應(yīng)用背景
國家發(fā)改委會(huì)同有關(guān)部門制定的《節(jié)能減排綜合性工作方案》，明確了2010年中國節(jié)能減排的目標(biāo)任務(wù)和總體要求。《方案》指出，到2010年，中國萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗將由2005年的1.22噸標(biāo)準(zhǔn)煤下降到1噸標(biāo)準(zhǔn)煤以下，降低20%左右；單位工業(yè)增加值用水量降低30%。“十一五”期間，中國主要污染物排放總量減少10%；全國城市污水處理率不低于70%，工業(yè)固體廢物綜合利用率達(dá)到60%以上。
鋼鐵工業(yè)是耗能型工業(yè),其耗能量占我國總能耗的10%左右。當(dāng)前，在我國加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展的進(jìn)程中，能源生產(chǎn)還難以適應(yīng)市場對能源的需求，因此，能源價(jià)格仍呈上升趨勢，這將給耗能型的鋼鐵企業(yè)帶來巨大的市場競爭壓力。
同時(shí)冶金工業(yè)能耗居高不下和環(huán)境質(zhì)量不如人意是長期困擾冶金企業(yè)發(fā)展的難題，尤其是黨的十七大提出把節(jié)能環(huán)保作為一項(xiàng)基本國策，保持國民經(jīng)濟(jì)的又好又快發(fā)展，采用信息技術(shù)作為平臺(tái), 綜合新技術(shù)、新工藝、配套技術(shù)和管理措施, 減少消耗, 形成安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)和高效的能源供給系統(tǒng), 對于降低鋼鐵生產(chǎn)成本, 改善環(huán)境質(zhì)量, 提高產(chǎn)品的市場競爭力具有極為重要的意義。
鋼鐵廠的能源消耗約占鋼鐵成本的20%~40%。不同的裝備水平, 工藝流程, 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和能源管理水平對能源消耗都會(huì)產(chǎn)生不同的影響。實(shí)用經(jīng)濟(jì)的節(jié)能技術(shù)、數(shù)字化的平衡輸配系統(tǒng)和基礎(chǔ)能源管理是現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的基礎(chǔ)技術(shù)措施。建設(shè)集中統(tǒng)一的能源管理系統(tǒng)是數(shù)字化能源管理的技術(shù)支持措施, 也是大型鋼鐵企業(yè)提高節(jié)能效益的重大技術(shù)裝備措施, 應(yīng)從企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的高度認(rèn)識建設(shè)企業(yè)能源管理系統(tǒng)的必要性和迫切性。
從新一代鋼鐵企業(yè)信息化的發(fā)展趨勢以及鋼鐵企業(yè)信息化的特點(diǎn)出發(fā)，深入分析鋼鐵企業(yè)能源管理信息化技術(shù)的特點(diǎn)、現(xiàn)狀、問題，提出鋼鐵能源管理信息化總體規(guī)劃。推進(jìn)能源管理信息化健康發(fā)展，實(shí)現(xiàn)管控銜接，提高企業(yè)管理水平和控制水平，增強(qiáng)鋼鐵企業(yè)的核心競爭能力。
解決方案
基于Proficy Historian實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫主要完成如下應(yīng)用功能：
1) 能源實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析和處理；
2) 能源實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的共享。
基于iFix及Portal軟件主要完成如下監(jiān)控功能:
1) 完成能源數(shù)據(jù)采集和基本處理；
2) 完成能源生產(chǎn)工藝、管網(wǎng)以及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視（通過監(jiān)視終端、大屏幕和WEB訪問）；
3) 能源實(shí)時(shí)預(yù)測與優(yōu)化調(diào)度；
4) 完成歷史數(shù)據(jù)的歸檔記錄和查詢；
5) 完成能源設(shè)備遠(yuǎn)程控制；
6) 進(jìn)行報(bào)警、事件等異常處理；
7) 進(jìn)行數(shù)據(jù)的配置管理；
8) EMS系統(tǒng)監(jiān)控診斷功能等。
應(yīng)用方案說明
實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件采用iFIX 5.1，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫軟件采用GE 智能平臺(tái)的Proficy Historian實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和Proficy Realtime Information Portal 數(shù)據(jù)可視化分析及WEB發(fā)布系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)邯鋼的企業(yè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫平臺(tái)和生產(chǎn)信息WEB發(fā)布系統(tǒng)的功能。
網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
能源管控系統(tǒng)專用網(wǎng)絡(luò)采用工業(yè)以太網(wǎng)、中央核心交換網(wǎng)絡(luò)和標(biāo)準(zhǔn)客戶以太網(wǎng)的三層結(jié)構(gòu)，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用環(huán)形結(jié)構(gòu)加星型結(jié)構(gòu)的混合結(jié)構(gòu)。
