能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)在工業(yè)節(jié)能中的應(yīng)用

王 凱，李學(xué)臣

（山東省淄博市節(jié)能監(jiān)察支隊，山東 淄博 255000）

1 引言

隨著我國工業(yè)經(jīng)濟的不斷發(fā)展，在“十一五”取得顯著效果的同時。節(jié)能減排成為工業(yè)面臨的一個難題，“十二五”期間，我國在《節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃》中明確提出“十二五期間，實現(xiàn)節(jié)約能源6.7億t標(biāo)準(zhǔn)煤”等目標(biāo)。目前，面對復(fù)雜多變的經(jīng)濟形勢，我國對工業(yè)采取“調(diào)結(jié)構(gòu)，促轉(zhuǎn)型”政策，同時，國家發(fā)改委等部門將加強能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)等自動化技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用，采用新技術(shù)來突破節(jié)能減排的瓶頸。

2 能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)介紹

能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)是為了改變過去人工定期上報能耗報表，客觀反映實際能耗、對不同類別能耗指標(biāo)進行有效分析而研發(fā)的一種智能系統(tǒng)。在能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)中，集成了傳感器檢測技術(shù)、Internet／Intranet網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)，以及數(shù)據(jù)庫和高級語言編程等技術(shù)。

圖1 能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架

圖1為能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架圖，從中可以看出此系統(tǒng)主要由4部分組成：第一部分為現(xiàn)場級工作站，主要作用是檢測各種物理信號；第二部分為車間級工作站，采集各監(jiān)測點的監(jiān)測數(shù)據(jù)；第三部分是中央控制室工作站，對各車間級的數(shù)據(jù)進行匯總，并根據(jù)數(shù)據(jù)對裝置進行有效控制；第四部分是工程師管理工作站，根據(jù)權(quán)限對數(shù)據(jù)進行管理。各部分通過RS485通訊、RS232通訊、以太網(wǎng)通訊、無線通訊等通訊方式連接起來，形成一個整體［1］。

3 能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)在工業(yè)中的應(yīng)用

現(xiàn)以安徽工業(yè)大學(xué)研發(fā)的電能量在線監(jiān)測系統(tǒng)為例進行說明，該系統(tǒng)已在國內(nèi)某鋼鐵集團熱電廠成功應(yīng)用［2］。

3.1 電能量在線監(jiān)測系統(tǒng)硬件組成

整個系統(tǒng)的硬件組成主要分為4大模塊［2］：①多功能電度表模塊；②前置機模塊；③網(wǎng)絡(luò)隔離模塊；④服務(wù)器模塊。整個架構(gòu)如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

前置機有多個RS485或RS232接口，便于與現(xiàn)場智能電表相連，同時還具有RJ45接口，實現(xiàn)與以太網(wǎng)的連接。根據(jù)現(xiàn)場電表分布，考慮今后擴展需要，將各電表按地域分成多個電表組，每組通過一路RS－485總線與前置機端口直接相連［3］。

根據(jù)電廠規(guī)定，本系統(tǒng)采用Modbus串行協(xié)議與運行在MIS系統(tǒng)上一臺數(shù)據(jù)服務(wù)器相連。前置機通過一個RS485端口和ADAM－4572的Modbus端口相連，ADAM－4572的以太網(wǎng)端口則連至MIS系統(tǒng)局域網(wǎng)上，實現(xiàn)與數(shù)據(jù)服務(wù)器的通訊。

3.2 電能量在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)可以分為3層，系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)圖如圖3所示［2］。

硬件支持層是整個系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)，主要包括前置機、網(wǎng)絡(luò)、計算機、通訊系統(tǒng)、服務(wù)器。

中間層是該系統(tǒng)的前置機使用Windows2000操作系統(tǒng)，服務(wù)器使用 Windows Server2003操作系統(tǒng)。中間層的上一層稱之為應(yīng)用層，應(yīng)用層根據(jù)軟件系統(tǒng)架構(gòu)可分為：前置機層、服務(wù)器層、web瀏覽層。

圖3 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

前置機層安裝有CCM監(jiān)控通訊組態(tài)軟件，主要功能有：①數(shù)據(jù)采集.可以根據(jù)用戶設(shè)定的采集時間間隔對電度表的各項數(shù)據(jù)進行采集。②數(shù)據(jù)存儲.前置機主要用來采集電量并與服務(wù)器進行網(wǎng)絡(luò)通訊，把數(shù)據(jù)傳到服務(wù)器中進行存儲。③網(wǎng)絡(luò)通訊.該軟件通過OPC方式與CCM交換數(shù)據(jù)，并通過Modbus／RTU協(xié)議實現(xiàn)前置機和數(shù)據(jù)服務(wù)器間的收發(fā)數(shù)據(jù)。④規(guī)約設(shè)置.該軟件可針對不同電表進行規(guī)約設(shè)置。⑤參數(shù)設(shè)置：對每塊表對應(yīng)的串口號、接口地址等進行相應(yīng)設(shè)置。⑥電表ID重置：每塊電度表在出廠時都指定了一個唯一的識別地址，該軟件可通過對電表發(fā)送報文以修改電表的識別地址，維護起來十分方便［4］。

服務(wù)器層裝有數(shù)據(jù)召喚軟件，該軟件是在VS2010環(huán)境下，使用VB.NET編寫的。WEB瀏覽層：監(jiān)測網(wǎng)站是基于ASP.NET技術(shù)，采用C＃編程語言開發(fā)的。

WEB瀏覽層的主要功能有以下幾點［5］：①數(shù)據(jù)查詢：操作人員可查歷史任意時刻數(shù)據(jù)。②報表管理：報表管理提供了每個變電站電量使用情況的年月日報表。③權(quán)限管理：實現(xiàn)了對系統(tǒng)用戶權(quán)限的管理。④警告數(shù)據(jù)：如電表電量發(fā)生異常，會產(chǎn)生報警，并記錄到數(shù)據(jù)庫。⑤日志記錄：日志管理記錄了系統(tǒng)用戶的登錄、數(shù)據(jù)出錯和修改數(shù)據(jù)的情況。

4 結(jié)語

通過電能量在線監(jiān)測系統(tǒng)的成功應(yīng)用，說明了能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)確實能夠提高工廠用能管理水平，實現(xiàn)工廠用能相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行實時的采集、統(tǒng)計及分析，有利于解決工業(yè)面臨的節(jié)能問題。

［1］曾曉梅.發(fā)電廠廠用電量綜合管理系統(tǒng)淺析［J］.信息科技，2009（11）：173～174.

［2］王 普，王 凱，劉 升，等.基于現(xiàn)場總線的電能量數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)［J］.信息科技，2012（2）：53.

［3］黃志強，王新民.電能量采集系統(tǒng)在電網(wǎng)管理中的應(yīng)用［J］.自動化技術(shù)與應(yīng)用，2006（4）：3～5.

［4］王 勤.上海市污染源廢水在線監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用［J］.上海環(huán)境科學(xué)，2002（6）.

［5］王 強，周乃君.130t／h煤粉鍋爐風(fēng)－粉在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用和研究［J］.熱能動力工程，2001（6）.