EMS冶金 -湖南華菱湘潭鋼鐵公司EMS

項(xiàng)目背景

湖南湘潭鋼鐵集團(tuán)有限公司（簡(jiǎn)稱湘鋼）位于湖南省湘潭市岳塘區(qū)，始建于1958年，是國(guó)內(nèi)線、棒材和寬厚板專業(yè)生產(chǎn)優(yōu)鋼企業(yè)之一。占地面積約500平方公頃，地理位置優(yōu)越。經(jīng)過(guò)40多年的建設(shè)，特別是改革開(kāi)放以來(lái)加快發(fā)展，湘鋼已形成年產(chǎn)鋼600萬(wàn)噸的綜合生產(chǎn)能力，被國(guó)務(wù)院確定為國(guó)家要重點(diǎn)抓好的300家大型企業(yè)之一。湘鋼擁有煉焦、燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、軋材等一整套工藝裝備。其中，進(jìn)口高速線材軋機(jī)、寬厚板煉鋼、精煉和軋機(jī)均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。近年來(lái)，湘鋼圍繞產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整進(jìn)行一系列技術(shù)改造，全面優(yōu)化了工藝結(jié)構(gòu)，先后實(shí)現(xiàn)全轉(zhuǎn)爐、全連鑄和“一火成材”，一批主要技術(shù)裝備達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。

隨著湘鋼生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大，湘鋼集團(tuán)公司也明確認(rèn)識(shí)到公司的能源管理與國(guó)內(nèi)外先進(jìn)同行相比，整體差距較為明顯。主要表現(xiàn)在能源產(chǎn)生、使用效率不高，能源綜合利用水平有待提升，能源平衡調(diào)度手段缺乏，能源產(chǎn)生和使用過(guò)程綜合利用效率低；能源系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性有待提高，異常情況下的調(diào)度手段單一，反應(yīng)速度慢以及能源設(shè)備裝備水平較低、能源管理人員管控能力和管控水平不高等問(wèn)題。因此湘鋼提出了“管理先行、業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)、技術(shù)支撐”的能源管理系統(tǒng)構(gòu)建思路，希望通過(guò)啟動(dòng)能源管理模式的全員和全過(guò)程改進(jìn)，指導(dǎo)能源管理信息系統(tǒng)的改造和建設(shè)，從而全面提高湘鋼能源管理理念和技術(shù)水平。

經(jīng)過(guò)多方面的考察和調(diào)研，認(rèn)為MOX公司不僅具有冶金行業(yè)能源管理體系咨詢的資源和能源管理系統(tǒng)項(xiàng)目的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也具有可靠、先進(jìn)的自動(dòng)化系統(tǒng)產(chǎn)品及相關(guān)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和監(jiān)控軟件平臺(tái)，最終湘鋼選定MOX公司總承包湘鋼能源管理體系和信息系統(tǒng)的建設(shè)。

項(xiàng)目目標(biāo)

湘鋼能源管理系統(tǒng)分三項(xiàng)系統(tǒng)目標(biāo)：

通過(guò)管理咨詢服務(wù)，全面改造能源管控一體化體制。針對(duì)能源管理活動(dòng)中的各項(xiàng)管理業(yè)務(wù)，比照國(guó)內(nèi)相關(guān)行業(yè)中優(yōu)秀企業(yè)的最佳業(yè)務(wù)模式和流程，結(jié)合公司的戰(zhàn)略目標(biāo)，分析、診斷現(xiàn)有管理的不足與差距，結(jié)合本企業(yè)自身環(huán)境和特點(diǎn)，明確能源管理指導(dǎo)思想，優(yōu)化管理和業(yè)務(wù)流程，提出業(yè)務(wù)組織機(jī)構(gòu)變革方案，提出能源管理發(fā)展的遠(yuǎn)景計(jì)劃。最終使湘鋼建立以流程為基礎(chǔ)、管控一體化的集中的、高效的能源管理體制。

建立三調(diào)合一調(diào)度中心和能源調(diào)度系統(tǒng)平臺(tái)，提高能源調(diào)度效率和事故反應(yīng)能力。

能源管理調(diào)度系統(tǒng)對(duì)湘鋼的能源介質(zhì)和能源設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)能源介質(zhì)的發(fā)生量與耗用量的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、顯示和報(bào)警等，對(duì)重要工藝數(shù)據(jù)、關(guān)鍵能源設(shè)備和重要能耗設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行采集和顯示、報(bào)警等。根據(jù)調(diào)研結(jié)果，通過(guò)改造，對(duì)具備條的站點(diǎn)實(shí)行遠(yuǎn)程操作。對(duì)能耗過(guò)程進(jìn)行模型設(shè)計(jì)和計(jì)算、實(shí)現(xiàn)能源動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)平衡預(yù)測(cè)，幫助預(yù)控，達(dá)到優(yōu)化用能的目的。

