企業(yè)能源信息化管理平臺的設(shè)計與實現(xiàn)

吳靜 李鳳志 謝素東 張波 潘瑞濤

摘要：能源是企業(yè)最重要的資源之一，隨著自動化技術(shù)的快速發(fā)展和企業(yè)自身發(fā)展的要求，能源管理已從傳統(tǒng)的人工、粗放型階段進入到自動、精細型管理階段。企業(yè)能源信息化管理平臺借助自動化手段、通過專業(yè)軟件分析建立集中統(tǒng)一的信息調(diào)度平臺，實現(xiàn)參數(shù)實時、集中監(jiān)控，提高企業(yè)的管理效率。

關(guān)鍵詞：能源;信息化管理：SCADA

一、企業(yè)能源信息化管理平臺的建立背景

企業(yè)使用的能源主要包括：水、電、天然氣、氧氣、氬氣、二氧化碳等，能源消耗量大且種類繁多，工藝流程多樣，能源管理較為復(fù)雜，傳統(tǒng)的管理方式已經(jīng)不能適應(yīng)企業(yè)高速、高效的發(fā)展要求，采用信息技術(shù)、自動控制手段，實現(xiàn)無人值守及信息化管理，可提高企業(yè)管理的科學(xué)化、現(xiàn)代化水平。

二、企業(yè)能源信息化管理平臺概況

1.功能概述

能源信息化管理平臺按照“實時監(jiān)控、監(jiān)測預(yù)警、重點保障”的原則，形成一套集數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)通信和數(shù)據(jù)處理于一體的信息化管理平臺，通過對各能源監(jiān)測站點全面監(jiān)測，實時監(jiān)控企業(yè)的能源應(yīng)用狀況，及時準確判斷能源運行狀態(tài)，確保能源生產(chǎn)可靠運行，為能源調(diào)度提供準確和實時的信息。

2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

能源信息化管理平臺包括調(diào)度中心總控層和現(xiàn)地控制層，主要完成數(shù)據(jù)采集、處理、歷史資料存儲、web發(fā)布等功能;SCADA功能是能源信息化管理平臺的基本功能，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的集中處理、圖像化顯示及越限報警等功能。如圖1。

3.優(yōu)點

（1）統(tǒng)一采集并處理全部能源管理、計量數(shù)據(jù)，提高了信息管理效率。

（2）避免了多種監(jiān)控軟件共存、各種調(diào)度員站相互獨立的情況，在統(tǒng)一平臺上實現(xiàn)對全部種類信息的監(jiān)測;（3）使能源監(jiān)控變得方便，系統(tǒng)的使用、維護、升級是統(tǒng)一一致的。

（4）消除信息孤島，使獨立分離的電、水、氣、暖調(diào)度統(tǒng)一到一個調(diào)度中心上，便于決策者綜合、全面評價。

三、實施方案

1.組網(wǎng)

能源信息化管理平臺要接入的子自動化監(jiān)控系統(tǒng)分布范圍廣，地理跨度范圍較大，采用光纖以太網(wǎng)為本系統(tǒng)的主信道，建立光纜環(huán)網(wǎng)，將現(xiàn)場設(shè)備連接至能源管理系統(tǒng)。

2.搭建能源信息化管理平臺

（1）硬件配置

硬件設(shè)備包括SCADA服務(wù)器、歷史服務(wù)器、WEB服務(wù)器及操作員站、工程師站、防火墻等設(shè)備。

SCADA服務(wù)器：負責(zé)以統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理機制采集各能源信息站點自動化系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)，以多種方式接收所有終端站的數(shù)據(jù)。對各能源站點信息進行分析、統(tǒng)計，實現(xiàn)用能動態(tài)跟蹤、用能預(yù)測及用能設(shè)備管理等功能。

歷史服務(wù)器負責(zé)歷史數(shù)據(jù)的存儲并提供查詢等功能。

Web服務(wù)器：供局域網(wǎng)的授權(quán)用戶、以標準瀏覽器的方式讀取數(shù)據(jù)。

工作站可分為操作員站和工程師站。操作員站供操作員對各個站點及設(shè)備進行監(jiān)控、操作;工程師站用于系統(tǒng)二次開發(fā)、數(shù)據(jù)庫的管理及維護。

衛(wèi)星同步對時系統(tǒng)以GPS信號作為時間源，同步網(wǎng)絡(luò)中的所有計算機服務(wù)器等設(shè)備，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)校時。

防火墻用于加強網(wǎng)絡(luò)之間訪問控制，保護工控網(wǎng)絡(luò)操作環(huán)境的特殊網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備。

（2）軟件配置

將“電、水、氧氣、天然氣、采暖”等多種能源介質(zhì)綜合采集、分析，采用工業(yè)組態(tài)技術(shù)，提升系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠性，實現(xiàn)以下功能2.1數(shù)據(jù)采集

通過與現(xiàn)場測控單元通訊實現(xiàn)對控制系統(tǒng)信息采集，將采集數(shù)據(jù)提供給實時數(shù)據(jù)庫。

2.2 系統(tǒng)報警

對事項能快速反應(yīng)報警，報警方式有彈事項窗，事項閃爍，語音報警等方式。

2.3監(jiān)控圖形接口

人機接口的所有操作100%鼠標化。

2.4趨勢曲線、報表

自動生成實時趨勢曲線、歷史趨勢曲線、報表。

2.5打印服務(wù)功能

網(wǎng)絡(luò)上任何計算機均可通過標準人機界面（操作人員接口），以打印客戶身份向打印服務(wù)器提交打印請求。

2.6事件順序記錄（SOE）

事件順序記錄控制系統(tǒng)設(shè)備的動作，它們由現(xiàn)場測控單元形成，傳送至上位機SCADA系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)將接收到的事件順序記錄保存在歷史事件庫中。

2.7事故追憶（PDR）

事故追憶功能在控制系統(tǒng)發(fā)生事故后啟動，事故追憶信息是操作員分析事故前后控制系統(tǒng)狀態(tài)的有效方法。

2.8 Web服務(wù)

Web服務(wù)基于建立網(wǎng)頁畫面，可供授權(quán)連網(wǎng)計算機友好方便地訪問，局域網(wǎng)或者外網(wǎng)的授權(quán)用戶都可以用標準瀏覽器實時監(jiān)控。

四、應(yīng)用情況

1.能源信息化管理平臺建立后，企業(yè)多處能源站點實現(xiàn)無人值守，只配備少數(shù)監(jiān)控及維護人員。

2.通過調(diào)度系統(tǒng)整體調(diào)配，減少能源損耗，提高能源利用率，合理支配能源達到節(jié)能減排要求。

3.提供一套先進的、可靠的、安全的能源系統(tǒng)運行、操作和管理平臺，并實現(xiàn)能源安全穩(wěn)定供應(yīng)。

參考文獻：

[1]監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集（SCADA）系統(tǒng)及其應(yīng)用王華忠電子工業(yè)出版社2013年4月出版

[2]企業(yè)能源管理信息系統(tǒng)技術(shù)與應(yīng)用宋小磊大連理工大學(xué)出版社2012年12月出版