湖北金盛蘭能源管理中心系統

01 案例背景

2015年,福建金盛蘭冶金公司集團計劃在湖北省鹹甯市征地約5000畝，并投資68億人民币，整合旗下湖北省境内的6家鋼鐵企業，淘汰落後産能，組織技術改造，進行異地減量置換，建設優特鋼生産線，并計劃于2016年年底全面投産。

基于“以信息化帶動工業化”的宗旨，為滿足生産工藝、産品營銷及内部管理的需要，金盛蘭冶金不斷的深入信息化建設，提出了部署生産管控系統、能源管控系統、視頻監控系統和能源設備節能優化系統的整體規劃，以此降低生産成本、提高能源利用率、提高生産效率，達到綠色生産、節能減排的目标，在創造良好的社會效益的同時，實現公司利潤的提高。

02 案例概述

本項目建立了一套全局性的生産調度、能源管理系統，構成覆蓋基礎自動化、過程監控及管理三個功能層次的能源管理調度系統，并建立了工業通訊網絡，為能源管理及生産調度中心提供各能耗單位、監控設備的數據，完成實時數據的彙總、分類、存儲、以及統計分析。

項目中還建設了中心機房與調度大廳，調度中心工作人員可通過大屏幕随時了解現場工藝流程、設備運行狀況、數據報表、趨勢曲線、報警信息等，全面監控生産及能源數據、圖像，快速響應并準确處理生産及能源系統異常和事故确保生産穩定。

綜合下來該項目建設内容主要包括：

車間工業網絡的建設，應用骨幹網絡設備、工業采集網關、工業安全隔離網關、商業防火牆等設備，通過工業環型星型網絡設計現場數據采集通訊站點，實現生産、能源、視頻及相關輔助設備統一數據采集與信号傳輸；

中心機房及調度大廳的建設，包括生産能源調度中心控制大廳及機房裝潢設計，及中心機房的服務器設備的采購及成套；

視頻監控系統的建設，對全廠視頻監控系統整合的設計和采購及成套；

生産能源調度中心的建設，根據生産工藝要求，設置生産、電力、動力、給排水專業調度台，實現對全公司生産、輸配、調度管理、運行操作、信息分析、人力資源利用、異常處理等進行全方位的管理；

能源管理中心系統的建設，集生産調度、過程監控、能源管理、能源調度為一體能源管理中心系統，旨在提升企業能源管理工作的水平，以客觀、真實的數據進行分析，為能源利用和改善提供科學的決策信息，以信息化促進企業生産模式轉變。

03 方案亮點

采用了穩定安全的工業網絡設計方案，現場網絡采用工業環網與星網建設方案，提供開放式結構化布線，易于管理、維護和擴充，實現網絡冗餘及提高整體通訊網絡的穩定性。

應用市場上鮮有專門針對工業網絡安全的自主研發的硬件設備防護産品，本項目則采用了工業采集網關、工業安全隔離網關、商業防火牆等硬件設備進行組合，從底層數據采集到數據安全隔離，從下到上貫穿整個工業網絡通訊，實現對工業生産系統和商業系統的全方位保護；

應用了高集成信息化系統的建設能力，包括現場工業網絡建設、中心機房及調度大廳建設、軟件平台的建設，軟硬件一體化綜合設計思想，完成數據采集、生産調度及能源管理中心、計量系統、視頻系統等軟硬件及配套系統建設，避免因不同軟硬件廠家建設産生的融合困難，為推進企業信息化項目大大減少工程建設周期與難度，節約了企業成本。

04 方案價值

✔項目體現了分散控制和集中管理的先進思想，從根本上保證了項目交付應用的可行性；

✔擁有完善的能源信息的采集、存儲、管理和應用能力，确保了管理價值的充分體現；

✔減少了能源管理環節，優化了能源管理流程，建立了客觀能源消耗評價體系，便于管理運營工作的進行；

✔減少了能源系統運行管理成本，提高勞動生産率；

加快了能源系統的故障和異常處理，提高了對全廠性能源事故的反應能力；

✔通過建設優化能源調度和平衡指揮系統，節約了能源，并改善了生産環境，提高了企業的社會友好程度。

案例分解 設計概述

本系統集成采用力控自主研發産品“工業采集網關 工業隔離網關 商業防火牆 企業實時曆史數據pSpace 能源管理平台Fportal”的聯合部署方案，主要由三部分組成，即：數據采集層、生産調度層、能源調度層。