構(gòu)建基礎(chǔ)能源信息管理系統(tǒng)平臺(tái)，全面整合能源管理核心業(yè)務(wù)。湘鋼能源管理系統(tǒng)的建設(shè)，將從系統(tǒng)的角度實(shí)現(xiàn)對(duì)能源系統(tǒng)計(jì)劃、能源設(shè)備、能源績(jī)效、能源質(zhì)量以及用能過(guò)程等進(jìn)行全方位的管理，以最少的人力、最先進(jìn)的手段、最高效的體制、最完備的信息實(shí)現(xiàn)全面提高湘鋼能源管理水平，為公司提供分析決策支持的目標(biāo)。

能源管理咨詢

湘鋼的能源管理系統(tǒng)建設(shè)構(gòu)建在管理咨詢的基礎(chǔ)上，對(duì)湘鋼能源管理現(xiàn)狀進(jìn)行全方位診斷后提出總體解決方案。

組建不同業(yè)務(wù)范圍的管理咨詢小組：

1. 小組成員做到按專業(yè)和技術(shù)的合理搭配，使得調(diào)研能真正觸及到流程問(wèn)題的核心。

2. 行業(yè)專家咨詢指導(dǎo)：MOX行業(yè)專家具有大型冶金企業(yè)能源管理的先進(jìn)理念和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)湘鋼的能源管理體系流程再造起著非常重要的作用。

3. 能源管理體系培訓(xùn)和研討：MOX公司項(xiàng)目組舉行了數(shù)十場(chǎng)次的針對(duì)能源管理系統(tǒng)的專題培訓(xùn)和研討，詳細(xì)研討了其他鋼廠EMS系統(tǒng)的組成、規(guī)模和實(shí)施經(jīng)驗(yàn)。對(duì)能源管理系統(tǒng)涉及到的概念、范圍、功能、關(guān)鍵信息技術(shù)等進(jìn)行了探討，提高了項(xiàng)目組全體人員對(duì)能源管理體系的認(rèn)識(shí)。

4. 同行業(yè)鋼鐵公司考察:項(xiàng)目組組織湘鋼能源管理人員先后考察了國(guó)內(nèi)十多家鋼鐵企業(yè)的能源管控中心，同時(shí)邀請(qǐng)了寶鋼，濟(jì)鋼等同行專家對(duì)其現(xiàn)行的管理體制、技術(shù)平臺(tái)以及實(shí)現(xiàn)能源管理所達(dá)到的管理水平和節(jié)能降耗指標(biāo)的提高等進(jìn)行了專題介紹。

5. 分不同的專題與用戶進(jìn)行座談：通過(guò)對(duì)具體流程問(wèn)題的深度討論，收集了能源中心、二級(jí)廠等領(lǐng)導(dǎo)和員工的反饋意見(jiàn)，通過(guò)傾聽(tīng)能源管理不同崗位管理和業(yè)務(wù)人員對(duì)能源管理的認(rèn)識(shí)以及流程的體會(huì)，來(lái)發(fā)現(xiàn)和收集對(duì)問(wèn)題的改進(jìn)建議。

6. 跟班實(shí)習(xí)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研：為了對(duì)湘鋼能源調(diào)度的運(yùn)行效能有比較具體的了解，MOX能源調(diào)度組專門在能源中心進(jìn)行了跟班值班實(shí)習(xí)，詳細(xì)了解了能源調(diào)度的基本過(guò)程，日常業(yè)務(wù)和可能的應(yīng)急處理方式，收集了值班日?qǐng)?bào)，查看了故障記錄；對(duì)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)狀，項(xiàng)目組走遍了所有的煤氣站，水站和變電站，也重點(diǎn)考察了煉鐵廠，寬厚板等二級(jí)單位管轄的例如加熱爐等耗能設(shè)備的計(jì)量和控制系統(tǒng)情況，為下一步現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化的改造奠定了基礎(chǔ)。

7. 設(shè)計(jì)問(wèn)卷調(diào)查: MOX項(xiàng)目組分類提出了63個(gè)問(wèn)題，涉及到能源管理的各個(gè)層面，發(fā)出120份問(wèn)卷，調(diào)查覆蓋了更寬的人員范圍，使得問(wèn)題帶有普遍性，提高問(wèn)題的可信度和解決問(wèn)題的聚焦度。

8. 通過(guò)上述過(guò)程，全面、深入地診斷了湘鋼能源管理方面所存在的突出問(wèn)題及弊端，分別形成專題診斷報(bào)告和總診斷報(bào)告，在詳實(shí)的診斷基礎(chǔ)之上提出了湘鋼能源管理體制改造和EMS信息化、自動(dòng)化以及現(xiàn)場(chǎng)改造等總體解決方案。

