刘祥银，翟乃波

1 前言

山东泰山钢铁集团公司现有能源介质包括高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气、氧气、氮气、压缩空气、氩气、蒸汽和水。其中水部分又包括新水、中水、软水，分别采用不同类型的仪表计量。现有气（汽）体计量仪表128个，水表51个，测量点分布广泛，需要抄表人员巡走各个测量点仪表进行抄表。虽然能够得到相关的数据，但是仍存在以下问题：抄表人员不可能同时抄录多个测量点仪表，数据存在时间上的偏差，使得所抄数据存在时间上不统一；仪表数据抄录需要耗费大量的人力、物力，且很容易造成人为误差；调度人员不能在同一时间全面掌握介质使用情况，无法对调度作出很准确的判断；抄表人员抄录的只是某一时刻的数据，不能实时记录所有历史的数据，不利于对数据的分析。

工业生产分析指导的有效性取决于数据报表的及时性及准确性。现有的数据报表时间上存在滞后性；数据在时间上缺乏连贯性和统计分析的价值；人为误差会影响事后分析的准确性。能源管理的落后给能源计量客观、全面、准确的评价造成很大的影响，影响了后期决策与精准管理。为了能源的优化配置，实时反映能源运用情况，并对能源的使用状况进行科学分析，使能源的利用更加符合公司本身发展的实际状况，从而节约能源、充分利用能源。在现有信息化系统的基础上，构建和实施能源介质管理系统，加强能源的管理和应用。

2 方案的构建和实施

为了加强泰钢的能源管理，解决整个集团公司能源数据的采集和远距离传输问题，实现对能源使用情况的全面掌控，采用功能强大、可靠性高的MOXA串口服务器和力创GPRS无线通信模块对现场计量仪表进行数据采集，同时综合运用Internet和先进的移动GPRS网络，融合较先进的数据采集技术、计算机技术、通信技术和软件技术，实现测、控、管一体化的综合自动化功能。

2.1 方案选择

针对反映能源介质的重要数据不易全面实时观测，且不能够根据历史数据进行故障原因分析，报表存在人为误差、滞后等问题，进行现场调研，并联系软件公司上门调研讨论，尝试设计各种方案。通过前期调研，提出了可行性方案，即通过管理系统的服务器组态软件的智能仪表驱动程序，通过串口服务器或者无线GPRS对各数采点各种计量仪表的数据进行实时采集。根据流程图对分布在公司各个地方的现场128块气体仪表和51块水表反复进行测试通讯，看是否符合上线条件。对符合上线条件的进行统计，不符合通讯条件的进行整改。整改完毕后再进行测试，直至通讯正常。对于仪表出现的硬件问题，等硬件整改具备条件后再测试，汇总现场调研情况，制定下一阶段工作计划。

本系统的设计应结合以下原则：满足系统目标及要求，遵循系统整体性、先进性、可靠性和可扩展性原则，经济合理、资源优化。

服务器操作系统采用了Windows中文版，同时安装了力控组态软件和MOXA串口服务器端口驱动软件NPORT，通过现场串口服务器或无线GPRS，采用RS485仪表通讯，对计量仪表的数据进行采集，并对数据集中存储和处理。同时配置相同的冗余服务器，便于发生故障时切换使用。仪表数据采集并传输到服务器，通过力控组态软件对数据进行整理汇总，实现各种介质的闭环检测，瞬时流量的实时和历史趋势，累积流量的日报表、周报表和月报表，各种功能安全区设置以及各种报警等功能，并将这些功能通过Web发布到互联网上，客户端可以通过浏览器登录查看。

2.2 软件系统的编制开发与硬件系统的安装

初始阶段进行了软件系统的初步编制开发，同时根据能源介质闭环流程图制作了125个介质画面、趋势图、日报表。为了实现多种功能，编写了大量脚本，在此后项目调试过程中，对系统软件部分进行不断修改完善。

对网络整体进行了硬件安装。主要包括光缆、仪表通讯线的敷设，光纤的熔接及测通，服务器的架设，交换机的安装等。共安装光缆7 000余m，仪表通讯电缆14 000多m，现场保护箱40多个，串口服务器28个，无线GPRS传输模块33个，交换机4个，光电收发器60个，服务器2台。能源介质管理网络架构如图1所示。

2.3 系统的现场调试与后期跟踪

系统安装完毕后，对各个仪表计量点流量仪表进行了现场调试，反复测试各仪表RS485通讯是否正常。对能正常采集的仪表，组态服务器上线测试运行，观察运行是否正常、稳定，软件与硬件设备、软件与软件是否有冲突，完成的报表及趋势的统计是否准确和具有指导作用。通过对运行系统试运行期间反复测试、调试，同时不断根据需求，编制大量脚本，完成相应功能，数据采集的可靠性、准确性、可行性得到了保障，系统运行顺畅、准确。

图1 能源介质管理网络架构

3 应用效果

泰钢能源介质管理系统构建和实施完成后，运行稳定，可靠性强，替代了传统的人工抄录仪表数据，保证了采集数据的准确度和实时性，减轻了岗位人员的劳动强度。并对数据进行统计和分析，形成用户需求报表，方便了计算，减少了人力和物力应用。同时方便了不同管理层对能源介质的数据分析与评估、优化配置与应用、监督监控等需求，有效地降低了系统损耗，年可节约成本560多万元。该系统的实施，便于二次开发与数据集成，为生产的工艺优化、生产流程再造提供了可靠的平台与数据基础。