設(shè)計(jì)采用2臺(tái)三層交換機(jī)作為核心管理交換機(jī)，所有服務(wù)器、關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及工業(yè)光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)將連接到核心交換機(jī)的千兆端口上。操作站、打印機(jī)連接到另外2臺(tái)24口10/100Base-TX工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)提供的網(wǎng)絡(luò)端口上。
調(diào)度監(jiān)控部分
在能源中心大廳配置的調(diào)度人員監(jiān)控客戶機(jī)，作為整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行操作工作站，使運(yùn)行人員對能源數(shù)據(jù)和設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。
終端包括電力系統(tǒng)（2臺(tái)）、燃?xì)庀到y(tǒng)（1臺(tái)）、水系統(tǒng)（1臺(tái)）、空壓風(fēng)系統(tǒng)（1臺(tái)）等設(shè)備。這些操作站完成潮流監(jiān)視、設(shè)備狀態(tài)顯示、操作畫面，信息顯示、實(shí)時(shí)曲線、參數(shù)設(shè)定、語音報(bào)警等功能。在操作站上還可進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢、報(bào)表查詢、報(bào)表打印等工作。
SCADA軟件采用GE智能平臺(tái)的IFIX SCADA監(jiān)控軟件。IFIX SCADA直接通過能源網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場采集站進(jìn)行通訊，采集能源數(shù)據(jù)，并通過人機(jī)交互的工藝流程、操作界面和報(bào)警、趨勢、事件等窗口實(shí)現(xiàn)能源調(diào)度人員的日常生產(chǎn)監(jiān)控、操作和調(diào)度的應(yīng)用需求，提供客戶端，工程師站以及大屏幕工作站系統(tǒng)的數(shù)據(jù)服務(wù)功能。
SCADA系統(tǒng)軟件提供包括MODBUS、OPC等通訊協(xié)議，用于實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場各采集站的通訊和數(shù)據(jù)采集，同時(shí)具備OPC Server、ODBC、API等接口能力，用于實(shí)現(xiàn)與新興鑄管現(xiàn)有信息化系統(tǒng)以及現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等通訊。
SCADA系統(tǒng)軟件具有編程開發(fā)能力和內(nèi)嵌第三方應(yīng)用的能力，能夠支持編寫復(fù)雜的邏輯運(yùn)算。具備能夠接受GPS時(shí)間同步裝置的時(shí)間信號進(jìn)行時(shí)間同步，所有遙信、遙測、遙調(diào)和遙控信號具有帶毫秒時(shí)標(biāo)功能，精確到1ms。
SCADA系統(tǒng)軟件的應(yīng)用開發(fā)具備軟件自動(dòng)版本管理功能，支持多人同時(shí)開發(fā)，并具有修改自動(dòng)同步和更新網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)的功能。
SCADA軟件具有良好的圖型界面開發(fā)環(huán)境，友好的人機(jī)界面，完整的功能模塊，對邏輯控制，順序控制,連續(xù)控制等有良好的支持。
SCADA軟件性能指標(biāo)滿足如下要求：
畫面數(shù)據(jù)刷新時(shí)間≤1s；
變位響應(yīng)時(shí)間≤2s；
遙控響應(yīng)時(shí)間≤3s；
遙調(diào)響應(yīng)時(shí)間≤3s；
冗余切換時(shí)間≤2s。
煤氣柜位預(yù)測和調(diào)度畫面
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫部分
配置2臺(tái)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器實(shí)現(xiàn)雙機(jī)冗余。主要用于全廠燃?xì)庀到y(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、水系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、工藝系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ),為調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)提供重要的能源實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫軟件采用GE智能平臺(tái)的大型實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫采用雙機(jī)冗余配置，具備負(fù)載均衡和集群功能，通過集群實(shí)現(xiàn)電力、水、動(dòng)力等不同能源介質(zhì)的分析處理應(yīng)用，不同能源介質(zhì)納入一套數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一管理。
Web畫面發(fā)布
Web服務(wù)器安裝Windows 2008 Server操作系統(tǒng)和GE公司的Proficy Portal 企業(yè)版V3.5 來實(shí)現(xiàn)畫面Web發(fā)布。Web發(fā)布的主要內(nèi)容包括基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)的管理界面?；A(chǔ)能源管理工作站及WEB工作站可通過網(wǎng)絡(luò)訪問能源管理界面。
