通信網(wǎng)關(guān)pFieldComm在鋼廠能源管理系統(tǒng)EMS中的應(yīng)用

1．應(yīng)用背景

某鋼鐵企業(yè)下屬礦山、燒結(jié)、焦化、煉鐵、煉鋼、軋鋼、動力、運輸?shù)?SPAN lang=EN-US>10個鋼鐵主體生產(chǎn)廠，12個輔線單位。為了適用不斷變化的市場需求，及時調(diào)整生產(chǎn)策略，通過能源中心建設(shè)，依托EMS管理系統(tǒng)，對能源生產(chǎn)、能源管理、能源調(diào)度進行扁平的一體化管理，統(tǒng)一煤氣調(diào)度、優(yōu)化煤氣平衡、減少煤氣放散、提高環(huán)保質(zhì)量、降低噸鋼能耗、提高勞動生產(chǎn)率和能源管理水平，使能源管理由事后的、粗放管理模式向事前的、精細化管理模式轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)能源的穩(wěn)定、安全、高效生產(chǎn)，形成適用于大型鋼鐵企業(yè)的能源在線監(jiān)測、能效分析平臺和企業(yè)級能源優(yōu)化系統(tǒng)，實現(xiàn)節(jié)能降耗的技術(shù)提升和創(chuàng)新，顯著降低了企業(yè)的能耗。

2．系統(tǒng)說明

典型能源系統(tǒng)架構(gòu)包括能源調(diào)度管理中心、通訊網(wǎng)絡(luò)、遠程數(shù)據(jù)采集單元等三級物理結(jié)構(gòu)，符合基于基礎(chǔ)自動化向信息化建設(shè)發(fā)展的原則。其中能源調(diào)度管理中心對能源系統(tǒng)采用分散控制和集中管理，使運行管理和調(diào)整決策建立在可靠的過程信息之上，從而減少管理控制環(huán)節(jié)，提高工作效率，實現(xiàn)“數(shù)字化”的能源輸配及平衡。建立客觀能源消耗評價體系為進一步對能源數(shù)據(jù)進行挖掘、分析、加工和處理提供條件；通訊網(wǎng)路層采用工業(yè)級以太網(wǎng)交換機，建立分區(qū)域的冗余環(huán)網(wǎng)，環(huán)與環(huán)之間采用耦合拓撲結(jié)構(gòu)進行連接，從而建立高可靠專有的能源數(shù)據(jù)采集通訊網(wǎng)絡(luò)；遠程數(shù)據(jù)采集單元以網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)采集站為核心，通過數(shù)據(jù)采集、通訊、協(xié)議轉(zhuǎn)換等技術(shù)手段，將能源介質(zhì)參數(shù)的采集與生產(chǎn)控制系統(tǒng)隔離，它對下連接現(xiàn)場控制層，對上通過網(wǎng)絡(luò)提供連續(xù)、真實、可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)，，它不僅負責(zé)現(xiàn)場控制設(shè)備的實時數(shù)據(jù)采集，而且在系統(tǒng)中起到上傳下達的重要作用是整個生產(chǎn)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

該企業(yè)各廠區(qū)地理位置比較分散，監(jiān)控的設(shè)備種類繁多主要設(shè)備有Modicon Quatumm PLC系統(tǒng)Siemens S7-200、Siemens S7-300、SiemensS7-400、GE VersaMax PLC系統(tǒng)、GE 90-30 PLC系統(tǒng)GE 90-70 PLC系統(tǒng)、AB PLC5、AB ControlLogix5000系統(tǒng)、okogawa的CS1000、CS3000系統(tǒng)、 ABB AC800M DCS系統(tǒng)等。產(chǎn)品涉及廠家多，協(xié)議多樣化。因此造成基礎(chǔ)能源數(shù)據(jù)的采集比較困難。

3．解決方案

該企業(yè)為了解決信息集成中由于各信息化軟件系統(tǒng)、控制及數(shù)據(jù)采集設(shè)備通訊協(xié)議不一致、造成系統(tǒng)通訊連接和數(shù)據(jù)交換成本加大的困難。采用了力控華康pFieldComm網(wǎng)關(guān)服務(wù)器，消除了“信息孤島”。

力控華康pFieldComm系列工業(yè)通訊網(wǎng)關(guān)采用高性能的嵌入式計算平臺，服務(wù)內(nèi)核軟件可運行于桌面操作系統(tǒng)或嵌入式操作系統(tǒng)中，是一個脫離于具體硬件設(shè)備接口的通訊服務(wù)平臺，該系統(tǒng)擁有高性能的實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（原型為Unix下標準C開發(fā)），具有多種通訊采集和轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)約庫。可以實現(xiàn)采集多個不同子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)集中匯總、分類和預(yù)處理，可以簡化系統(tǒng)中異種協(xié)議的轉(zhuǎn)換和系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)過程，異種協(xié)議容易接入并可轉(zhuǎn)換為標準協(xié)議（如OPC方式）與其它系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。

力控華康pFieldComm支持對多個上級調(diào)度等平臺系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)與上傳。可作為分布式數(shù)據(jù)采集裝置、工業(yè)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)、電力通訊服務(wù)器或通訊前置機等使用，同時實現(xiàn)了多個互聯(lián)子系統(tǒng)之間的物理級安全隔離，同時結(jié)合了軟件和網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、遠程組態(tài)技術(shù)，使得系統(tǒng)更加穩(wěn)定、易于使用和維護。

4．總結(jié)
該鋼廠能源管理系統(tǒng)（EMS）通過力控華康pFieldComm將設(shè)備種類繁多、協(xié)議多樣的數(shù)據(jù)進行整合實現(xiàn)了能源系統(tǒng)分散的數(shù)據(jù)采集和控制、集中的管理調(diào)度和能源供需平衡以及能源預(yù)測，為在生產(chǎn)全過程中較好地實現(xiàn)節(jié)能、降耗和環(huán)保的目標創(chuàng)造條件。即對生產(chǎn)能源數(shù)據(jù)進行采集、加工、分析，處理以實現(xiàn)對能源設(shè)備能源實績、能源計劃、能源平衡、能源預(yù)測等全方位的監(jiān)控和管理功能，達到企業(yè)節(jié)能增效的目的。