海鑫钢铁能源管理中心系统申请报告

海鑫钢铁能源管理中心系统申请报告内容摘要：

千兆，百兆接入”的综合网络系统。 序号 节点名称 设备名称 上连接点 1 二炼钢 S9505 S954 S951 S953 二炼钢 S5626 S952 2 鑫轧厂 S5626 S952 3 质管处 S3628 S952 4 仓储处 S3628 S952 5 铁厂 100T S3108 S952 6 鑫轧 180T S3108 S952 7 鑫轧成品库 S2020 S95xinza 8 新原烧 S3026 S952 9 新制氧厂 S3026 S952 10 机控中心 S5600 S952 11 质检室 S3026 S952_jkl 12 磅房 S3026 S952_jkl 13 新加油站 S3026 S952_jkl 14 11号门 S3206 S952_jkl 15 三炼钢 S9505 S954 16 S951 17 S952 18 三炼钢 S5626 S953 海鑫集团能源管理中心 系统 项目可行性研究报告 9 序号 节点名称 设备名称 上连接点 19 五号门 S2020 S95sg_s56 20 高线厂 S3600 S953 21 高线成品库 S2020 S95_3_gaoxian 22 棒材厂 S3600 S953 23 设备处 S3600 S953 24 棒材成品库 S2020 S953_shebeichu 25 加油站 S3108 S953 26 机修厂 S3600 S953 27 一炼钢 S3026 S953 28 60T磅房 S3108 S953 29 新 60T磅房 S3108 S953 30 原料厂 S3600 S953 31 烧结厂 S3600 S953 32 1轨道衡 S3108 S953_shaojie 33 2轨道衡 S3108 S953_shaojie 34 热电厂 S3600 S953 35 焦化厂 S3600 S953 36 二炼铁 S5600 S953 37 二炼铁成品库 S2020 S953_erliantie 38 三炼铁 S5600 S953 39 废旧物资 S2020 S953_santie 40 主控楼 S3124 S953_sangang 41 主控楼 (2) S3124 主控楼 42 化验楼 S3116 主控楼 43 办公楼 S951 S9505 核心交换机 44 办公楼 S954 S9505 核心交换机 通过在 9505上做 ACL和部署防火墙、入侵检测系统、漏洞扫描和防病毒体系构建了安全的网络平台。 在以上公司骨干网的基础上，为了确保能源网各采集点 的网络稳定性，我们打算采用工业冗余环 网的结构，基本的网络结构如下图。 海鑫集团能源管理中心 系统 项目可行性研究报告 10 分 厂 级 交 换 机环 网 交 换 机环 网 交 换 机环 网 交 换 机环 网 交 换 机环 网 交 换 机环 网 交 换 机环 网 交 换 机环 网 交 换 机环 网 交 换 机环 网 交 换 机环 网 交 换 机环 网 交 换 机环 网 交 换 机环 网 交 换 机环 网 交 换 机环 网 交 换 机 三 、采集系统设计 架构描述：  根据企业现场情况决定采用不同的采集方式，如： PLC 采集、串口协议转TCP/IP 协议采集和串口转光纤（环）采集。  各采集站接入分厂交换机，分厂交换机可以组成冗余环网，双网互为备份，保证网络通信正常。  串口转 TCP/IP 协议推荐使用“天利和智能数据采集器”，该采集器可以实现串口协议转 TCP/IP 协议的透明传输模式、还可以提供 Modbus 、 TCP 等各海鑫集团能源管理中心 系统 项目可行性研究报告 11 种通信协议，另外还 可以实现数据本地保存以应对网络故障、服务器故障等异常情况。  串口转光纤（环）可以有效避免工业现场各种电磁干扰并能起到防雷击的作用。  PLC 采集  对于有上位机监控软件的 PLC 控制系统可以通过 OPC、 DDE、 SuitLink 等协议采集 PLC 上位机监控软件上的实时数据。  