鋼鐵廠EMS能源管控平臺解決方案

時間：2022-09-19

安科瑞電氣股份公司周曉麗

摘要：能源消耗量大、能源運輸供給不足、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，采用自動化、信息化技術，實現(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化、合理化、科學化管理，使能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過程結(jié)合起來，運用**的數(shù)據(jù)處理與分析技術，進行離線生產(chǎn)分析與管理，實現(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，達到節(jié)能降耗和提升整體能源管理水平的目的。

關鍵詞：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*的節(jié)能技術手段，它利用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術手段，對鋼鐵廠的能源體系運行進行全方面監(jiān)控，并為生產(chǎn)組織、能源調(diào)度和其它能源業(yè)務管理提供數(shù)據(jù)支撐，并通過系統(tǒng)化管理，使鋼鐵廠達到利用能源和節(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)的建設應用中受益。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、工藝設備建設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嚴重等問題。

1 安科瑞EMS能源管控平臺建設的技術路線和意義

安科瑞EMS能源管控平臺主要運用各種技術手段，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，通過**技術手段或采集管理設備將分布于鋼鐵廠各個角落的自動化控制設備、能源儀表、環(huán)境傳感器等各種工業(yè)單元進行整合和連接，形成數(shù)據(jù)信息網(wǎng)，按照鋼鐵廠業(yè)務管理需要實時獲取數(shù)據(jù)，并在此基礎上依據(jù)不同的業(yè)務需要建立多樣化能源生產(chǎn)控制數(shù)學模型與管理模型，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，實時、全方面、立體地展示車間區(qū)域、廠區(qū)域乃至整個鋼鐵廠區(qū)域的能源配置使用現(xiàn)狀、工藝設備運行現(xiàn)狀、物流組織現(xiàn)狀、環(huán)保管理現(xiàn)狀等。供用戶對當前生產(chǎn)形式進行即時調(diào)整，同時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行能源集中、扁平化、精細化控制，可降低人工成本，提升鋼鐵廠企業(yè)管理效率，減少事務處置環(huán)節(jié)，為鋼鐵廠的精細化管理提供基礎數(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，而且它對于事故預案的制定和執(zhí)行、事故原因的快速分析和事故的及時判斷處理、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)絡架構(gòu)

安科瑞能效管理方案由設備層、傳輸層、數(shù)據(jù)層、服務層組成。

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

傳輸層（邊緣計算網(wǎng)關）可通過RS485專線或無線通訊采集末端設備數(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房服務器中）處理傳輸層上傳數(shù)據(jù)，并為服務層業(yè)務做服務，可與鋼鐵廠的生產(chǎn)系統(tǒng)或者其他相關系統(tǒng)做數(shù)據(jù)對接。

服務層（一般部署在鋼鐵廠機房服務器中）提供數(shù)據(jù)分析、能源管理、能耗預測、事件報警等功能。

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，包括異常報警情況（數(shù)據(jù)異常/設備異常）、水、電等能源用能情況、光伏發(fā)電情況。

實時監(jiān)測:能夠?qū)崟r監(jiān)控鋼鐵廠高低壓供配電系統(tǒng)開關柜、變壓器微機保護測控裝置、發(fā)電機控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調(diào)、事故報警及記錄等。

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

主要用能設備監(jiān)測：對鋼鐵廠主要用能設備進行用能分析和實時監(jiān)測，計算設備能效是否與標稱能效對標。

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，計算單位產(chǎn)品標煤消耗量或者萬元產(chǎn)值標煤消耗量，單耗可以按照車間、產(chǎn)線等不同對象來計算統(tǒng)計。

能效對標：通過和國內(nèi)行業(yè)成員值、引導值進行比對，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：采集鋼鐵廠工藝用電、廠務用電、純水、氮氣、壓縮空氣等消耗量，同環(huán)比對比分析，能耗總量和能耗強度計算，標煤計算和CO2排放統(tǒng)計趨勢。

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

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)計劃、檢修計劃以及其它方面的生產(chǎn)實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體系中的不合理因素，管理人員能夠結(jié)合當前生產(chǎn)組織現(xiàn)狀及時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化、信息化技術和集中管理模式，對鋼鐵廠的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理，監(jiān)測鋼鐵廠電、水、燃氣、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、重大能耗設備的能源利用情況等進行能耗統(tǒng)計、同環(huán)比分析、能源成本分析、用能預測、碳排分析，為鋼鐵廠調(diào)整負載、調(diào)整負荷率、削峰填谷、無功補償、更新設備提供基礎數(shù)據(jù)和支持，幫助鋼鐵廠加強能源管理、提高設備運行效率和能源利用效率、保證設備經(jīng)濟運行、挖掘節(jié)能潛力，成本低，回收期短，經(jīng)濟效益明顯，不僅可以提高鋼鐵廠企業(yè)的核心競爭力，同時是保護環(huán)境和社會可持續(xù)發(fā)展的基礎和源泉，響應國家對于節(jié)能降耗的政策。

參考文獻

[1]《2030年前碳達峰行動方案》

[2]《浙江省關于建立健全高耗能行業(yè)階梯電價和單位產(chǎn)品**能耗限額標準懲罰性電價的實施意見（征求意見稿）》

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