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摘要：

在鋼鐵企業(yè)能源管理中，需要充分應(yīng)用自動化設(shè)備進(jìn)行操作，才能夠使管理效率得以提升。針對自動化設(shè)備在鋼鐵企業(yè)能源管理系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行分析，首先對能源管控的發(fā)展以及存在的問題進(jìn)行闡述，隨后分析了自動化設(shè)備應(yīng)用的必要性，并闡述能源智能管理系統(tǒng)中應(yīng)用自動化設(shè)備的方式方法，以及各個系統(tǒng)設(shè)備的功能，以使其能夠在企業(yè)能源管理系統(tǒng)中發(fā)揮其應(yīng)有的作用，為以后的鋼鐵企業(yè)能源管理作出一定的借鑒以及參考。

關(guān)鍵詞：

自動化設(shè)備；鋼鐵企業(yè)；能源管理系統(tǒng)；應(yīng)用分析

根據(jù)我國近十年來在鋼鐵行業(yè)上的發(fā)展，從而得到的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示鋼鐵行業(yè)的發(fā)展有著很大的提升。在進(jìn)行多元化的發(fā)展時，需多向國外的鋼鐵企業(yè)進(jìn)行學(xué)習(xí)，將國外的先進(jìn)管理方法和理念融合到我國鋼鐵企業(yè)中，同時引進(jìn)較為先進(jìn)的自動化設(shè)備，以使能源的利用率和生態(tài)環(huán)境得到保障[1]。

1鋼鐵企業(yè)能源管理的發(fā)展以及存在的問題

隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國的鋼鐵冶金企業(yè)也隨之有了迅猛的發(fā)展，首先，市場環(huán)境趨于開放性發(fā)展成就了鋼鐵企業(yè)的快速發(fā)展，并使得鋼鐵行業(yè)中的鋼產(chǎn)量的增長速度維持在每年百分之二十五。因快速的發(fā)展，在冶金方面能源的消耗也是一項比較重要的問題，而我國在此方面的能源消耗中占比較大，導(dǎo)致環(huán)境受到一定影響。在冶金過程中排放出的有害氣體會導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的惡化，容易導(dǎo)致自然災(zāi)害的發(fā)生，這與我國提出的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略相違背，不利于我國社會的進(jìn)步和發(fā)展。反觀一些比較發(fā)達(dá)的國家，在鋼鐵行業(yè)產(chǎn)生的有害氣體排放上就有著很好的解決措施，這樣既降低了對生態(tài)環(huán)境的影響，同時也提高了能源方面的利用[2]。隨著鋼鐵行業(yè)的發(fā)展，我國的鋼鐵行業(yè)已出現(xiàn)了飽和情況，使得鋼鐵企業(yè)在競爭中表現(xiàn)不出很好的優(yōu)勢，產(chǎn)量有所下降，所以鋼鐵行業(yè)的發(fā)展需進(jìn)行多元化的發(fā)展，使上述問題能到得到改善。基于此種背景，就應(yīng)該積極引進(jìn)自動化設(shè)備以及先進(jìn)工序，相比于其他國家而言，我國在此方面的發(fā)展也較為快速。但是站在保護(hù)資源以及自然環(huán)境的角度，我國的冶金企業(yè)與國際標(biāo)準(zhǔn)還相差甚遠(yuǎn)。雖然現(xiàn)階段的鋼鐵企業(yè)能源管理中都開始應(yīng)用較為先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)以及數(shù)據(jù)服務(wù)，使集中監(jiān)視以及控制工作得以完善，但是仍存在一些問題亟待解決，例如在監(jiān)控上有效的實施了管控一體化思想，但是管理上卻存在一定欠缺，沒有嚴(yán)格按照流程化以及標(biāo)準(zhǔn)化做好管理，企業(yè)間沒有制定較為完善的標(biāo)準(zhǔn)管理流程，將能源信息以及生產(chǎn)信息分開進(jìn)行管控，導(dǎo)致信息失去了一定的連續(xù)性。

2對能源管控的必要性分析

在鋼鐵行業(yè)中，能源是企業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分，其直接影響著企業(yè)的生存和發(fā)展，所以就要求在能源管理上應(yīng)用較為先進(jìn)的手段。通過對國外企業(yè)的觀察發(fā)現(xiàn)，能源管控中心的建立是解決能源問題的一項關(guān)鍵手段，其在進(jìn)行管理中具有較高的先進(jìn)性、安全性和可靠性，不僅提高了企業(yè)在進(jìn)行管理中的運(yùn)行效率，同時也在節(jié)省能源、成本的控制以及生態(tài)環(huán)境的改善方面都有著很大的提升。在能源管控中心中最為核心的系統(tǒng)就是能源智能管理系統(tǒng)，其主要就是將自動化以及信息化技術(shù)作為基礎(chǔ)內(nèi)容，以在日常能源管控中應(yīng)用好能源調(diào)度技術(shù)以及能源管理技術(shù)。

