钢铁厂EMS能源管控平台解决方案

时间：2022-09-19

安科瑞电气股份公司周晓丽

摘要：能源消耗量大、能源运输供给不足、环境压力日趋增加、能耗双控等一系列问题一直困扰着钢铁冶金行业，制约着企业快速稳定健康发展。本文介绍的安科瑞EMS能源管控平台，采用自动化、信息化技术，实现从能源数据采集、过程监控、能源介质消耗分析、能耗管理等全过程的自动化、合理化、科学化管理，使能源管理、能源生产以及使用的全过程结合起来，运用先进的数据处理与分析技术，进行离线生产分析与管理，实现全厂能源系统的统一调度，优化能源介质平衡、合理地利用能源，提高能源质量、降低能源消耗，达到节能降耗和提升整体能源管理水平的目的。

关键词：EMS能源管控平台；节能降耗

0 引言

安科瑞EMS能源管控平台采用的是一种新型*的节能技术手段，它利用物联网、云计算、互联网、大数据、人工智能等技术手段，对钢铁厂的能源体系运行进行全方面监控，并为生产组织、能源调度和其它能源业务管理提供数据支撑，并通过系统化管理，使钢铁厂达到利用能源和节约能源的目的。国内外的众多案例显示，很多行业都从能源管理系统的建设应用中受益。钢铁冶金行业既是用能大户，也是产能大户，因此，能源的合理规划和利用就显得尤为重要。建立长期合理的能源管理体系，不仅可以合理减少钢铁厂生产组织模式、工艺设备建设使用情况以及管理调度现状等环节存在的不合理现象，甚至还能够改变钢铁厂能耗居高不下、环境质量不如人意以及能源管理模式粗放浪费严重等问题。

1 安科瑞EMS能源管控平台建设的技术路线和意义

安科瑞EMS能源管控平台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，通过先进技术手段或采集管理设备将分布于钢铁厂各个角落的自动化控制设备、能源仪表、环境传感器等各种工业单元进行整合和连接，形成数据信息网，按照钢铁厂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钢铁厂企业各层级用户，实时、全方面、立体地展示车间区域、厂区域乃至整个钢铁厂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。供用户对当前生产形式进行即时调整，同时为下一阶段的工作组织方向决策提供数据分析依据。

安科瑞EMS能源管控平台通过实行能源集中、扁平化、精细化控制，可降低人工成本，提升钢铁厂企业管理效率，减少事务处置环节，为钢铁厂的精细化管理提供基础数据，这对优化能源产耗平衡、减少碳排放、提高环保质量、降低钢产量单耗都有重要作用，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需的合理调整和平衡都是十分合理的。

2 安科瑞EMS能源管控平台的架构组成和软件功能

2.1 安科瑞EMS能源管控平台网络架构

安科瑞能效管理方案由设备层、传输层、数据层、服务层组成。

设备层（钢铁厂需要安装电表、水表、气表以及其他能源计量设备）通过RS485专线或无线通讯。

传输层（边缘计算网关）可通过RS485专线或无线通讯采集末端设备数据，并以以太网或4G、NB等方式将数据传送至数据层。

数据层（一般部署在钢铁厂机房服务器中）处理传输层上传数据，并为服务层业务做服务，可与钢铁厂的生产系统或者其他相关系统做数据对接。

服务层（一般部署在钢铁厂机房服务器中）提供数据分析、能源管理、能耗预测、事件报警等功能。

2.2 安科瑞EMS能源管控平台软件功能

首页:综合展示钢铁厂企业能源用能概况，包括异常报警情况（数据异常/设备异常）、水、电等能源用能情况、光伏发电情况。

实时监测:能够实时监控钢铁厂高低压供配电系统开关柜、变压器微机保护测控装置、发电机控制柜、ATS/STS、UPS，包括遥控、遥信、遥测、遥调、事故报警及记录等。

关键供配电设备监测:能够监测钢铁厂变压器、柴油发电机、UPS的电流、电压、有功/无功功率、功率因数、负荷率、温度、三相平衡、异常报警等数据。

主要用能设备监测：对钢铁厂主要用能设备进行用能分析和实时监测，计算设备能效是否与标称能效对标。

单耗分析：和企业ERP系统对接获取产量，提供单位产品能耗分析，计算单位产品标煤消耗量或者万元产值标煤消耗量，单耗可以按照车间、产线等不同对象来计算统计。

能效对标：通过和国内行业成员值、引导值进行比对，确定企业能耗区间，通过对工艺能耗的分析挖掘节能潜力。

能耗数据统计：采集钢铁厂工艺用电、厂务用电、纯水、氮气、压缩空气等消耗量，同环比对比分析，能耗总量和能耗强度计算，标煤计算和CO2排放统计趋势。

报警功能：系统能够统计钢铁厂的报警情况，根据报警类型或日、月、年时间跨度对发生的报警数量进行统计分析，并根据分析数据对用户站点的报警情况排序，帮助用户定位频发报警与问题站点

安科瑞EMS能源管控平台还能够与钢铁厂的ERP 系统和 MES 系统之间的无缝集成和信息传递，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钢铁厂能源评价体系中的不合理因素，管理人员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。

总结：安科瑞EMS能源管控平台采用自动化、信息化技术和集中管理模式，对钢铁厂的生产、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，监测钢铁厂电、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，帮助钢铁厂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，为钢铁厂调整负载、调整负荷率、削峰填谷、无功补偿、更新设备提供基础数据和支持，帮助钢铁厂加强能源管理、提高设备运行效率和能源利用效率、保证设备经济运行、挖掘节能潜力，成本低，回收期短，经济效益明显，不仅可以提高钢铁厂企业的核心竞争力，同时是保护环境和社会可持续发展的基础和源泉，响应国家对于节能降耗的政策。

参考文献

[1]《2030年前碳达峰行动方案》

[2]《浙江省关于建立健全高耗能行业阶梯电价和单位产品**能耗限额标准惩罚性电价的实施意见（征求意见稿）》

[3]《工业企业能源管控中心建设指南》

[4]耿佳节《浅谈钢铁企业能源管理系统建设应用》现代信息技术2096-4706（2018）05-0125-03

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