關(guān)鍵輔助手段，移動點巡檢發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。輔助點巡檢人員通過日常的點檢、巡檢等工作。能夠開創(chuàng)集控時代下的全新點檢模式。 

人員交接管理 

接收移動點巡檢軟件上所上傳的巡檢人員位置信息，并將其上傳到接班日志查詢功能上。 

綜合分析功能 

此功能主要包括鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)成本分析、績效分析、對比分析以及能源指標分析等基礎(chǔ)分析功能。

圖二 基礎(chǔ)能源管理模塊

智能化專家系統(tǒng) 

智能專家系統(tǒng)充分利用了大數(shù)據(jù)與機理相結(jié)合的措施，提供了能源消耗分析、能效影響分析以及平衡預(yù)測分析等相關(guān)服務(wù)，從而使鋼鐵企業(yè)可以實時且多方面地掌控能源整個生命周期管理與具體應(yīng)用現(xiàn)狀，診斷能源在各使用環(huán)節(jié)出現(xiàn)的各種異常問題，預(yù)制能源流的消耗發(fā)展趨勢，提供能源綜合優(yōu)化方案，從而減少能源介質(zhì)的放散損失，提高能源介質(zhì)轉(zhuǎn)化效率，降低企業(yè)的能源成本，使有限的能源可以發(fā)揮出更高的價值。從整體劃分情況來看，智能化專家系統(tǒng)主要分為以下幾個模塊： 

一是能效專家系統(tǒng)。它可以針對加熱爐、熱風(fēng)爐以及燒結(jié)機等能效評價優(yōu)化模型，開展實時診斷與評價，在線提供專家優(yōu)化方案，指導(dǎo)其在現(xiàn)場的操作，例如在加熱爐煤氣燃燒模型應(yīng)用中，實現(xiàn)加熱爐全自動智能燃燒控制，可提高物料加熱質(zhì)量，有利于全線穩(wěn)定生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，同時降低煤氣消耗，減少氧化燒損，節(jié)約工序成本，確保煙氣達標排放。同時對海量的歷史現(xiàn)場操作與工藝數(shù)據(jù)等能耗數(shù)據(jù)進行操作，在整合能源流數(shù)據(jù)和物質(zhì)流數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，建立起物質(zhì)流中生產(chǎn)組織和能耗影響分析模型，從而通過模型訓(xùn)練與優(yōu)化來確定能耗影響因素與影響這一因素的權(quán)重。 

二是煤氣專家系統(tǒng)。它可以建立起不同場景、時段的煤氣發(fā)生量與消耗量預(yù)測模型，對煤氣管網(wǎng)平衡性進行調(diào)度。在煤氣專家應(yīng)用過程中，大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用的核心都集中在構(gòu)建煤氣發(fā)生量、消耗量預(yù)測模型方面。建立起能源平衡數(shù)據(jù)模型，模型可以根據(jù)當(dāng)班的鐵水產(chǎn)量、鋼水產(chǎn)量和焦炭產(chǎn)量，以及各用戶產(chǎn)量，超前計算出每小時和每班高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣和焦爐煤氣的發(fā)生量、消耗量，提前預(yù)告發(fā)電機調(diào)控煤氣使用量，減少煤氣放散。 

三是發(fā)電專家系統(tǒng)。構(gòu)建完整的發(fā)電機組與鍋爐機組效率模型，提高鋼鐵企業(yè)發(fā)電機組的運行效率，同時還可以對發(fā)電機組的各運行參數(shù)進行裂化分析與故障預(yù)測。同時，熱效率模型主要是挖掘歷史發(fā)電機組運行效率和鍋爐操作工藝參數(shù)數(shù)據(jù)，構(gòu)建影響分析與預(yù)測模型，了解其對發(fā)電機組運行效率的影響，利用這些影響因子來預(yù)測發(fā)電機組的實際運行效率，從而確保在發(fā)電機組出現(xiàn)異常問題時，系統(tǒng)中包含的專家知識庫可以及時給出優(yōu)化方案，指導(dǎo)操作人員完成系統(tǒng)優(yōu)化，提高發(fā)動機組的綜合效率。 

四是多介質(zhì)耦合優(yōu)化。構(gòu)建起集煤氣、蒸汽以及電等多能源耦合優(yōu)化模型，進而完成多能流協(xié)同分配，帶來很大價值。同時，根據(jù)煤氣富余量、蒸汽需求量以及電需求量預(yù)測模型，結(jié)合峰谷平電價的差異，來完成動態(tài)規(guī)劃，從而對發(fā)電機組煤氣消耗量與蒸汽量進行合理分配。 

五是碳排放專家。建立起關(guān)于碳排放計算與分析模型，對影響企業(yè)碳排放的因素進行綜合分析，在完善工藝與生產(chǎn)組織的基礎(chǔ)上，降低鋼鐵企業(yè)碳排放量，從而實現(xiàn)綠色制造。 

六是氧氣專家。可以構(gòu)建多個場景時段的氧氣消耗量預(yù)測模型，對氧氣管網(wǎng)平衡調(diào)度進行完善，堅強制氧機的運作負荷。在氧氣專家當(dāng)中，大數(shù)據(jù)技術(shù)一般都會應(yīng)用在制氧機負荷調(diào)整以及專家知識庫建設(shè)期間。從而實現(xiàn)知識庫的結(jié)構(gòu)化發(fā)展。