3在能源智能管理系統(tǒng)中自動化設(shè)備技術(shù)的應(yīng)用

鋼鐵企業(yè)設(shè)備大型化、自動化和信息化技術(shù)的應(yīng)用，提升了鋼鐵工業(yè)的整體水平；資源、能源利用和環(huán)境保護(hù)、清潔生產(chǎn)已在國際上得到相當(dāng)?shù)闹匾暋Ｗ詣踊刂萍夹g(shù)、檢測技術(shù)、電氣傳動技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)是構(gòu)成鋼鐵企業(yè)等大型流程工業(yè)裝備自動化的共性技術(shù)平臺。比如固定污染源煙氣排放連續(xù)在線監(jiān)測、鋼廠環(huán)境連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)等。其中，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、GPS系統(tǒng)、中央服務(wù)器以及大屏幕顯示系統(tǒng)、采集子站是能源智能管理系統(tǒng)中的主要結(jié)構(gòu)。在此系統(tǒng)中，可以充分利用工業(yè)以太網(wǎng)以及中央標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)兩層結(jié)構(gòu)，主干網(wǎng)絡(luò)速度能夠超過100M[3]。對于中央以太網(wǎng)來說，其主要作用就是對各類服務(wù)器進(jìn)行連接，例如數(shù)據(jù)采集、應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫、GPS、數(shù)據(jù)備份以及報警趨勢等服務(wù)器，加上磁盤陣列、工程師站、系統(tǒng)操作站。以上所有設(shè)備全部利用UTP電纜與中央以太網(wǎng)進(jìn)行直接連接，圖1為中央網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，下面分布針對各個設(shè)備做出分析。數(shù)據(jù)采集子站設(shè)備的主要功能是，與現(xiàn)場實際情況相結(jié)合，將現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集子站以及遠(yuǎn)程I/O站進(jìn)行建立健全。使其能夠分別與不同的交換機(jī)相連接，在數(shù)據(jù)采集工作上，還需要連接于現(xiàn)場PLC設(shè)備接口以做好通訊工作。而數(shù)據(jù)采集子站的作用主要就是采集、計算、連鎖以及控制數(shù)據(jù)。在此環(huán)節(jié)中，應(yīng)該做好工業(yè)交換機(jī)的應(yīng)用，并在配置系統(tǒng)中，使各個端口的線速大于100Mbit/s。數(shù)據(jù)采集服務(wù)器的主要功能為：將數(shù)據(jù)采集服務(wù)器連接于現(xiàn)場以太網(wǎng)，在數(shù)據(jù)采集后還需要做好其他單元的通訊工作，將趨勢、報警以及短時歸檔數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)庫的功能進(jìn)行完善，對操作記錄以及信息記錄做好保存工作。在服務(wù)器的使用上，還需要準(zhǔn)備一個進(jìn)行備用，在服務(wù)器的選擇上最后選用4核CPU，4G內(nèi)存，以及250G的硬盤存儲，雙電源、具有熱插拔功能，且具有PCI以及PCI-X擴(kuò)展槽。

應(yīng)用服務(wù)器的主要功能為：將運(yùn)行管理類的應(yīng)用軟件安裝在應(yīng)用服務(wù)器上，且需保證所安裝的軟件具有管理和預(yù)測能源、查詢數(shù)據(jù)、報表以及打印的功能，并能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)交換ERP。在實際應(yīng)用中，可以選擇一臺服務(wù)器將其作為網(wǎng)頁服務(wù)器，借助瀏覽網(wǎng)頁的方式可以實現(xiàn)查詢數(shù)據(jù)、報表并做好打印。需保證選擇的服務(wù)器硬盤以及電源具備熱插拔功能，在選購時，做好選用四串口卡。實施歷史數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的主要功能為：將Windows操作系統(tǒng)以及IH、EDNA實施歷史數(shù)據(jù)庫安裝在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上，借助實時歷史數(shù)據(jù)庫將長時歸檔數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲。此種服務(wù)器能夠?qū)崿F(xiàn)長時歸檔、壓縮以及備份數(shù)據(jù)、冗余等功能。其運(yùn)行原理就是借助采集服務(wù)器內(nèi)部的數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行運(yùn)算以及整理，而后向數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行輸送。

