【摘要】能源已是當今世界經(jīng)濟發(fā)展受到關注的一個焦點問題，世界各國都在制訂適合于自己發(fā)展的新能源開發(fā)計劃，人們一方面在不斷尋求新的能源，另一方面也在采取各種措施節(jié)約能源。我國能源更是面臨著巨大的壓力，因此，搞好能源管理，提高能源使用效率，刻不容緩。本文主要介紹能源管理系統(tǒng)的建設。描述了能源管理系統(tǒng)建設的意義和目的，分析了能源管理系統(tǒng)建設的目標和核心，指出能源管理的核心主要是能源價值的管理。

關鍵詞：能源管理系統(tǒng)；核心；組織機構；數(shù)據(jù)采集

1、引言

國家部委要求“有條件的企業(yè)要建立能源管理中心，應用計算機對能源進行管理、調(diào)度，實行能源優(yōu)化配置。”大中型企業(yè)建立能源中心，在貫徹產(chǎn)業(yè)政策、降低生產(chǎn)成本、減少事故損失、保證產(chǎn)品質(zhì)量、資源能源利用以及節(jié)能減排方面具有積極作用，能夠顯著提升企業(yè)的內(nèi)部管理水平和競爭實力。小型企業(yè)建立能源管理系統(tǒng)協(xié)助人員進行管理，對節(jié)約能源、節(jié)能減排也具有很積極的意義。

2、能源管理系統(tǒng)的功能

大型聯(lián)合企業(yè)對水、電、氧氣、氮氣、氬氣、各種煤氣等能源介質(zhì)的依賴度很高。一方面要求各種能源介質(zhì)連續(xù)、穩(wěn)定供給；另一方面，伴隨著產(chǎn)品的生產(chǎn)，將產(chǎn)生大量不同熱值的煤氣（焦爐煤氣、高爐煤氣及轉(zhuǎn)爐煤氣等），還會因冷卻過程中的熱交換而產(chǎn)生大量的蒸汽。生產(chǎn)流程中絕大多數(shù)能源介質(zhì)處于邊生產(chǎn)、邊使用的平衡狀態(tài)。而不同的能源介質(zhì)又可根據(jù)實際情況進行相互轉(zhuǎn)換（如由焦爐煤氣與高爐煤氣合成轉(zhuǎn)爐煤氣、由煤氣轉(zhuǎn)換為蒸汽、由蒸汽轉(zhuǎn)換為電能等），每一種能源介質(zhì)的平衡變化將影響其他能源介質(zhì)的生產(chǎn)。因此，數(shù)量龐大的能源介質(zhì)如何平衡，如何經(jīng)濟合理地使用，成為企業(yè)面對的一個問題。另外，企業(yè)作為污染排放大戶，能源的合理使用與平衡調(diào)配，對環(huán)境保護起著至關重要的作用。為了穩(wěn)定供應、調(diào)配和產(chǎn)出各種能源介質(zhì)，并通過能源的運用將能源成本降至低限，實現(xiàn)能源供應和生產(chǎn)合理化，基于分散控制、集中管理和優(yōu)化分配理念及計算機技術的能源管理系統(tǒng)（EMS）應運而生。通過建設EMS，可達到如下目標：

1. 監(jiān)控能源運行、使用與分配，實現(xiàn)能源數(shù)據(jù)采集、能效分析、負荷分擔、負載均衡等功能，全局性優(yōu)化能源供給，提升能源管理水平。
2. 實現(xiàn)能源應用可視化、直觀化，圖示能源運行狀態(tài)、實時顯示能源介質(zhì)參數(shù)、歷史和實時趨勢，提供豐富的能源管理專業(yè)報表。
3. 提高能源系統(tǒng)運行能力，通過及時發(fā)現(xiàn)能源系統(tǒng)故障及對故障的快速響應，提高能源供應可靠性與安全性，擴大節(jié)能降耗的改善空間，降低噸鋼能耗以及環(huán)保成本。
4. 實現(xiàn)能源使用追溯與預測，對各部門能源實績進行集中管理，為節(jié)能增效提供追溯手段，并可輔助企業(yè)決策層對節(jié)能增效狀況的預測，指導制定管理策略。

3、能源管理的組織機構

能源管理系統(tǒng)既然是一個信息化系統(tǒng)，就需要貫徹良好的組織思想，并有個機構能很好的執(zhí)行這個思想和相關制度。目前大中型企業(yè)針對能源管理的組織機構設置，有成立能源環(huán)保部（純管理機構）、能源部（能源管理和能源生產(chǎn)機構）、有成立能源管控中心（能源管理和能源生產(chǎn)機構）、有集中在生產(chǎn)中心（公司生產(chǎn)和能源管理機構）、有成立專門的能源管理科室（管理機構）等多種形式。不同的組織機構的管理職責差別不大，但管理權限，特別是處罰、糾偏、指導能源管理的組織權利有差別。另外，部分企業(yè)的能源管理機構兼具能源生產(chǎn)的職能，如果沒有一個強有力的體系保障，運行的效果會有很大差別。小型企業(yè)可能是某個人能源管理，很大程度上取決于對生產(chǎn)和設備的熟悉程度，或者是個人責任，以及能源管理系統(tǒng)的優(yōu)劣。沒有哪一種能源管理的組織就是好的，關鍵在于是否能夠好的貫徹公司的能源管理制度、貫徹能源價值管理的理念，將能源成本控制到很小。管理要有性，能源的管理部門應該是能源直接考核權的部門。

