Резюме:Цементные предприятия являются одной из отраслей с высоким энергопотреблением в Китае и всегда были объектом государственного контроля для содействия энергосбережению и сокращению выбросов. Создать систему управления энергопотреблением предприятия для достижения автоматизации и научного управления всем процессом сбора энергетических факторов, мониторинга процесса, управления энергопотреблением. Более рациональное использование энергии и сокращение потребления энергии играют решающую роль в развитии цементных предприятий.

Ключевые слова:Системная архитектура для проектирования энергетических факторов

1 Общий обзор

Цементные компании являются одной из отраслей, в которых я не обращаю внимания на высокое потребление энергии, и всегда были объектом контроля правительства за продвижением энергосбережения и сокращения выбросов. Производство цемента сильно зависит от энергии, потребление энергии составляет 40 - 60% от стоимости производства, что составляет 7 - 8% от общего потребления энергии. Создание централизованной и единой системы управления энергией может обеспечить онлайн - сбор, расчет, анализ и обработку энергетических данных, тем самым оптимизируя интеграцию баланса энергетических материалов, планирования и оптимизации, эксплуатации и управления энергетическим оборудованием. Увеличить рациональное использование энергии, сократить потребление энергии и достичь роли повышения энергоэффективности, играет важную роль в реализации энергосбережения и сокращения выбросов цементных предприятий.

Для развития цементных предприятий, преобразования и модернизации существующего технологического уровня, энергосбережения и сокращения выбросов, сокращения потребления энергии, увеличения рационального использования энергии, построения лучшей системы управления энергией и управления стала общей проблемой для подавляющего большинства цементных предприятий.

В последние годы Китай опубликовал GB / T22336 2008 « Общие принципы подготовки системы стандартов энергосбережения предприятия» и GB / T23331 - 2009 « Требования к системе управления энергопотреблением», что указывает направление для цементной промышленности для создания системы управления энергопотреблением, развития низкоуглеродной экономики и реализации зеленого производства. Его основная функция заключается в том, чтобы создать систему управления энергией на предприятии, стимулировать комплексное использование ресурсов предприятия, развивать круговую экономику, реализовать чистое производство предприятия, а также поддерживать непрерывное совершенствование предприятия с развитием технологий и инновациями, чтобы в конечном итоге предприятие достигло цели снижения затрат, энергосбережения и сокращения выбросов, создания экологически чистых производственных предприятий.

2 Потребление энергии в процессе производства цемента

Производство цемента представляет собой крупномасштабный и сложный производственный процесс, который включает в себя множество производственных звеньев, а общее потребление энергии состоит из двух частей во всех основных производственных звеньях производства цемента. Один из них - совокупное потребление угля цементом, а другой - совокупное потребление электроэнергии цементом. Начальным звеном энергопотребления является поступление сырья на завод, процесс производства всего цемента. Состав совокупного энергопотребления для производства цемента, включая дробление и выравнивание сырья, подготовку сырья, выравнивание сырья, предварительное термическое разложение, сжигание клинкера, измельчение цемента, потребление энергии для упаковки цемента и другое потребление энергии. Структура совокупного энергопотребления цемента показана на рисунке 1.

3 Энергетический фактор

Применение систем управления энергопотреблением направлено на снижение энергопотребления, снижение энергопотребления и повышение энергоэффективности, а выявление, анализ и контроль энергетических факторов лежат в основе систем управления энергопотреблением. Основным направлением работы системы управления энергией является управление энергией (управление рабочим процессом), а основой является выявление и анализ энергетических факторов. Энергетические факторы тесно связаны с производственными процессами предприятий. В соответствии с характеристиками производственного процесса, определить энергетические факторы, влияющие на потребление энергии во всех производственных звеньях, проанализировать степень влияния энергетических факторов, определить контролируемые факторы и осуществлять эксплуатационный контроль над контролируемыми энергетическими факторами. Энергетические факторы, влияющие на энергопотребление в производстве цемента, в основном присутствуют в следующих производственных цепочках:

(1) Энергетические факторы в процессе подготовки сырья для мельницы сырья: включая легкость измельчения сырья, зернистость измельченного сырья, влагу в измельченном сырье, тонкость сырья / топлива и так далее;

(2) Энергетические факторы в процессе подготовки угольной пыли для измельчения угля: включая легкость измельчения угля, гранулу измельченного человеком топлива, влагу в измельченном топливе;