對于操作站來說，其工作的位置主要是在能源管控中心調(diào)度室中，不需要人員到現(xiàn)場進(jìn)行操作，借助操作界面，就能夠監(jiān)控相關(guān)的能源數(shù)據(jù)以及設(shè)備運(yùn)行情況，并能夠完成畫面的監(jiān)視工作、顯示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)以及信息數(shù)據(jù)、設(shè)定各項參數(shù)、語音報警的功能，同時，也可以實現(xiàn)查詢數(shù)據(jù)、報表、打印的功能。在對操作站進(jìn)行選擇時，需要選用商用PC機(jī)，且需保證其兼容性較好。對于時間同步系統(tǒng)來說，為了使其的時間一致性以及精度得到保障，就應(yīng)該將GPS接收裝置進(jìn)行安裝。GPS服務(wù)器能夠?qū)PS時間同步信號進(jìn)行接收，且對各個計算機(jī)、PLC時鐘具有定時以及校正的功能，系統(tǒng)內(nèi)的各個設(shè)備時鐘精度的分辨率可以達(dá)到毫秒級。與此同時，還需將GPS裝置安裝在供配電系統(tǒng)以及自動化系統(tǒng)中，從而使高壓系統(tǒng)的事件分辨率得到保障。對于遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備以及能源計量設(shè)備而言，電動以及氣動調(diào)節(jié)閥、監(jiān)控攝像儀、電氣綜合保護(hù)裝置是遠(yuǎn)程控制設(shè)備的主要構(gòu)成部分。而電磁以及巴類、超聲波流量計，壓力、差壓變送器，電壓互感器、熱電阻、電能表是能源量計量設(shè)備的主要構(gòu)成部分。

對于WEB服務(wù)器來說，其主要在B/S框架服務(wù)器上應(yīng)用較多，而備份服務(wù)器系統(tǒng)能夠使能源中心EMS系統(tǒng)安全、可靠性得到保障，從而將系統(tǒng)的數(shù)據(jù)保護(hù)工作實時完成。以上各個設(shè)備就是能源管理系統(tǒng)的核心內(nèi)容，其主要就是在現(xiàn)場控制系統(tǒng)中借助數(shù)據(jù)采集子站將使用的數(shù)據(jù)點進(jìn)行采集，根據(jù)系統(tǒng)不同，就需要采用不同的接口方式，以使數(shù)據(jù)庫類型能夠形成于數(shù)據(jù)采集子站中。每一個分散的采集子站在相互連接時，能夠構(gòu)成環(huán)形的網(wǎng)絡(luò)體系，在環(huán)網(wǎng)內(nèi)部能夠?qū)崟r共享各項數(shù)據(jù)，而后在環(huán)網(wǎng)內(nèi)借助采集服務(wù)器的作用，分析處理采集數(shù)據(jù)庫中所有數(shù)據(jù)，在處理完畢后，需要將處理結(jié)果向監(jiān)控管理電腦中傳輸。操作人員能夠應(yīng)充分利用數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等系統(tǒng)，有效發(fā)揮電腦的功能，以便對全廠能源量情況做好實時掌控，借助能源管理效率的提升，從而更好地管理企業(yè)的能源。

4結(jié)語

綜合上述分析，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，必須將保護(hù)人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境作為基本條件，今后能源的利用率也會隨之提升，這就對冶金企業(yè)提出了較高的要求。在重視節(jié)能減排管理的同時，還應(yīng)該引進(jìn)先進(jìn)的能源管理理念并應(yīng)用，使自身的工藝能夠最大化的完善，做好廢物回收利用工作，形成綠色生產(chǎn)鏈，也就是“資源-產(chǎn)品-廢棄物-再生資源”循環(huán)的模式。與此同時，還應(yīng)該將節(jié)能減排技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，使鋼鐵冶金行業(yè)的發(fā)展能夠更加健康、環(huán)保，達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目的。

參考文獻(xiàn)：

［1］馬廣宇.自動化設(shè)備在鋼鐵企業(yè)能源管理方面的應(yīng)用［J］.價值工程，2014，33（25）：240-241.

［2］羅先喜，苑明哲，徐化巖，等.面向鋼鐵企業(yè)的先進(jìn)能源管理系統(tǒng)研究新進(jìn)展［J］.信息與控制，2011，40（6）：819-828.

作者：劉寶華 單位：江陰興澄特種鋼鐵有限公司