能源管理系統(tǒng)范圍和規(guī)模

湘鋼EMS系統(tǒng)分成煤氣調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)、電力監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)、水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)、氣系統(tǒng)（氧氣、氮?dú)?、壓縮空氣）及熱力系統(tǒng)調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)等。湘鋼能源管理系統(tǒng)的實(shí)施按

照如下應(yīng)用功能的要求展開(kāi)：

四級(jí)能耗指標(biāo)體系要求

能源介質(zhì)平衡要求

能源介質(zhì)質(zhì)量管理要求

無(wú)人值守與遠(yuǎn)程控制要求

設(shè)備安全狀態(tài)監(jiān)視需求

能源生產(chǎn)調(diào)度工序監(jiān)視需求

預(yù)警與故障應(yīng)急處理需求

二級(jí)廠能源監(jiān)視需求

環(huán)保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)需求

湘鋼EMS系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模I/O點(diǎn)數(shù)為100000點(diǎn)，其中：

煤氣系統(tǒng)10000點(diǎn)

水系統(tǒng)及其它10000點(diǎn)

電力系統(tǒng)80000點(diǎn)

湘鋼EMS系統(tǒng)接入的系統(tǒng)子站共計(jì)139個(gè)站點(diǎn)，其中：

煤氣、水系統(tǒng)站點(diǎn)：27

電力：60

熱力系統(tǒng)：11

寬厚板系統(tǒng)：15

四級(jí)能耗計(jì)量站點(diǎn)：26

能源生產(chǎn)調(diào)度的基本功能要求如下：

工藝監(jiān)視功能

報(bào)警功能

歷史趨勢(shì)功能

遠(yuǎn)程控制功能

能源平衡圖

煤氣預(yù)測(cè)功能

運(yùn)行報(bào)表

基本能源管理系統(tǒng)的功能要求如下：

計(jì)劃和實(shí)績(jī)管理模塊

調(diào)度運(yùn)行支持模塊

能源指標(biāo)分析

能源質(zhì)量管理模塊

重點(diǎn)用能設(shè)備管理

用能過(guò)程管理

能源環(huán)保管理

系統(tǒng)架構(gòu)

湘鋼能源管理系統(tǒng)采用中央核心交換網(wǎng)絡(luò)、客戶端以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)三層架構(gòu)。中央核心交換網(wǎng)絡(luò)采用冗余配置， MOSAIC實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、Oracle歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器、能源管理應(yīng)用服務(wù)器、Web服務(wù)器等均通過(guò)冗余千兆網(wǎng)卡接入中央核心交換機(jī)。同時(shí)2臺(tái)核心交換機(jī)還用于管理整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的VLAN及路由等。

標(biāo)準(zhǔn)客戶端以太網(wǎng)用于連接各子系統(tǒng)操作站、能源管理工作站、調(diào)度管理工作站、以及大屏幕工作站等。標(biāo)準(zhǔn)客戶以太網(wǎng)采用100M交換網(wǎng)絡(luò)，它通過(guò)2個(gè)1000M端口分別連接到2臺(tái)核心交換機(jī)上。

現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)采用1000M工業(yè)環(huán)網(wǎng)構(gòu)成，連接各站點(diǎn)的MOX Gateway數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)能源數(shù)據(jù)的采集及通訊。

系統(tǒng)配置4臺(tái)的基于Sun Solaris操作系統(tǒng)的MOSAIC實(shí)時(shí)服務(wù)器，提供4重化的系統(tǒng)冗余配置。MOSAIC實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器負(fù)責(zé)處理EMS系統(tǒng)的核心進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)所有能源介質(zhì)的核心任務(wù)和數(shù)據(jù)處理。

系統(tǒng)還配置了基于Sun Solaris操作系統(tǒng)的Oracle歷史服務(wù)器，用于存儲(chǔ)能源系統(tǒng)管理信息歷史數(shù)據(jù)，MOSAIC實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)專用數(shù)據(jù)接口將生產(chǎn)能源數(shù)據(jù)按指定的格式定時(shí)送入Oracle歷史服務(wù)器進(jìn)行歸檔和分析。

軟件平臺(tái)

能源生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)采用MOSAIC SCADA系統(tǒng)平臺(tái)，詳細(xì)功能介紹請(qǐng)聯(lián)系MOX公司獲取相關(guān)資料。

基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)采用MEFASIS系統(tǒng)平臺(tái)，系統(tǒng)詳細(xì)功能介紹請(qǐng)聯(lián)系MOX公司獲取《MEFASIS產(chǎn)品手冊(cè)-能源管理版》。