工业控制网络在动力能源管控系统的应用

摘 要 在对动力能源管控系统的总体设计技术要求进行阐述后，从设备控制层、监控层、管理层三方面，详细分析了系统各层的功能特点。最后，探讨了工业控制网络在动力能源管控系统中应用的前景。

关键词 工业控制网络；动力能源；管控系统

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）11-0000-00

我公司动力车间的动力能源管控系统，运用了先进的计算机技、PLC技术、网络通信技术、自动控制技术、智能检测技术等先进的技术成果，根据制冷机组、空调机组、真空机组、冷却水泵、冷却塔风机、给排水设备、电气设备等公用设备的功能特点，对其实时运行工况数据进行遥测、遥信、遥控，实现对公用工程各个系统的自动控制和远程监控，提高各系统的自动化程度，提高各系统运行的可靠性，减少人力资源；实现以测、控、管、计量于一体的自动化控制系统，为企业动力能源信息化管理决策提供重要能源数据支撑，推动企业运营节能减排工作的顺利开展。

1 总体设计技术要求

控制主站采用罗克韦尔的Compactlogic系列PLC进行控制，底层各类输入/输出采用现场总线Devicenet连接到相应的控制主站。控制系统具有自动、手动及远程控制功能，在自动状态下控制系统要准确、可靠地完成设备的顺序启/停及各个执行机构的动作；在手动状态下要完成各个单机设备手动操作功能及满足设备维修、调试时的需要，在自动或手动状态下都要精确测量各个检测点的数据。根据提供的图纸资料对各个测控点的传感器、执行机构合理选型，保证实现各子系统的自动控制的可靠性、计量的精确度。

2 网络结构的总体设计方案

系统按照模块化、分散集成自动化化、可靠性、高性能、开放性、先进性等原则进行设计，通过合理调整优化，使调整后的各功能区边界更加清晰明了，同时采用网络分散集成控制原理，使系统网络层次结构非常鲜明。通过网络实时在线监控，可以准确掌握企业动力能源系统的实时运行工况，并结合高级应用软件系统的智能运算决策，形成对应的调控策略，便于运行维护人员制定高效合理的调控决策，达到节能降耗高效稳定调控运行的系统建设目的。根据分散集成网络层次结构，动力能源管控系统分为设备控制层、监控层和管理层。

2.1 设备控制层

设备控制层中包含动力能源设备现地的核心控制设备，采用美国罗克韦尔的Compactlogic系列PLC作为现地设备的控制主站，控制从站和底层各类输入/输出采用Dvicenet现场总线连接到相应的控制主站；设备控制层PLC控制系统具有遥控、手动等功能，其中遥控状态是在监控层的上位机上能对设备进行远程操控。手动则根据设备现场运行情况，在现场的控制柜能够单独完成对设备的操控；控制系统要求在遥控状态下，控制系统均能准确、可靠地完成设备的顺序启/停及各个执行机构的动作；在手动状态下要完成各个单机设备手动操作功能，以满足设备维修、调试时的需要。在遥控和手动状态下要精确测量各个检测点的数据和各个设备、执行机构的状态。根据提供的图纸资料对各个测控点的传感器、执行机构合理选型，保证实现各子系统的自动控制的可靠性、计量的精确度；控制主站通过工业以太网（光纤）向监控层和动能管理中心的服务器传输所检测的运行参数和采集的数据，并接受监控层和动能管理中心的服务器所发出的指令；每个控制主站均须带有一个10寸彩色触摸屏，用于现场控制和设定参数；控制主站要求具有自诊断和声光报警功能，同时在监控层上位机上自动弹出报警。

2.2 动能管理中心监控层

动能管理中心监控层具备上位机所有功能，即：开机进入监控系统；各子系统可以相互切换；设置各站动态工艺流程画面及单台主机流程画面，图形动画显示，实时显示各位号参数及设备运行状态；栅格形式实时显示各工艺参数，设备状态；各子系统的全部运行参数用棒图或曲线图显示；报警功能：有关参数超限报警及设备故障报警，应发出声光提示，报出机组编号、位置、设备发生故障日期、时间等，并设报警记录，可实时指令打印，要有中文显示；采用仿真图形和数字表格等多种形式显示。

2.3 动能管理中心管理层

动能管理中心管理层主要具备以下功能，即：各子系统实时数据采集、处理和历史数据的各种统计、计算以及数据存储功能；完成生产管理、生产调度、能源消耗统计、成本核算等功能，并自动生成相关的日、月、年报表；完成设备信息查询，设备故障及维护保养情况的录入、分析、统计和查询，有效作业率统计和查询等，并自动生成相关报表；实现全厂能源（包括水、电、气、汽、油）生产和耗用情况的科学计量和管理；系统应提供WEB功能，允许授权用户在全厂网络连接到的任何地方观察动力监控系统的过程、图形和数据；监控层组态软件采用WONFERWARE公司INTOUCH9.5中文版软件；动能管理中心监控层采用ORACLE10G数据库，中文版标准版；软件系统采用B/S结构按照微软公司.net标准开发；办公软件选用微软公司MS OFFICE XP中文企业版（由甲方提供）；操作平台用Windows Server 2003和Windows XP Professional中文版。

3 工业控制网络在动力能源管控系统的应用前景分析

本文介绍的基于EntherNet/IP和光纤以太网的动力能源管控系统，已成果应用到河北白沙烟草公司动力车间的动力能源网络化管理中。实践运行数据结果表明：该系统具备集能源数据采集、实时监控、网络管理等功能为一体的智能自动化系统；能够实现能源介质的计量、检测等方面的全面智能自动化操控；能够为运维人员提供实时运行工况数据信息，使其能够准确掌控动力能源的整体消耗状况，为实际调控运行提供科学决策数据信息。将实时SCADA数据库技术、B/S技术、光纤以太网通信技术等有效运用到企业动力能源网络管理系统中，实现集能源数据采集、实时监控、在线管理等功能为一体，完成了动力能源数据信息的实时采集、实时传输、信息网络通信共享的无缝链接，合理运用先进的技术建设企业动力能源在线网络管控系统，达到良好的节能减排的效果，具有非常大的推广应用前景。

参考文献

[1]李建军.企业能源管控系统网络结构设计概述[J].数字技术与应用，2012（08）：134.

[2]沈红亮动力能源管控系统的自控设计在节能减排中的应用[J].中国-东盟博览，2012（06）：179.

作者简介

冯玉龙（1982-），男，河北石家庄，职称：助理工程师，学历：本科，研究方向：电气自动化。