没有上位机监控软件的 PLC 可以加组态软件如： WinCC、 Intouch、 iFix或通过带有 PLC 采集驱动的 OPC Server 软件提供 OPC 协议或其它工控行业标准协议。  对于有控制需求的 PLC 系统可以在工程师站上加装组态软件如： WinCC、Intouch、 iFix 等实现自动控制。  串口转 TCP/IP 采集  利用智能数据采集器采集串口数据，采集数据可以转 Modbus TCP 或天利和自定义数据通信协议。  对于带有反向控制协议的智能仪表、开关、阀门可以通过采集器下发控制指令并返回控制结果。  光纤环网采集  对于现场情况干扰较大或雷击灾害严重的地区可以考虑使用光纤环网采集方式。  光纤环网采用单模或多模光纤实现采集模块的串联，光纤可以避免电磁干扰和防雷击。  模拟信号采集  对于 420mA， 020mA 的流量信号建议加装积算仪实现流量和累积量的采集 和计算，然后通过积算仪的转成串口协议实现数据采集。 海鑫集团能源管理中心 系统 项目可行性研究报告 12  对于： +/150 mV， +/500 mV， +/5 V， +/10 V， 020mA， 420 mA 等瞬时量信号可以通过 I/O 转换模块转成串口协议或 TCP/IP 协议实现数据采集。  无采集接口 技术改造，更换设备，使其具备采集条件。 在采集过程中，能源网与控制网会有连接，为了确保能源网与控制网连接不会互相影响（病毒等互通），更重要的是采集不影响现场工业控制系统，采用如下的解决方式来处理： 说明：  在工控网内增加采集站，采集站通过上 述 PLC 采集方式采集工控网内连网或没连网的 PLC 控制系统的数据。 采集站和智能采集器通过串口线相连并利用智能采集器实现采集数据的转发。  智能数据采集器通过自定义的协议和采集站通信，智能数据采集器使用嵌入式 Linux 或 WinCE 操作系统，可以很好的隔离能源网和工控网，确保工控网络安全。  现场仪表通过 420mA 或 RS232/485 直接与采集器相接，与工控网无关。 海鑫集团能源管理中心 系统 项目可行性研究报告 13 名称 型号 /规格 数量 说明 串口连网服务器 MOXA 800 采集站 研祥工控机 30 无纸记录仪 100 流量积算仪 400 RTU SIXNET 50 PLC采集软件 1 DCS采集软件 1 I/O采集服务器软件 10 四、软件系统 设计 系统定位 能源管理系统是集过程监控、能源管理、能源调度为一体的厂级管控一体化计算机系统。 随着企业规模的扩大、技术不断进步、信息产业的高速发展， EMS面向生产运行的能源介质 (包括水、电力、重油、各种煤气、天然气、蒸汽、压缩空气、氧、氮、氩等 )实现能源预测、降低能耗，实时监控的综合能源信息管理平台。 下图为 EMS在企业应用中的定位。 功能架构  能源 信息处理 能源信息管理主要将需要的各种一级或二级能源实时数据集成起来，以便于进行后续能源管理和分析。 我们的系统打包了几乎全世界所有的著名的控制器的驱动程序 ,支持 PROFIBUS、 DH+、 MODBUS、 MODNET、 SSEVEN(Siemens Industrial Ether)等常规的通讯协议。 具有速度快、工作稳定可靠的优点。 同时也支持OPC(OLE for Process Control)和 ODBC的通讯方式。 能源管理中心实时数据库服务器通过驱动程序实现对现场 PLC以及配电系统通讯。  能源数据采集 (周期采集、中断采集、 SOE) 海鑫集团能源管理中心 系统 项目可行性研究报告 14  能源运行监控 (能源实绩、能源计划、能源预测及对比分析 )。  分类数据归档 (实时数据 短时数据 统计数据 历史数据、记录 )  实时闭环调节  逻辑分析处理 (条件联锁、越限报警等 )  人机界面 (过程图、过程曲线、设定和查询等 )  管理报表 (瞬时报、正点报、日报、月报等 )  能源故障处理  故障监测、分级报警 (按轻、重故障分类 )、  故障信息记录和归档 (按类别 )、  故障基本分析 (时序记录分析、在线查询等 )、  故障分析专家系统等。  