能耗在线监测系统在工业节能中的应用

2014-02-02李学臣

绿色科技 2014年11期

王凯，李学臣

（山东省淄博市节能监察支队，山东淄博 255000）

1 引言

随着我国工业经济的不断发展，在“十一五”取得显著效果的同时。节能减排成为工业面临的一个难题，“十二五”期间，我国在《节能减排“十二五”规划》中明确提出“十二五期间，实现节约能源6.7亿t标准煤”等目标。目前，面对复杂多变的经济形势，我国对工业采取“调结构，促转型”政策，同时，国家发改委等部门将加强能耗在线监测系统等自动化技术在工业中的应用，采用新技术来突破节能减排的瓶颈。

2 能耗在线监测系统介绍

能耗在线监测系统是为了改变过去人工定期上报能耗报表，客观反映实际能耗、对不同类别能耗指标进行有效分析而研发的一种智能系统。在能耗在线监测系统中，集成了传感器检测技术、Internet／Intranet网络技术、通讯技术，以及数据库和高级语言编程等技术。

图1 能耗在线监测系统结构框架

图1为能耗在线监测系统结构框架图，从中可以看出此系统主要由4部分组成：第一部分为现场级工作站，主要作用是检测各种物理信号；第二部分为车间级工作站，采集各监测点的监测数据；第三部分是中央控制室工作站，对各车间级的数据进行汇总，并根据数据对装置进行有效控制；第四部分是工程师管理工作站，根据权限对数据进行管理。各部分通过RS485通讯、RS232通讯、以太网通讯、无线通讯等通讯方式连接起来，形成一个整体［1］。

3 能耗在线监测系统在工业中的应用

现以安徽工业大学研发的电能量在线监测系统为例进行说明，该系统已在国内某钢铁集团热电厂成功应用［2］。

3.1 电能量在线监测系统硬件组成

整个系统的硬件组成主要分为4大模块［2］：①多功能电度表模块；②前置机模块；③网络隔离模块；④服务器模块。整个架构如图2所示。

图2 系统硬件结构

前置机有多个RS485或RS232接口，便于与现场智能电表相连，同时还具有RJ45接口，实现与以太网的连接。根据现场电表分布，考虑今后扩展需要，将各电表按地域分成多个电表组，每组通过一路RS－485总线与前置机端口直接相连［3］。

根据电厂规定，本系统采用Modbus串行协议与运行在MIS系统上一台数据服务器相连。前置机通过一个RS485端口和ADAM－4572的Modbus端口相连，ADAM－4572的以太网端口则连至MIS系统局域网上，实现与数据服务器的通讯。

3.2 电能量在线监测系统软件结构

该系统的软件结构可以分为3层，系统软件结构图如图3所示［2］。

硬件支持层是整个系统运行的基础，主要包括前置机、网络、计算机、通讯系统、服务器。

中间层是该系统的前置机使用Windows2000操作系统，服务器使用 Windows Server2003操作系统。中间层的上一层称之为应用层，应用层根据软件系统架构可分为：前置机层、服务器层、web浏览层。

图3 系统软件结构

前置机层安装有CCM监控通讯组态软件，主要功能有：①数据采集.可以根据用户设定的采集时间间隔对电度表的各项数据进行采集。②数据存储.前置机主要用来采集电量并与服务器进行网络通讯，把数据传到服务器中进行存储。③网络通讯.该软件通过OPC方式与CCM交换数据，并通过Modbus／RTU协议实现前置机和数据服务器间的收发数据。④规约设置.该软件可针对不同电表进行规约设置。⑤参数设置：对每块表对应的串口号、接口地址等进行相应设置。⑥电表ID重置：每块电度表在出厂时都指定了一个唯一的识别地址，该软件可通过对电表发送报文以修改电表的识别地址，维护起来十分方便［4］。

服务器层装有数据召唤软件，该软件是在VS2010环境下，使用VB.NET编写的。WEB浏览层：监测网站是基于ASP.NET技术，采用C＃编程语言开发的。

WEB浏览层的主要功能有以下几点［5］：①数据查询：操作人员可查历史任意时刻数据。②报表管理：报表管理提供了每个变电站电量使用情况的年月日报表。③权限管理：实现了对系统用户权限的管理。④警告数据：如电表电量发生异常，会产生报警，并记录到数据库。⑤日志记录：日志管理记录了系统用户的登录、数据出错和修改数据的情况。