(3) Энергетические факторы процесса сжигания клинкера в вращающейся печи: легкость сжигания сырья, значение коэффициента наполнения, состав сырья в человеческой печи, влага сырья в печи, тип топлива, тепловая ценность топлива, размер производственной линии;

(4) Энергетические факторы в процессе измельчения цемента: свойства клинкера, сорт и количество легирования смеси, влага сырья, тип мельницы (система шаровой мельницы, система предварительного измельчения роликового пресса, система окончательного измельчения ролика), тонкость готовой цементной продукции и так далее;

(5) Технологическое оборудование и энергетические факторы, связанные с эксплуатацией: головка печи и хвостовая горелка печи, система печи для разложения подогревателя хвоста печи, эксплуатационный уровень охладителя головки печи, рекуперация отработанного тепла, утечка системы, уровень оборудования и боевые препятствия оборудования.

Кроме того, реактивные потери электроэнергии, тип энергии, качество и соотношение, а также рациональность планирования энергии также являются основными энергетическими факторами, влияющими на потребление энергии при производстве цемента.

4 Функции системы управления энергопотреблением

Система управления энергией EMS (Energy Management System) является важной частью корпоративной информационной системы, предприятия надеются, что смогут использовать автоматизацию, информационные технологии для создания системы управления энергией, анализа, сбора, обработки и обработки контролируемых энергетических факторов, реализации автоматизации и научного управления всем процессом от сбора энергетических факторов, мониторинга процесса, анализа энергопотребления и управления энергопотреблением. Таким образом, энергетическое оборудование, энергетические планы, энергетический баланс, энергетические показатели, энергетические прогнозы органично объединены, чтобы он мог модифицировать и использовать технологию обработки данных и анализа, для автономного анализа и управления производством. Эффективное использование энергии, снижение энергопотребления, улучшение качества окружающей среды, достижение цели энергосбережения и снижения потребления, повышение общего уровня управления энергией предприятия. Реализация таких функций, как управление энергетическим координационным контролем, энергетика, управление анализом эффективности, управление планированием энергетических показателей и управление эксплуатацией энергетического баланса. Основные функции системы управления энергопотреблением показаны на диаграмме 2.

5 Проектирование систем управления энергопотреблением

В настоящее время проектирование и прикладные исследования и разработки систем управления энергией были преобразованы из экспертных систем в сочетание с направлением управления, основанным на моделях. При автоматизации операций выполняется оптимизация операций. Системный анализ данных энергетической информации, управление ими и контроль за ними осуществляются путем улучшения связи между приложениями и базами данных системы управления энергопотреблением.

5.1 Принципы проектирования

(1) Регулирование автоматизированного проектирования систем управления энергопотреблением:

(2) Обеспечение децентрализованного контроля и централизованного управления энергетическими системами;

(3) Совершенствование сбора, хранения, управления и использования энергетической информации;

(4) Оптимизация процессов управления энергопотреблением... создание системы оценки управления энергопотреблением;

(5) Создание энергетических, диспетчерских и сбалансированных систем управления... Экономия энергии и снижение потребления производства;

(6) Ускорить устранение неисправностей и аномалий в энергетической системе и повысить способность реагировать на энергетические аварии на всем заводе.

5.2 Содержание конструкции

Основными функциями системы управления энергопотреблением являются сбор, классификация, агрегирование данных, обработка большого объема данных энергетической информации, планирование, прогнозирование, анализ через систему управления энергопотреблением, централизация и отчетность энергетических данных (включая статистику и прогнозы) в режиме реального времени, предоставление статистических данных о потреблении энергии, прогнозов и тенденций в потреблении энергии.

Быстрая реакция на дисплей интуитивно понятным образом, таким как таблицы запросов данных, диаграммы пропорций данных, исторические кривые и диаграммы прогнозируемых тенденций. Показывает распределение энергии по различным позициям, которые предоставляются руководству или руководству предприятия для скоординированного планирования и управленческого контроля. Содействовать энергосбережению и снижению потребления на предприятиях, энергетике, управлению наукой. Реализация управления энергетическим скоординированным контролем, энергетика, управление анализом эффективности, управление планированием энергетических показателей, управление эксплуатацией энергетического баланса и так далее. Система управления энергопотреблением предназначена для следующих подсистем:

(1) Сетевые системы управления энергопотреблением и программные и аппаратные платформы;

(2) Системы сбора данных для станций энергетической системы;

(3) Избыточность оборудования, системы обнаружения безопасности;

(4) Системы хранения и анализа данных;

(5) Человеко - машинный интерфейс и система отображения с большим экраном.

