郎冠英
【摘 要】利用物联网、大数据分析、自动化及数据建模等信息化技术,实现了冷轧薄板生产精细化能源管理.通过建立能源数据中心,为产销系统、财务系统、设备管理系统搭建了数据交互桥梁,对能源的使用消耗分析更加贴近实际运行情况,实现了能耗综合平衡和优化调度,降低了能耗和人力成本,提高了产品利润. 【期刊名称】《天津冶金》
【年(卷),期】吉普之星2018(000)003
【总页数】4页(P63-66)
青少年保护法【关键词】冷轧薄板;精细化管理;优化调度;能源管理
【作 者】郎冠英
【作者单位】天津华通网络工程有限公司,天津300384
【正文语种】何处寻真相中 文
0 引言
钢铁工业是国民经济的重要基础产业，随着国家建设的高速发展，钢铁行业呈现出了爆发性的增长，但是粗放型生产经济带来的弊端也日益严重，解决问题的根本是产业结构优化，企业转型升级。冷轧薄板在钢铁产品中属于较为高端的产品，其附加值、技术含量要优于粗钢产品。冷轧薄板是以热轧卷为原料，经酸洗、平整、退火、镀锌等冷轧工序最终加工制成。该种产品用途广泛，可以用于汽车制造、电器产品、航空、精密仪表、食品包装等。其在初期发展态势良好，但是由于近年政府政策方向性变化，对于钢铁行业的监管政府越来越加严格，导致原料价格不断浮动上涨，能源价格提高，市场对产品的要求提高，产能过剩等因素导致冷轧薄板走向微利时代。要保持此类产品的优势，要从多个方面着手，改变现状。其中，能源管理就是重要的一部分：一是从国家角度，在十三五规划中指出大力推广能源管理中心的建设；二是从企业角度，加强能源管控，降低产品能源成本，提高利润。
1 冷轧薄板耗能特点
（1）能源介质在传输的过程普遍存在着品种多样、用途多变、介质转换等特点，大体可分为水、电、气体3大种类，其中水约为5～6种，气体约为4种，电分为22 WV、10 kV等，在实施过程中前后共计采集了2 960点介质数据。
（2）由于介质种类的多样性，为满足计量要求，计量仪表数量多、分布广、品牌杂、种类多，使用的传输协议不同。
（3）能源管理要求已经深入到每个生产工序环节，能耗成本控制到产品的每个生产细节中。同时对于耗用的能源要覆盖所有外购及自产的能耗介质，全面评估产品的能耗成本。
2 系统实现
利用物联网、海量实时数据存储、大数据分析、自动化、数据建模等技术，结合精细化的管理方式，实现企业需求的能耗综合平衡和优化调度等，提供有效的数据分析预测，指导能源的合理配置和利用。
（1）数据采集与传输
基于 TCP/IP、OPC、MODBUS、RS485 等标准协议间的转换，完成约3000个采集点的仪表数据采集与传输，汇集到能耗数据中心数据库中。
设备终端，直接采集现场设备数据并具备上传功能的现场监控设备，包括多功能电表、转子流量计、气体流量计等。这些监控设备可独立完成测量、控制、报警、通讯等功能。所有智能仪表采用工业串行总线技术（RS485电气标准和MODBUS通讯协议）、PROFIBUS总线技术和工业以太网技术构建起数据采集通讯网络，对于不支持直接采集的设备仪表，利用现场的PLC系统，通过I/Oserver，数据采集站串联入工业以太网中。最后采用专业的大型工业实时数据完成实时数据的存储，采用关系型数据完成数据分析与计算，各司其职，发挥各自特长，确保系统的运行安全、稳定、反应快速。
火龙疗法（2）采用大数据分析处理技术进行能源消耗统计分析
在能源精细化管理平台与现场各自动化控制系统，以及及智能仪表集成基础上，与设备管理系统、产销管理系统二次集成，并结合部分手工数据补充，完成了能耗数据、生产实绩、设备数据的集成，有效地获取冷轧薄板各个生产环节的天然气、电、原水、净化水、脱盐水、循环水、氮气、氢气、蒸汽、压缩空气等能源介质，以及产品原料、辅料、介质
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生产的辅料等消耗数据，各工序产出数据、检化验数据以及设备运行时间、运行状态、废水、锌渣回收等。综合以上数据完成统计分析，分离生产与生活耗能，及时客观实际反映企业各部用能情况，提高公司能源管理水平。
统计与分析主要利用各产线过程控制与生产管理分布式数据库经清洗抽取到实时数据库数据，采用分布式计算集来对存储于其内的海量数据进行普通的分析、分类汇总等建立全厂能源数据调度和分析。各个管理职能部门和公司领导都能够实时了解能源运行情况，按班组、机组、时间段进行能源消耗查询、分析，以及能源统计报表和运行分析。将能耗考核细化到以班组、工序、产品为单位进行考核。
能耗统计分析主要包括：介质消耗性能分析和生产工序能耗性能及成本分析。
介质消耗性能分析：以能源介质为单位，从产出流转到各个生产环节最终消耗全过程的消耗量，以班组、日、月、指定时间段为单位进行消耗统计，对比分析。以产量为基础，总支与分支的对比分析、同时间单位的对比分析、同班组的对比分析，产出与消耗的对比分析。
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工序段性能及成本分析：以工序段为单位，对工序段中以产量为基础，对该工序中所需的各种能源介质进行耗用分析及成本分析。如：产品吨钢单耗及成本分析，产品吨钢综合能耗分析、能源耗用计划与耗用实绩对比分析、同规格产品的消耗趋势分析、多条生产线同种产品的重点设备吨钢能耗对比、成本对比等、各规格产品的能耗情况、废水产出与回收处理对比。针对于能源生产工序，消耗与产出能耗的对比分析。
能耗统计分析还允许客户根据需要定义主要的能源指标，设置计算公式，按照特定周期计算指标完成数据，以形成分析结论，提供决策参考。
以表格、图表、曲线等多种直观方式，完成对能源计划、实绩、产量等数据比较、分析和挖掘结果的显示，使管理者更易理解，为制定管理决策提供辅助依据。以不同的颜区别不同的介质，按天、月、年为单位作为机组的能耗走势分析时间轴单位。
可以根据需要选择添加不同的介质，进行多个介质走势分析或单一介质走势分析。
（3）采用神经网络技术实现能源综合平衡预测
调度需以预测能源变化趋势为基础，结合企业的产销系统生产排产情况及设备管理系统中
设备运行状态、检修计划，预测平衡指定时间段内的能源需求与供给。
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