浅谈工业企业能源管理系统在钢铁企业的建设应用-安科瑞 顾城

摘要∶钢铁企业的供能质量对钢铁产品优劣有着直接的关系，同时能源消耗直接影响钢铁产品的成本 ，进而影响到一个企业的竞争力。另外，钢铁企业作为污染排放大户，能源的合理使用与平衡调配 对环境保护起着 至关重要的作用。能源管理系统（下称EMS）作为钢铁企业能源系统的核心，通过对能源系统的集中监控和有效管理。实现大幅度提高钢铁企业能源系统劳动生产率。在能源系统异常和发生事故时，EMS 能做出及时、快速和准确的处置.把能源系统故障所造 成的影响控制在较低限度 确保能源设备的安全运行和稳定供能。并充分利用钢厂二次能源，确保生产经济合理运行，实现节能和环保效益。

关键词∶工业企业能源管理系统；节能降耗；降低成本；多功能电力仪表；物联网仪表；智能网关

1、能源管理系统建设的技术路线和意义

能源管理系统主要运用各种技术手段，以节能降耗、优化输配，合理使用绿色清洁生产为目标，通过技术手段或采集管理设备将分布于全公司各个角落的自动化控制设备、能源仪表、固体料计量磅秤仪表、环保检测站等各种工业单元进行有机整合和连接，形成数据信息网，按照业务管理需要实时获取数据，并在此基础上依据不同的业务需要建立多样化能源生产控制数学模型与管理模型，再以各种功能丰富的软件，系统作为数据计算、展示，管理的载体，以不同的信息形态面向企业各层级用户，实时，多方面立体地展示车间区域厂区域乃至全公司区域的能源配置使用现状、工艺设备运行现状、物流组织现状，环保管理现状等。

能源管理系统通过实行能源集中，扁平化、精细化控制，可降低人工成本，提升企业管理效率，减少事务处置环节，为企业的精细化管理提供基础数据，这对优化能源产耗平衡减少煤气放散提高环保质量、降低吨钢能耗都有重要作用，而且它对于事故预案的制定和执行、事故原因的快速分析和事故的及时判断处理、正常和异常情况下的能源供制的合理调整和平衡都是十分有效的。能源管理系统建设结构示意图如图1所示。

2、能源管理系统的开发实施要点

2.1建立完善能源管理系统网络

能源管理系统网络要与现场自动化工业网络环境达到无缝衔接，实现数据安全采集。钢铁企业往往存在厂区分布状况复杂、工业网络设施部署复杂、工业自动化设备状况复杂、仪表安装使用情况复杂等问题。能源管理系统的成功构建离不开大量现场实时生产、管理、计量等信息数据的支撑，因此构建专业密闭隔离安全的能源网络显得十分重要。能源管理系统长久稳定的运行，必须要具备既符合企业能源系统建设需求和网络现状的技术路线的支撑，又要合理部署能够将现场工业网络与能源管理网络有效隔离的高性能安全设备，既保证能源管理系统采集数据的需要，又可以阻断非法信息及病毒在网络之间的传输，尤其是确保现场工业网络的安全。

2.2 规划能源数据采集体系及实施过程监控系统（SCADA系统）

钢铁企业的生产工序环节较多，现场管理数据的工业自动化设备的种类、应用方式也大相径庭，而且能源管理体系的管理手段也很多样。因此，数据采集单元的建立应充分了解并掌握不同生产工艺环节的设备现状、数据管理现状、生产组织现状以及设备检修现状，并按照不同能源介质的计量和管理专业性，灵活采用不同的数据采集设备接入现场，并配备专业的数据存储、处理服务器，在按照系统建设需求实现数据采集的同时，减少整个能源管理系统以及现场工业自动化控制系统的安全性和可维护性。数据采集对象的选择应该按照工艺监控的实际需求、能源工艺体系输配和平衡的要求、能源管理的精度和粒度等多个方面衡量选择。

2.3设计集中统一的能源基础信息管理系统

作为一个建立在基础数据采集、管理之上的平台，基础能源管理系统可以综合各能源管理业务处室之间的需求，利用信息化技术手段（报表、趋势、统一发布、权限管理、预测调度等），通过建立计划、调度，指标考核，设备管理和环保管理等功能模块，实时再现能源管理环节的过程映像，提升整体能源管理的统一性，针对性，使运行管理和调整决策建立在可靠的过程信息之上。

2.4 与ERP系统和MES系统之间的无缝集成和信息传递

能源管理系统与ERP系统、MES系统之间实现无缝集成，是确保能源管理功能完整实现，能源成本系统核算管理功能完整实现以及ERP系统/MES系统信息完整的重要技术保证。能源管理系统可以向ERP系统 、MES系统提供完整的能源分析数据和分析结果，ERP或MES系统也将按照能源管理和趋势预测分析的需要，向能源管理系统提供全企业的生产计划，检修计划以及其它方面的生产实际信息和过程控制信息。这种多样化的信息交互方式能够更好地解决企业能源评价体系中的不合理因素 企业管理层能够结合当前生产组织现状及时掌握能源消耗及配置情况，并对环境状况的评估具有重要作用。