6 Внедрение систем управления энергопотреблением

6.1 Архитектура системы

Типичная архитектура системы управления энергопотреблением включает в себя пользовательский уровень, уровень производительности, уровень приложений, уровень данных, уровень сетевой связи и уровень дистанционного сбора данных с шестиуровневой физической структурой (как показано на рисунке 3).

Основываясь на принципах базовой автоматизации для развития информационного строительства, в сочетании с сетевой связью, базой данных в режиме реального времени и технологией Client / Server, а также программным обеспечением платформы комплексного управления SCADA, создайте систему управления энергией, основанную на системе SCADA, которая соответствует функциям управления цементным предприятием, реализует онлайновый мониторинг данных, технологические операции и функции управления энергией в режиме реального времени и обеспечивает интерфейс для внешнего мира. Используйте программное обеспечение SCADA для создания функций сервера данных в режиме реального времени I / O Server и установления связи с реляционными базами данных для реализации функций мониторинга, таких как динамическая блок - схема, таблица параметров и кривая тренда с помощью онлайн - сбора данных.

Как архитектура, характерная особенность заключается в том, что она уменьшает нагрузку на передачу информации по всей системе, позволяя использовать преимущества двусторонней среды, не связанной с программным обеспечением.

На стороне клиента пользователь выполняет свои собственные операции, используя клиентские приложения в соответствии с его собственными определениями и потребностями. Затем клиентское приложение отправляет запрос на сервер. Приложения на сервере отвечают на запросы, поступающие от различных клиентов. На этом этапе в зависимости от конфигурации сервера и дизайна серверного приложения могут быть выполнены различные режимы обработки. Позволяет одновременно обрабатывать запросы, отправляемые несколькими клиентскими направлениями. Значительное увеличение скорости отклика между клиентом и сервером, более быстрая и своевременная передача данных и команд.

6.2 Сбор данных

Чтобы построить систему управления энергопотреблением предприятия, мы должны сначала рассмотреть работу по сбору энергетической информации, обобщить и классифицировать большое количество сложных данных энергетической информации в процессе производства цемента. Соответствует различным производственным цепочкам, что облегчает наш сбор. Затем полевые данные, распределенные по цехам и ключевым звеньям, собираются и обрабатываются в режиме реального времени в соответствии с точками потребления энергии, запланированными в таблице энергопотребления, и хранятся в системе управления DCS через соответствующий интерфейс для использования в системе управления энергопотреблением.

Сбор информации - это процесс интеграции данных в изомерные базы данных, реализация процесса интеграции изомерных данных делится на два этапа: сначала сбор данных об энергии в режиме реального времени для производственных энергопотребляющих устройств, то есть разработка интерфейсов для распределенных систем управления (DCS), FCS, программируемых контроллеров (PLC) и других автоматизированных систем в базу данных в режиме реального времени, интеграция энергетических данных, собранных в режиме реального времени, в базу данных в режиме реального времени. Эти данные в основном включают в себя информацию о потреблении энергии на производственных линиях, обмене энергией и потреблении энергии, а также потреблении электроэнергии основным оборудованием. Большая часть этой информации поступает непосредственно из автоматизированных систем, таких как DCS, FCS и PLC, через такие интерфейсы, как OPC (OLE for Process Control) и DDE (Dynamic Data Exchange). Это гетерогенная интеграция данных, которая обеспечивает автоматическое соединение и обмен данными и поддерживает данные в режиме реального времени.

После этого собранные данные о потреблении и потреблении энергии передаются в систему управления энергопотреблением для обработки, и пользователь может выполнять соответствующие операции непосредственно через сообщество перед базой данных. Система управления энергопотреблением имеет такие функции, как отображение данных о потреблении энергии в производственных процессах, прогнозирование тенденций и анализ энергетической информации. Данные по энергетике в базе данных могут в любое время запрашиваться и вызываться по категориям и срокам.

