动力自控与能源管理系统在韶关卷烟厂的应用技术报告

摘要：本文详细介绍了动力自控与能源管理系统在实际企业生产运营中的相关问题。

关键词：能源管理 动力自控 智能系统

1 项目概况

动力自控与能源管理系统是为我厂新建的动力中心的生产动力设备提供底层配套自动化控制系统、上位计算机集中监控和能源管理系统、全厂能源计量和统计等功能的完整系统集成。现有的锅炉房、配电房能源使用数据采集、主厂房、CO2膨胀烟丝空调机组监控集成在新建动力中心的上位计算机集中监控和能源管理系统。

该系统2012年7月投入运行，到目前为止设备运转正常。项目的实施提升了我厂节能降耗、动力设备的控制和监控，能源管理系统水平，达到了项目建设的预期效果。

2 引用技术标准及规范

本项目严格遵照国家有关电气、安全、保护接地、消防、防爆、防雷、防静电、能源计量等强制性标准和国家规范、地方规程、法规进行设计与实施，主要引用的技术标准、国家规范、行业规范包括24项。

3 设计原则

在项目的设计过程中，我厂与项目实施单位协商并约定遵行以下原则：①采用先进、成熟、实用的建设烟草企业动力自控与能源管理监控系统主流技术（尤其是集中控制、节约能源技术）；②将系统按功能、按层次进行结构化和模块化处理；③各子系统在实现各自自动化控制的同时，各子系统间可实现数据共享，且要求系统的“人机界面”做到友好、易于操作等；④系统软件均要求遵循国际化标准协议来进行开发；⑤各子系统具有开放性，在数据接口上能提供多种与其他系统衔接的工具；⑥系统具有可靠性和容错性，并提供安全、快速的故障恢复功能；⑦系统具有可扩充性和灵活性，兼容未来技术的发展趋势。

3.1 实用性 实现了对动力自控与能源管理系统中的各个动力子系统运行状态的监控、分析、优化、故障监测及在线排除外，还强化了我厂在能源管理方面的功能。

3.2 创新性 在硬件上，系统中使用了变频、软启设备，大大节约了设备运行的能耗。在软件方面，使用了GE iFix软件开发平台以及Microsoft.Net平台，使系统过程控制层的PLC S7数据采集到iFix系统中进行数据交换，更好地实现数据通信、系统整合。

3.3 可扩展性在系统的以太工业环网中，通过ProfiNet、Profibus DP/PA、Modbus、4-20ma及TCP等方式将各类现场设备接入西门子S7控制器，并预留扩展功能，方便今后新设备的接入。

4 系统技术解析

4.1 系统架构与网络结构 我厂动力自控与能源管理系统由动力能源管理系统、动力集控系统、底层动力PLC自控系统（包括：空压/真空系统、制冷系统、空调系统、变配电系统、锅炉系统、能源数采PLC系统）三大系统组成，是集监、控管于一体的系统。

系统采用三层结构：监控管理（生产管理）层、过程控制层、现场设备层。

整个动力能源管控网络系统分为管理以太网、工业以太网和现场总线三层，分别用于连接监控管理层、过程控制层和现场设备层设备。

4.2 系统控制模式 动力自控与能源管理各个子系统均能运行在三种控制模式：全自动模式、远程控制模式、现场手动模式。系统采用分散控制、综合监控、集中管理的模式，对各个子系统的配套设备及设施实现自动控制及管理，使各子系统始终处于高效、节能、安全、可靠的运行状态中，各动力站房实现无人值守，节约人力资源。

4.3 节能策略 ①根据空压站母管出口压力实时运行数据，及时变频调节空压机的运行负载，保持压缩空气总管的压力在恒定的范围之内，确保车间恒压供气的需要。②在压缩空气母管出口压力满足工艺技术参数要求的情况下，将三台定频空压机设定为额定压力加载运行，通过一台变频机调节系统负荷，达到节能的目的。③通过空压机的运行时间，提示允许三台定频机开机顺序。

系统使用了策略驱动设备运行情况以后，在实现节能的同时，也充分利用了变频设备的效率，同时减少了非变频设备的满负荷运转、启停频繁对设备使用上造成的不良影响。

5 项目运行情况

在一年的运行期间，系统很好地实现了对各个子系统的设备参数集中监视和单机集中控制，同时通过过程控制层工业以太网及监控管理层管理以太网及网络设备实现了现场自控设备、PLC、操作站、工程师站、服务器之间数据通讯。在动力中心中控室，车间操作工及技术人员集中监控全厂动力设备，全面及时了解整个动力生产的运行状态。

系统对动力设备的集成控制直接根据实际情况确定设备运行模式，通过能源管理系统对各动力系统进行集中的监控、管理，实现了计量和能源数据采集工作的自动化，更经济合理地供应我厂能源动力，使我厂动力设备的能耗下降了30%，对全厂节能降耗工作起到了极大的作用。

6 项目总结与展望

该项目在实现设备节能的同时，还完善了厂内的能源管理体系，实现了能源信息分类进行编制报表以及分析的自动化处理，实现了能源管理由事后管理向事前管理、由经验化管理向科学定量化管理、由粗放管理向精益化管理的转变。

参考文献：

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