淺談安科瑞EMS能源管控平臺在鋼鐵廠的應(yīng)用

安科瑞電氣股份公司 任運(yùn)業(yè)

摘 要：能源消耗量大、能源運(yùn)輸供給不足、環(huán)境壓力日趨增加、能耗雙控等一系列問題一直困擾著鋼鐵冶金行業(yè)，制約著企業(yè)快速穩(wěn)定健康發(fā)展。本文介紹的安科瑞EMS能源管控平臺，采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從能源數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)控、能源介質(zhì)消耗分析、能耗管理等全過程的自動(dòng)化、合理化、科學(xué)化管理，使能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過程結(jié)合起來，運(yùn)用數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)，進(jìn)行離線生產(chǎn)分析與管理，實(shí)現(xiàn)全廠能源系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度，優(yōu)化能源介質(zhì)平衡、合理地利用能源，提高能源質(zhì)量、降低能源消耗，達(dá)到節(jié)能降耗和提升整體能源管理水平的目的。

關(guān)鍵詞：EMS能源管控平臺；節(jié)能降耗

0 引言

安科瑞EMS能源管控平臺采用的是一種新型前沿的節(jié)能技術(shù)手段，它利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)手段，對鋼鐵廠的能源體系運(yùn)行進(jìn)行全方面監(jiān)控，并為生產(chǎn)組織、能源調(diào)度和其它能源業(yè)務(wù)管理提供數(shù)據(jù)支撐，并通過系統(tǒng)化管理，使鋼鐵廠達(dá)到利用能源和節(jié)約能源的目的。國內(nèi)外的眾多案例顯示，很多行業(yè)都從能源管理系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)用中受益。鋼鐵冶金行業(yè)既是用能大戶，也是產(chǎn)能大戶，因此，能源的合理規(guī)劃和利用就顯得尤為重要。建立長期合理的能源管理體系，不僅可以合理減少鋼鐵廠生產(chǎn)組織模式、工藝設(shè)備建設(shè)使用情況以及管理調(diào)度現(xiàn)狀等環(huán)節(jié)存在的不合理現(xiàn)象，甚至還能夠改變鋼鐵廠能耗居高不下、環(huán)境質(zhì)量不如人意以及能源管理模式粗放浪費(fèi)嚴(yán)重等問題。

1 安科瑞EMS能源管控平臺建設(shè)的技術(shù)路線和意義

安科瑞EMS能源管控平臺主要運(yùn)用各種技術(shù)手段，以節(jié)能降耗、優(yōu)化輸配、合理使用、綠色清潔生產(chǎn)為目標(biāo)，通過技術(shù)手段或采集管理設(shè)備將分布于鋼鐵廠各個(gè)角落的自動(dòng)化控制設(shè)備、能源儀表、環(huán)境傳感器等各種工業(yè)單元進(jìn)行整合和連接，形成數(shù)據(jù)信息網(wǎng)，按照鋼鐵廠業(yè)務(wù)管理需要實(shí)時(shí)獲取數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上依據(jù)不同的業(yè)務(wù)需要建立多樣化能源生產(chǎn)控制數(shù)學(xué)模型與管理模型，再以各種功能豐富的軟件、系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)計(jì)算、展示、管理的載體，以不同的信息形態(tài)面向鋼鐵廠企業(yè)各層級用戶，實(shí)時(shí)、全方面、立體地展示車間區(qū)域、廠區(qū)域乃至整個(gè)鋼鐵廠區(qū)域的能源配置使用現(xiàn)狀、工藝設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)狀、物流組織現(xiàn)狀、環(huán)保管理現(xiàn)狀等。供用戶對當(dāng)前生產(chǎn)形式進(jìn)行即時(shí)調(diào)整，同時(shí)為下一階段的工作組織方向決策提供數(shù)據(jù)分析依據(jù)。

安科瑞EMS能源管控平臺通過實(shí)行能源集中、扁平化、精細(xì)化控制，可降低人工成本，提升鋼鐵廠企業(yè)管理效率，減少事務(wù)處置環(huán)節(jié)，為鋼鐵廠的精細(xì)化管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，這對優(yōu)化能源產(chǎn)耗平衡、減少碳排放、提高環(huán)保質(zhì)量、降低鋼產(chǎn)量單耗都有重要作用，而且它對于事故預(yù)案的制定和執(zhí)行、事故原因的快速分析和事故的及時(shí)判斷處理、正常和異常情況下的能源供需的合理調(diào)整和平衡都是十分合理的。

2 安科瑞EMS能源管控平臺的架構(gòu)組成和軟件功能

2.1 安科瑞EMS能源管控平臺網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

安科瑞能效管理方案由設(shè)備層、傳輸層、數(shù)據(jù)層、服務(wù)層組成。

設(shè)備層（鋼鐵廠需要安裝電表、水表、氣表以及其他能源計(jì)量設(shè)備）通過RS485專線或無線通訊。

傳輸層（邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)）可通過RS485專線或無線通訊采集末端設(shè)備數(shù)據(jù)，并以以太網(wǎng)或4G、NB等方式將數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)層。

數(shù)據(jù)層（一般部署在鋼鐵廠機(jī)房服務(wù)器中）處理傳輸層上傳數(shù)據(jù)，并為服務(wù)層業(yè)務(wù)做服務(wù)，可與鋼鐵廠的生產(chǎn)系統(tǒng)或者其他相關(guān)系統(tǒng)做數(shù)據(jù)對接。

