1 概 述
   企業(yè)電力及能源管理系統(tǒng)是國際上90年代中期發(fā)展起來的系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)，它利用自動控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和先進的數(shù)字化計量儀表，對企業(yè)的能源系統(tǒng)進行全面和細致的監(jiān)控，通過管理而節(jié)約能源。企業(yè)能源管理系統(tǒng)在發(fā)達國家的企業(yè)特別是大型企業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，而企業(yè)能源管理系統(tǒng)在我國剛剛處于起步階段。
   南京鋼鐵集團始建于1958年，現(xiàn)已發(fā)展成為集礦石采選、鋼鐵冶煉、鋼材軋制于一體，運輸、動力、機修等輔助設(shè)施配套齊全的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，具有年產(chǎn)300萬噸鋼的綜合生產(chǎn)能力。 同時，鋼鐵生產(chǎn)所必需各種能源如電、水、煤氣、蒸汽、重油及氧氮氬氣等，消耗量相當(dāng)大，僅月耗電量就超過九千萬度。面對行業(yè)之間的日益激烈競爭，南鋼集團急需合理利用能源，減少能源消耗，不斷提高電力及其它能源的利用率。為此，經(jīng)優(yōu)選南鋼最終選擇了羅克韋爾自動化公司的電力及能源管理系統(tǒng)。
   考慮到整個南鋼能源系統(tǒng)的龐大性與復(fù)雜性，本著總體規(guī)劃和分布實施的原則，一期工程先從配電的三個總降及中心站著手，二期工程才實施總降以下的各配電所及其它能源的綜合管理系統(tǒng)。
2 系統(tǒng)縱覽及其特點
   針對南鋼電力及能源所涉及的范圍比較廣與位置比較分散，系統(tǒng)由三個中心站和三個主站組成。三個中心站分別設(shè)在計能處、動力分廠及生產(chǎn)處，是南鋼電力及能源管理系統(tǒng)的“中樞神經(jīng)”， 其中計能處為數(shù)據(jù)采集中心，動力分廠為網(wǎng)絡(luò)主要匯集中心。它們通過接收來自三個主站及將來二期二十多個子站的信息，匯集整個南鋼龐大能源系統(tǒng)的各種“情報”，對它們的動態(tài)進行監(jiān)測與分析，同時可對它們發(fā)布必要的指令。三個中心站之間及與各主站之間的通訊通過光纜以開放式的Ethernet/IP網(wǎng)絡(luò)作為工業(yè)以太網(wǎng)，其特點如下：
    •信息傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)
    •可與多種微機制造商和軟件連接
    •支持多種傳輸介質(zhì)包括無線通訊方式
    •標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)管理軟件易于集成和究錯
   這種結(jié)構(gòu)有效地增強了系統(tǒng)的開放性，可維護性，兼容性，并且可以在管理層很方便地從系統(tǒng)各個部分獲得實時的管理數(shù)據(jù)，從而滿足南鋼對電力及能源管理系統(tǒng)的要求。
   三個主站分別位于一總降、二總降及三總降，主要設(shè)備由ControlLogix可編程序控制器、交換機、電力監(jiān)視器PM3000 M6 及電表組成。電力監(jiān)視器PM3000 M6通過以太網(wǎng)直接與中心站及Controllogix可編程序控制器通訊，電表通過MODBUS網(wǎng)與Controllogix可編程序控制器通訊。各主站獨立完成包括測量、控制和事故記錄等多項功能，按要求整理信息，實現(xiàn)系統(tǒng)的“上傳下達”。