6.3 Сеть связи

Использование промышленных коммутаторов Ethernet. Создание субрегиональных резервных сетей. Коммутаторы Ethernet в режиме реального времени имеют технологию Real - time RingTM, которая обеспечивает быстрое отказоустойчивое резервирование сети, имеет высокоуровневую функцию сетевого управления, такую как конфигурация порта, зеркало порта и разделение приоритетов, чтобы обеспечить обмен информацией в режиме реального времени и точность. Связь между кольцами и кольцами осуществляется с помощью связанных топологических структур, что позволяет создавать высоконадежные и защищенные сети связи для сбора энергетических данных.

6.4 Энергетический контроль

Управление энергообслуживанием - это компьютерная система управления информацией, которая объединяет анализ индукции данных, мониторинг процесса, управление энергией, баланс планирования и анализ оптимизации. Система обобщает, анализирует и систематизирует собранные данные, объединяет данные производственного плана для работы по управлению энергией. Включает в себя управление анализом энергетической реальности, управление качеством энергии, энергетический баланс, управление эксплуатационной поддержкой энергетических систем (включая управление заданиями и анализ тенденций).

Система состоит из сервера данных I / O, сервера реляционных баз данных Oracle, веб - сервера и рабочей станции. Сервер данных I / O отвечает за сбор исходных данных измерений в реальном масштабе времени, хранение данных с историческим сжатием, вторичные вычисления и предоставление данных в реальном времени для мониторинга проб; Сервер баз данных Oracle отвечает за сбор и хранение статистических данных измерений в качестве базы данных управления статистикой измерения энергии; Веб - сервер публикует * изображения обнаружения данных в режиме реального времени и динамические кривые в виде веб - страниц в корпоративной сети для онлайнового доступа к соответствующим департаментам, а также предоставляет системы и пользователям для различных компьютерных сообществ. На рабочих станциях работает программное обеспечение системы мониторинга и управления измерительными данными, анализирует и обрабатывает измерительные данные, управляет оборудованием, распределяет права и так далее.

7 Введение в систему управления энергопотреблением компании Ancory

Система управления энергопотреблением Ancory Enterprise Energy Management System использует автоматизацию, информационную технологию и централизованный режим управления, Осуществлять централизованный и плоский динамический мониторинг и управление данными в производственных, распределительных и потребительских звеньях предприятия, Мониторинг потребления электроэнергии, воды, газа, пара и сжатого воздуха и других источников энергии на предприятии, Благодаря анализу данных, раскопкам и анализу тенденций, чтобы помочь предприятиям проводить статистику потребления энергии, анализ по всем энергетическим потребностям и потреблению энергии, качество энергии, потребление энергии в продуктах, потребление энергии в различных процессах, использование энергии в основных энергопотребляющих устройствах и т. Д. А.

7.1 Структура системы

7.2 Место применения

Сталь, нефтехимия, металлургия, цветные металлы, горнодобывающая промышленность, фармацевтика, цемент, уголь, логистика, железные дороги, авиационная промышленность, дерево, химическое сырье, а также электромеханическое оборудование, электротехнические изделия, производство промышленного оборудования и т.д.

7.3 Функциональность системы

7.3.1 Визуальное отображение

Показать общее потребление энергии предприятием всех видов, дисконтирование, затраты на энергию, тенденции потребления энергии, удельный вес потребления энергии в разбивке по регионам, а также текущие погодные условия, загрязнение, а также трехмерное отображение важных процессов или участков предприятия динамика потребления энергии.

7.3.2 Мониторинг в реальном времени

Мониторинг использования энергии, сигнализации и т. Д. в каждой точке предприятия в режиме реального времени. Это позволяет корпоративным пользователям отслеживать работу точек в режиме реального времени и в то же время более быстро и эффективно контролировать сигнализацию точек.

7.3.3 Мониторинг трансформаторов

Показать нагрузку каждого напряжения, чтобы можно было научно обоснованно планировать трансформаторную ситуацию. Благодаря сравнительному анализу эффективности использования электроэнергии в различных режимах эксплуатационных параметров, чтобы найти лучший режим работы. Корректируйте нагрузку в соответствии с лучшим режимом работы, тем самым уменьшая потребление электроэнергии и уменьшая потери энергии.