能源计划管理  实现参考能源预测的结果进行能源数据计划的制订，对执行情 况进行统计分析，根据调度算法及时做出调整  能源实绩管理  实绩分析、归档、查询、平衡分析、成本分析、对标分析等  能源质量管理  质量分析、质量跟踪、趋势评估、越限警告等  运行技术支持  运行方式管理、停复役管理、操作评估等  能源成本管理  能源成本管理采用成本中心的模式，将能源的基础数据归结各成本中心，按照成本中心进行能源成本核算。 包括：能源成本管理分析、能源海鑫集团能源管理中心 系统 项目可行性研究报告 15 基础数据维护、能源数据匹配等。  能源设备管理  能源设备管理实现能源设备生命期的管理过程。 设备状态监控、设备检修计划制定、设备运行综合查询。  能源平衡及预测  采 用不同的预测算法建立能源模型，或根据历史数据、现场经验，预测各种能源介质在未来短期 (1~6 小时 )，中期 (1~7 天 )生产、消耗量作为能源调度的参考，基于生产作业计划、维护检修计划、历史生产数据和实时数据实现中短期在线预测。  根据目前能源介质的潮流情况，对未来中短期的煤气柜位、全厂电力负荷等情况进行预测，给出供需预测曲线，协助调度员制度能源计划和及时调度。 软件功能框图 监控功能：  采集数据人机界面实时显示，多角度、全方位监控工业现场。  监控界面友好、自由缩放，支持用户自定义开发。 海鑫集团能源管理中心 系统 项目可行性研究报告 16  实时数据多级报警机制， 报警规则库支持用户自定义。  报警包括：超限超标报警、设备报警、通信报警、自诊断报警等。  强大的基础数据支撑，为您科学规划能源系统提供保证。  设备管理、远程控制可以实现部分智能设备现场无人值守，集中控制。  强大的权限管理系统，满足多级别、多单位、多用户不同的权限需求。 管理功能：  根据工单编制能源供需计划，按计划组织能源生产。  能源供需平衡在线监控，实时调整。  能源计划和能源实绩在线对比，适时调整计划，保证能源供应。  工序能源消耗实绩，重点能源指标每日跟踪。  能源消耗实绩报表自动生成，可分摊到具体的产线。  先进的能源分析与平衡模型，支持历史数据自学习。  能源消耗和环保数据紧密合成，有利于企业节能减排。 软件主要功能说明 采集功能 数据采集分为多种模式： PLC 采集 ,420mA 采集， RS485 采集，电力通信规约采集等。  PLC 采集说明 增加采集站，通过 OPC 协议或其它驱动采集 PLC 系统、上位机监控软件等的数据。 注：客户需要提供 设备地址， ip 地址， tag 名， tag 数据类型，工业以太网口， PLC 相关配置（开放 OPC 接口协议）。  420mA 采集 说明 对于 420mA 信号，可以利用二次仪表处理，然后通过 RS485 接口采集。 注：对于已经接入 PLC 系统的信号可以使用配电器将信号一分为二。  RS485 采集 说明 海鑫集团能源管理中心 系统 项目可行性研究报告 17 利用采集器按照厂家提供的通信协议直接读取二次仪表数据实现数据采集和转发。  电力通信规约采集说明 利用集中器 /通信控制器按照国标通信规约或电表厂家自定义通信规约实现数据采集和转发。  采集软件为通用软件，采集点的扩充仅通过配置即可完成。 煤气系统总图 海鑫集团能源管理中心 系统 项目可行性研究报告 18 压缩空气系统 数据存储功能 数据存储包括二部分：实时数据存储（采用工厂历史数据库）和整点数据存储（关系型数据库）； 工厂历史数据库通过 OPC 或 Modbus TCP 协议与转发站或采集站连接进行数据存储。 这样可以满足过程数据的存储，以及过程数据的再现。 转发站或采集站将接收到的实时数据按照约定频率（ 15 分钟或其它）进行抽取，直接存储在关系型数据库中，整点数据的存储不经过工厂历史数据库，大大减少了工厂历史数据库处理的压力，同时由于数据量的减少，也减少了关系型数据库的压力，大大提高了数据的访问速度，完全。