3、安科瑞工业企业能源管理系统介绍

安科瑞工业企业能源管理系统采用自动化、信息化技术和集中管理模式，对企业的生产、输配和消耗环节实行集中扁平化的动态监控和数据化管理，监测企业电、水、燃气、蒸汽及压缩空气等各类能源的消耗情况，通过数据分析、挖掘和趋势分析，帮助企业针对各种能源需求及用能情况、能源质量、产品能源单耗、各工序能耗、重大能耗设备的能源利用情况等进行能耗统计、同环比分析、能源成本分析、用能预测、碳排分析，为企业加强能源管理，提高能源利用效率、挖掘节能潜力、节能评估提供基础数据和支持。

3.1 系统结构

3.2 应用场所

钢铁、石化、冶金、有色金属、采矿、医药、水泥、煤炭、物流、铁路、航空工业、木材、化学原料以及机电设备、电器产品、工器具制造等。

3.3 系统功能

3.3.1 可视化展示

展示企业各类能耗总量、折标值、能源成本、能源消耗趋势、分项能耗占比、区域能源消耗对比,以及当前天气情况、污染情况，并三维展示企业重要工艺或工段的能源消耗动态。

3.3.2 实时监控

对企业各点位的能源使用、报警等情况进行实时的监控。以便企业用户能够实时的监测各个点位的运作情况，同时能更快速有效的掌握点位的报警。

3.3.3 变压器监控

展示各电压器的负载情况，从而可以为变压器配备情况进行科学合理的规划。通过各种运行参数状态下用电效能的对比分析，找出较佳运行模式。根据较佳运行模式调整负载，从而降低用电单耗，使电能损失降低。

3.3.4 用能统计

从能源使用种类、监测区域、生产工艺/工段时间、分项等维度，采用曲线、饼图、直方图、累积图、数字表等方式对企业用能统计、同比、环比分析、实绩分析，折标对比、单位产品能耗、单位产值能耗统计，找出能源使用过程中的漏洞和不合理地方，从而调整能源分配策略，减少能源使用过程中的浪费。

3.3.5 产品/产值单耗

与企业MES系统对接，通过产品产量以及系统采集的能耗数据，在产品单耗中生成产品单耗趋势图，并进行同比和环比分析。以便企业能够根据产品单耗情况来调整生产工艺，从而降低能耗。

3.3.6 绩效分析

对各类能源使用、消耗、转换，按班组、区域、产线、工段等进行日、周、月、年、指定时段绩效统计按照能源计划或定额制定的绩效指标进行KPI比较考核，帮助企业了解内部能效水平和节能潜力。

3.3.7 能耗预测

通过对企业生产工艺、生产设备等的能耗使用情况进行分析，建立能耗计算模型，根据人工智能算法对数据和模型进行修正，对未来企业能耗趋势进行预测分析，为节能提供有效的决策依据。

3.3.8 运行监测

系统对区域、工段、设备能源消耗进行数据采集，监测重点设备及工艺运行状态，如温度、湿度、流量、压力、速度等，并支持变配电系统一次运行监视。可直接从动态监测平面图快速浏览到所管理的能耗数据，支持按能源种类、车间、工段、时间等维度查询相关能源用量。

3.3.9 分析报告

以年、月、日对企业的能源利用情况、线路损耗情况、设备运行情况、运维情况等进行多方面的统计分析，让用户多方面了解系统的运行情况，并为用户提供数据基础，方便用户发现设备异常，从而找出改善点，以及针对用能情况挖掘节能潜力。

3.3.10 事件报警

持续监测设备和系统运行，对通讯失败、数据异常、定额过限、工艺参数异常越限、设备异常或故障进行报警，提醒企业注意和查找问题，并形成报警日志。

3.3.11 移动端支持

APP支持Android、iOS操作系统，方便用户按能源分类、区域、车间、工序、班组、设备等不同维度掌握企业能源消耗、效率分析、同环比分析、能耗折标、用能预测、运行监视、异常报警等。

3.4 现场设备选型

4、结语

一套完整的能源管理系统的建立，不仅是单纯自动化和信息化技术水平提升的表现.更是对企业整体能源管理体系中起着重要作用，它能统一调度，优化煤气平衡，减少煤气放散、提高环保质量、降低吨钢能耗以及提高劳动生产率，而且对于事故预案的制定和执行，事故原因的快速分析和及时判断处理，能源供需的合理调整和平衡以及在客观信息基础上的能源实绩分析 、能源计划编制 ，能源质量管理以及能源系统的预测等都具有重要影响。