7.3.4 Статистика энергопотребления

Из видов использования энергии, области мониторинга, производственных процессов / периодов времени, подпунктов и других измерений, использование кривых, диаграмм, гистограмм, кумулятивных диаграмм, цифровых таблиц и других средств для статистики использования энергии предприятиями, год и год, циклический анализ, анализ производительности, сравнение со скидкой, потребление энергии на единицу продукции, статистика потребления энергии на единицу продукции, чтобы найти лазейки и иррациональные места в процессе использования энергии, тем самым скорректировать стратегию распределения энергии, чтобы уменьшить отходы в процессе использования энергии.

7.3.5 Единовременное потребление продукции / продукции

Стыковка с системой MES предприятия, с помощью данных о производстве продукции и потреблении энергии, собранных системой, генерирует диаграмму тенденций потребления продукции в единице потребления продукции и проводит анализ по сравнению с аналогичным периодом прошлого года и круговым сопоставлением. Это позволяет предприятиям корректировать производственные процессы в соответствии с удельным потреблением продукции, тем самым снижая энергопотребление.

7.3.6 Анализ результативности

Для всех видов энергопотребления, потребления, преобразования, в соответствии с бригадой, регионом, производственной линией, участком и т. Д. Статистика эффективности в течение дня, недели, месяца, года, года, * времени в соответствии с энергетическим планом или нормой, чтобы установить показатели эффективности KPI, чтобы помочь предприятиям понять внутренний уровень энергоэффективности и потенциал энергосбережения.

7.3.7 Прогнозы энергопотребления

Анализируя потребление энергии производственными процессами, производственным оборудованием и т. Д. Предприятия создают вычислительные модели потребления энергии, корректируют данные и модели в соответствии с алгоритмами искусственного интеллекта и обеспечивают эффективную основу для принятия решений по энергосбережению.

7.3.8 Эксплуатационный мониторинг

Система собирает данные о потреблении энергии регионами, участками и оборудованием, контролирует рабочее состояние оборудования и процесса, такие как температура, влажность, расход, давление, скорость и т. Д., И поддерживает систему трансформаторно - распределительной системы для мониторинга работы за один раз. Можно быстро просматривать управляемые данные о потреблении энергии непосредственно из плана динамического мониторинга, поддерживая запрос соответствующего энергопотребления по типу энергии, цеху, отрезку, времени и другим измерениям.

7.3.9 Аналитический доклад

Ежегодно, месяц, день использования энергии предприятия, потеря линии, работа оборудования, эксплуатация и техническое обслуживание и другие аспекты статистического анализа, чтобы пользователи во многих аспектах понять работу системы, а также предоставить пользователям базу данных, чтобы облегчить пользователям обнаружить аномалии оборудования, чтобы найти точки улучшения, а также для использования энергосберегающего потенциала.

7.3.10 Сообщение об инциденте

Непрерывный мониторинг работы оборудования и системы, сбой связи, аномалии данных, превышение квоты, аномальное превышение технологических параметров, аномалии или неисправности оборудования для оповещения, напоминания предприятиям о проблемах и поиска, а также для формирования журнала тревоги.

7.3.11 Мобильная поддержка

Приложение поддерживает операционные системы Android и iOS, что позволяет пользователям освоить потребление энергии предприятием, анализ эффективности, анализ с тем же круговым сравнением, шкалы энергопотребления, прогнозирование использования энергии, мониторинг работы, сигнализацию об аномалиях и так далее по различным измерениям энергетической классификации, зонам, цехам, процессам, группам, устройствам и т.д.

7.4 Выбор оборудования на месте

8 Заключение

Системы управления энергопотреблением направлены на снижение энергопотребления и повышение энергоэффективности. Платформы для управления информацией и сетевых коммуникаций лежат в основе систем управления энергопотреблением, основанных на выявлении, сборе и оценке энергетических факторов. Системы управления энергопотреблением могут эффективно снижать потребление энергии предприятиями путем анализа данных о потреблении энергии в сочетании с разумными стратегиями энергосбережения и системами мониторинга потребления энергии. Система управления энергопотреблением, применяемая к производству цементных предприятий, может эффективно повысить энергоэффективность предприятий по производству цемента, снизить затраты на производство цемента и повысить конкурентоспособность цементных предприятий. Производство цемента не только повышает экономическую эффективность, но и способствует развитию круговой экономики. Предприятия внедряют прикладную систему управления энергией и реализуют гармоничное единство корпоративных и социальных выгод, что является не только корпоративной социальной ответственностью, но и неотъемлемой потребностью собственного развития предприятия.