   中心站、主站以及各主站之間除通訊外，各自獨立，無電氣上的聯(lián)系，各主站實現(xiàn)的各種功能也不依賴主干網(wǎng)和中心站。因此，即便系統(tǒng)中的某一部分出現(xiàn)故障，也不會影響系統(tǒng)的其它部分的工作，從而使整個系統(tǒng)具有高可靠性與穩(wěn)定性。
3 系統(tǒng)功能
   3.1 負荷檔案系統(tǒng)
    此系統(tǒng)將會從南鋼的電力監(jiān)視器、電表及ControLogix中采集電力信息. 這些數(shù)據(jù)將會用于決定某時間間隔中的有功功率，無功功率及有功功率需求，并把這些數(shù)據(jù)存入ODBC兼容的數(shù)據(jù)庫。預(yù)設(shè)定的 RSEnergy報告允許用戶制作能源消耗圖，確定負載因數(shù), 鑒別高峰需量期間，與設(shè)備運作相關(guān)的能耗，估計從電力集合中帶來的節(jié)省。
     負荷檔案系統(tǒng)能自動產(chǎn)生以下報表：
     - 日，周，月，年的負載檔案
     - 日，周，月，年的表格式報告
     - 可選的時間/日期檔案
     - 可選的時間/日期表格式報告
   3.2 成本分析與分配系統(tǒng)
     此系統(tǒng)將會從南鋼的電力監(jiān)視器、電表及ControLogix中采集電力信息. 每個采樣點數(shù)據(jù)會被分配到一個或多個費用中心. RSEnergy 軟件會被設(shè)定為可產(chǎn)生預(yù)設(shè)報告。此報告可允許用戶按照費用中心分配能源成本，驗證供電局帳單，分析電力帳單，并比較在不同收費單價架構(gòu)下的費用。RSEnergy 允許用戶進入盡可能多的現(xiàn)存或假定的收費單價架構(gòu)。
     成本分析與分配系統(tǒng)能自動產(chǎn)生以下報表：
     •月成本分攤報告
     •月需量分析報告
     •月消耗報告
     •供電局帳單驗證報告
    3.3 電力質(zhì)量監(jiān)視系統(tǒng)
     此系統(tǒng)將會從南鋼的電力監(jiān)視器、電表及ControLogix中采集電力信息。這些數(shù)據(jù)用于對電力質(zhì)量信息如電壓波動，瞬時功率降低，功率因數(shù)和諧波等進行顯示，記錄，預(yù)測趨勢并報警。
     電力質(zhì)量監(jiān)視系統(tǒng)能自動產(chǎn)生以下報表：
     •日，周，月，年的電力質(zhì)量檔案
     •日，周，月，年的表格式報告
     •可選的時間/日期電力質(zhì)量檔案
     •可選的時間/日期表格式報告
     •波形圖
    3.4 配電系統(tǒng)監(jiān)視
     此系統(tǒng)將會從南鋼的電力監(jiān)視器、電表及ControLogix中采集電力信息, 顯示整個配電系統(tǒng)包括變壓器，帶載開關(guān)，發(fā)電機，開關(guān)，冷卻風(fēng)扇及相關(guān)設(shè)備的狀態(tài)與布局。此系統(tǒng)提供配電系統(tǒng)狀態(tài)的可視圖，有利于更快地查明不正常狀況，采用遠控可簡化系統(tǒng)調(diào)整的手續(xù)，幫助從失電后更快地恢復(fù)生產(chǎn)，給中控人員提供實時地負載數(shù)據(jù)，鑒別減少需量的機會，并為人工需量控制程序提供實時數(shù)據(jù)。
     配電系統(tǒng)監(jiān)視能自動產(chǎn)生以下報表：
     •南鋼整廠的單線圖
     •局部配電站的單線圖
     •每個測量點的數(shù)據(jù)
4 結(jié) 語
   該項目一期工程現(xiàn)已于2003年五月完成并投入運行。經(jīng)過一年的運行證明，系統(tǒng)是安全可靠的，可為南鋼能源的管理與決策提供豐富多彩的實時數(shù)據(jù)，并有助于能源系統(tǒng)設(shè)備的維護，保證鋼鐵生產(chǎn)的順利。尤其在2003年夏季用電高峰期間， 為各電力線路負荷的合理分配、錯峰削峰、移峰填谷、避峰讓電提供了有效的途徑與手段。