卫宏

摘  要：针对冶金系统能源中心设计建设，根据企业的一般情况，提出了常规的解决方案。设计了包括水、电、风、汽的数据几种通用的采集方案。

关键词：能源采集;集散发布站;冶金系统

中图分类号：TF083 文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）33-0110-03

Abstract： According to the general situation of enterprises according to the general situation of enterprises according to the construction of energy center of metallurgical system a conventional solution is proposed. Several general sampling schemes including water electricity wind steam and steam are designed.

Keywords： energy collection; distributed distribution station; metallurgical system

前言

資源消耗过大、能源输配供给不足、环境污染严重等问题始终制约着钢铁工业稳定快速发展。利用信息自动化技术，对支撑生产过程的能源系统进行全流程实时监控与平衡优化，以提高资源有效利用率，节能增效、减排控耗，这是钢铁工业在资源、能源缺乏的情况下发展循环经济，建立完善的钢铁工业生态循环体系，实现可持续发展的有效手段和重要保障，实现资源配置的最优化。能源管理系统的建设，有助于优化能源管理流程，实现能源设备管理、运行管理、停复役管理等事务的自动化和无纸化，实现集团能源扁平化管理。而这一切的基础是大量数据的采集、传输。

1 自动化现状

冶金企业计量系统能源数据主要包括：水、电、蒸汽、煤气、氧气、氮气、氩气等的采集。能源介质种类多，一般情况下老企业仪表配备率低，基础检测设施落后，仪表检测种类多，信号具备输出的能力差，通讯协议标准参差不齐。

2 设计范围

主要包括煤气、水、电、氧、氮、氩气、压缩空气、蒸汽等介质涉及各级工序主要计量参数的检测、统计、分析，为科学组织生产、节能降耗、进一步提高生产能力提供数据依据。

3 设计原则

由于采集系统具有实时的监视、管理和调度功能，为了保证数据采集及时、准确，保证数据传输的可靠性，对现场的每一个一次或二次仪表进行实地调研，根据各生产分厂的地理位置和工序需求，设置采集子站，铺设能源通讯网络，完成能源数据的采集和传输。

鉴于系统数据采集系统分布范围广，从满足生产工序监视、调度需求和能源资源数据采集、管理、平衡的角度出发，设计原则具体归纳如下：

（1）对部分分散的能源量如水、煤气、氧、氮、氩等能源数据的采集和远程监视，不区分介质种类，按地区就近处理。且在系统设计时，应对其它类数据量进行调查，并留有扩展余地。

（2）考虑到能源数据的分散性和能源检测配备率低的状况，对已经具备采集条件的测点通过各种接入方式，上传至能源数据采集中心。对没有进行检测的点（如计量水系统），从节省资金的原则出发，同时充分考虑重要性、实用性和采集的可靠性，加入一次检测原件（检测原件的选取充分考虑其通讯传输能力），通过采集终端上传至数采平台。

4 解决方案

针对青钢相关技术人员提供的《计量系统能源数据需求》，将能源数据采集情况进行了归类，并逐一提出了解决方案。能源系统存在介质多、分散、分布区域广等特点，采集系统大多采用分布式系统，针对不同检测设备、输出接口、通讯协议，数据集散发布站产品以实现复杂多样的数据源和采集平台之间的信息传递及安全隔离。

4.1 与PLC、DCS系统的采集

此种方案生产线自动化系统一般不需要做任何变动，通过加入工业数据集散发布站，即可实现无扰生产数据采集，其通讯连接方式见图1、图2、图3。

4.2 新增及已有检测仪表的采集

对于需要新增检测设备，检测设备的选型除考虑其检测性能之外，应充分考虑其通讯传输能力，建议选用具有数字信号输出接口的智能仪表，与具有模拟输出的现场检测仪表或二次数显表（不带串口通讯协议）的采集。

新增部分检测设备接入是在原有一次采集设备的基础上，新增具备数字通讯能力的二次数显表，通过集散发布站将信号远传至数据中心。或现场保留已有二次表，经模数转换后，通过集散发布站上传SCADA，具体通讯方式见图4所示。

4.3 电力系统的采集

电力系统进入DCS系统的数据采集可采用1章节，另外对于电能表、直流屏、微机综保单元等相关信号的采集提供以下几种采集方案。

4.3.1 电能表采集

电能量的采集采用智能CLL064-1c采集器或RTU采集终端，通过IEC60870-5-102 TCP/IP规约传至能源数据中心，完成电能消耗的报表分析及统计功能（见图5）。

4.3.2 变电所部分等重要负荷监视

采用PMM2000系列电力网络设备完成数据采集，数据传至能源中心，实现系统的“两遥”功能。采集信号包括用电设备的相电压、相电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能量、频率和总谐波畸变率THD、THI等，其中的电能量计量数据符合IEC61036标准中1级的要求，用于重点工序能耗的分析。

典型通讯网络如图6：

数据采集系统的选型要充分考虑采集信号的稳定性和可靠性，包括各种信号转换器、信号分配器、RTU采集站、中转站、通讯网关等，才能确保基础数据全面，真实、安全，稳定。

此方案设计是以“分散采集、集中管理”为指导思想，通过检测仪表和采集站完成各种过程参数的检测和采集，再使用工业以太网把数据传输到管理平台进行转换处理，使监控系统实时、准确地获得现场数据，实现对参数的集中监视、存储处理和分析。为了简化和降低不同系统对接成本的需要，采用了一些通用的技术手段来解决不同系统的对接问题，以实现不同厂家的硬件和软件所构成的系统之间的数据交换和通讯。

参考文献：

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[2]王学文.能源管理系统的发展[J].石油工业技术监督，2007（06）：5-7.

[3]王艳芬，杜伟，李丽，等.能源数据远程采集系统的软硬件设计[J].硅谷，2010（02）：33.