服務(wù)層（一般部署在鋼鐵廠機(jī)房服務(wù)器中）提供數(shù)據(jù)分析、能源管理、能耗預(yù)測、事件報(bào)警等功能。

2.2 安科瑞EMS能源管控平臺軟件功能

首頁:綜合展示鋼鐵廠企業(yè)能源用能概況，包括異常報(bào)警情況（數(shù)據(jù)異常/設(shè)備異常）、水、電等能源用能情況、光伏發(fā)電情況。

實(shí)時(shí)監(jiān)測:能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控鋼鐵廠高低壓供配電系統(tǒng)開關(guān)柜、變壓器微機(jī)保護(hù)測控裝置、發(fā)電機(jī)控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調(diào)、事故報(bào)警及記錄等。

關(guān)鍵供配電設(shè)備監(jiān)測:能夠監(jiān)測鋼鐵廠變壓器、柴油發(fā)電機(jī)、UPS的電流、電壓、有功/無功功率、功率因數(shù)、負(fù)荷率、溫度、三相平衡、異常報(bào)警等數(shù)據(jù)。

主要用能設(shè)備監(jiān)測：對鋼鐵廠主要用能設(shè)備進(jìn)行用能分析和實(shí)時(shí)監(jiān)測，計(jì)算設(shè)備能效是否與標(biāo)稱能效對標(biāo)。

單耗分析：和企業(yè)ERP系統(tǒng)對接獲取產(chǎn)量，提供單位產(chǎn)品能耗分析，計(jì)算單位產(chǎn)品標(biāo)煤消耗量或者萬元產(chǎn)值標(biāo)煤消耗量，單耗可以按照車間、產(chǎn)線等不同對象來計(jì)算統(tǒng)計(jì)。

能效對標(biāo)：通過和國內(nèi)行業(yè)值、引導(dǎo)值進(jìn)行比對，確定企業(yè)能耗區(qū)間，通過對工藝能耗的分析挖掘節(jié)能潛力。

能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：采集鋼鐵廠工藝用電、廠務(wù)用電、純水、氮?dú)?、壓縮空氣等消耗量，同環(huán)比對比分析，能耗總量和能耗強(qiáng)度計(jì)算，標(biāo)煤計(jì)算和CO2排放統(tǒng)計(jì)趨勢。

報(bào)警功能：系統(tǒng)能夠統(tǒng)計(jì)鋼鐵廠的報(bào)警情況，根據(jù)報(bào)警類型或日、月、年時(shí)間跨度對發(fā)生的報(bào)警數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并根據(jù)分析數(shù)據(jù)對用戶站點(diǎn)的報(bào)警情況排序，幫助用戶定位頻發(fā)報(bào)警與問題站點(diǎn)

安科瑞EMS能源管控平臺還能夠與鋼鐵廠的ERP 系統(tǒng)和 MES 系統(tǒng)之間的無縫集成和信息傳遞，可以向 ERP 系統(tǒng)、MES 系統(tǒng)提供完整的能源分析數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，ERP 或 MES 系統(tǒng)也將按照能源管理和趨勢預(yù)測分析的需要，向能源管理系統(tǒng)提供全企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃、檢修計(jì)劃以及其它方面的生產(chǎn)實(shí)際信息和過程控制信息。這種多樣化的信息交互方式能夠更好地解決鋼鐵廠能源評價(jià)體系中的不合理因素，管理人員能夠結(jié)合當(dāng)前生產(chǎn)組織現(xiàn)狀及時(shí)掌握能源消耗及配置情況，并對環(huán)境狀況的評估具有重要作用。

總結(jié)：安科瑞EMS能源管控平臺采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)和集中管理模式，對鋼鐵廠的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實(shí)行集中扁平化的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理，監(jiān)測鋼鐵廠電、水、燃?xì)?、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況，通過數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助鋼鐵廠針對各種能源需求及用能情況、能源質(zhì)量、產(chǎn)品能源單耗、各工序能耗、重大能耗設(shè)備的能源利用情況等進(jìn)行能耗統(tǒng)計(jì)、同環(huán)比分析、能源成本分析、用能預(yù)測、碳排分析，為鋼鐵廠調(diào)整負(fù)載、調(diào)整負(fù)荷率、削峰填谷、無功補(bǔ)償、更新設(shè)備提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和支持，幫助鋼鐵廠加強(qiáng)能源管理、提高設(shè)備運(yùn)行效率和能源利用效率、保證設(shè)備經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、挖掘節(jié)能潛力，成本低，回收期短，經(jīng)濟(jì)效益明顯，不僅可以提高鋼鐵廠企業(yè)的核心競爭力，同時(shí)是保護(hù)環(huán)境和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)和源泉，響應(yīng)國家對于節(jié)能降耗的政策。

參考文獻(xiàn)

[1]《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》

[2]《浙江省關(guān)于建立健全高耗能行業(yè)階梯電價(jià)和單位產(chǎn)品超能耗限額標(biāo)準(zhǔn)懲罰性電價(jià)的實(shí)施意見（征求意見稿）》

[3]《工業(yè)企業(yè)能源管控中心建設(shè)指南》

[4]耿佳節(jié)《淺談鋼鐵企業(yè)能源管理系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)用》現(xiàn)代信息技術(shù)2096-4706（2018）05-0125-03