4、PLC采集電能數(shù)據(jù)的應用

根據(jù)能源管理系統(tǒng)的要求，需要對功率大于55kW的設備安裝電能表以對電能數(shù)據(jù)進行采集。公司兩條熟料生產(chǎn)線大于55kW的設備數(shù)量有：A、B線配料站4臺；A線生料磨23臺；A線窯尾4臺；A線窯頭煤磨47臺；B線生料磨14臺；B線窯尾4臺；B線窯頭煤磨36臺，合計132臺。兩條熟料線需要讀取的電能表數(shù)量遠小于PLC所能攜帶電能表數(shù)量，出于技術可行性和節(jié)約成本考慮，只需要一臺PLC即可實現(xiàn)A、B線所有電能表數(shù)據(jù)讀取。A線窯頭煤磨電能表數(shù)量多，因此把PLC放置于該電力室DCS柜內(nèi)。數(shù)據(jù)采集需要組建一個通信網(wǎng)絡，把PLC與各電力室電能表連接起來。公司A、B熟料線配置有一套DCS控制系統(tǒng)，網(wǎng)絡結構為環(huán)網(wǎng)，各電力室DCS柜安裝有一臺帶2光口和8電口的交換機，交換機間采用四芯多模光纖連接，電能采集與DCS系統(tǒng)不共用網(wǎng)絡。組建電能采集環(huán)網(wǎng)，需要在各電力室DCS柜增加一個帶2光口的RS485光電轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器需要支持冗余環(huán)網(wǎng)。RS485光電轉(zhuǎn)換器電口A、B端與電能表A、B端連接，光口分為兩組，1、2口為一組（1口為發(fā)送端，2口為接收端），3、4口為一組（3口為發(fā)送端，4口為接收端），兩個電力室轉(zhuǎn)換器間的連接遵循發(fā)送口連接接收口原則，如A線生料磨的4口和3口要分別和A線窯尾1口和2口連接。環(huán)網(wǎng)組建完成后，A線窯頭煤磨電力室內(nèi)的224XPPLCPORT0口和PORT1口、RS485轉(zhuǎn)換器、電能表間采用DP接頭按首尾相連方式連接，PORT0口、PORT1口、RS485轉(zhuǎn)換器、電能表相當于并聯(lián)在一起，連接PORT0口的DP接頭需要帶有編程口以便調(diào)試。CP243-1與數(shù)據(jù)采集服務器通過以太網(wǎng)連接。各電力室間電能表通過光纖連接可實現(xiàn)電氣隔離，避免電能表間互相干擾。為合理分配PLC兩個通信口資源，編寫程序時需要對每個通信口讀取電能表數(shù)量進行分配，PORT0口負責讀取A線窯頭煤磨、窯尾、生料磨共74臺電能表電能數(shù)據(jù)，PORT1口負責讀取B線窯頭煤磨、窯尾、生料磨及A、B線配料站共58臺電能表電能數(shù)據(jù)。PORT0口和PORT1口為MODBUSRTU主站接口，電能表均為從站。

5、安科瑞能源管理云平臺

5.1 平臺架構

5.2 平臺功能

5.3 訪問方式

5.4 硬件選型

6、結束語

大型聯(lián)合企業(yè)建設能源管理系統(tǒng)，對能源生產(chǎn)分散控制，集中監(jiān)視、管理，保證了企業(yè)能源供應的連續(xù)、穩(wěn)定。能源管理系統(tǒng)建設是一個系統(tǒng)工程，不僅需要建立一套能源系統(tǒng)運行和基礎管理體系，還需要建立一個符合冶金企業(yè)實際的管控一體化系統(tǒng)，更要建立一組以企業(yè)效益大化為目標的能源考核和管理標準。目前，能源管理系統(tǒng)的發(fā)展一方面按照以工序、產(chǎn)品品種為單位的能耗精細化管理方向，深入挖掘節(jié)能措施；另一方面，通過引入各種數(shù)學手段，進行深入的數(shù)據(jù)分析、建模、尋優(yōu)，以期在能源優(yōu)化平衡、預測及調(diào)度方面有所突破。另外，在能源管控中心建設方面，已由原先單一的能源管控中心逐步向綜合性的管控中心方向發(fā)展。

【參考文獻】

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