數據采集層：由工業采集網關通過全廠網絡從各工藝控制系統中采集各種能源介質産生、輸配及消耗數據、主要能耗設備運行參數及狀态等的數據，進行數據集中彙總、分類和預處理，并通過工業安全隔離網關進行數據轉發，為上層生産調度系統提供基礎數據，保證數據來源的實時性、準确性、有效性。

生産調度層：位于數據采集層與生産調度層之間，部署工業隔離網關産品。現場數據經過工業安全隔離網關将所獲取的數據通過力控獨有的commserver接口協議轉發到實時曆史數據庫pSpace（生産調度系統）上傳，徹底阻斷惡意TCP/IP連接，有效保護工業網絡及控制系統安全，保障調度系統的數據安全和穩定。生産調度系統對采集的數據進行計算、分析、統計等處理，通過實時監控畫面、趨勢等方式對全廠生産狀況進行集中監測，通過對公輔及能源介質實時數據監控，實現能源介質管網調配及管網平衡、生産系統的集中管理調度功能。實時數據庫采用冗餘部署結構，基于心跳檢測實現故障轉移，服務器連接至磁盤陣列，共享數據存儲。

能源管理層：通過從生産調度層獲取實時數據傳輸至能源管理平台Fportal，平台通過豐富的報表、曲線、棒圖等多種形式為客戶展現能流分析、能源績效、能耗對比、能源對标等各項管理功能，為能源實時、精細、動态管控、用能設備安全狀态監視、預警與故障應急處理、能源消耗分析考核等提供科學的管理方案。

解決方案 系統框架

本解決方案中，主要包含工業網絡建設、中心機房調度大廳建設、生産調度系統建設、能源管理調度中心建設四部分内容。

系統功能 工業環網建設

現場工業網絡采用千兆光纖環網與星型拓撲結構，分别建設生産數據采集網絡和視頻數據采集網絡。兩個網絡均為千兆工業環網加星型拓撲結構組成，環網節點主要有能源管控中心、原料廠、220KV變電站、煉鐵廠、煉鋼廠、軋鋼廠、煤氣櫃、燒結廠，其餘各節點以星型方式就近接入到環網。生産數據采集網絡采用西門子環網交換機，視頻數據采集網絡使用的海康交換機，并通過海康三層交換機配置路由功能，确保了兩個網絡之間互通。

系統功能 機房及調度大廳建設

機房建設為無塵機房，部署了4台網絡機櫃，分别作為網絡機櫃、生産數據采集及能源管理數據服務器機櫃、視頻系統機櫃、備用櫃。

調度大屏幕顯示設備由4*12共48塊46寸液晶拼接屏和兩側4*4共32台42寸液晶電視組成，在液晶拼接屏上方設置LED條屏。分别用于顯示能源管理系統的實時監控數據、重要的監控點位的實時視頻圖像和廠區監系統的實時監控圖像。

系統功能 生産調度系統

實現了對企業生産、電力、動力、給排水等環節設立專業調度台，調度人員可借助生産調度平台進行生産過程監視、能源潮流監視及重要設備狀态監視。

系統功能包括：生産工藝實時監控、生産設備管理、生産計劃管理、生産調度管理、生産工藝管理、生産統計報表、危險氣體檢測報警等。

系統功能 能源管理系統

利用該系統建立合理的能源管理體系，能夠全面了解各生産部門的不同能源介質的消耗情況、節能指标完成情況。

支持依據系統處理後的數據指标進行考核，并進行各部門之間的能源成本對标、産品能耗對标等工作，通過對比分析，幫助公司領導層進行決策支持，并依據這些數據制定新的節能指标或更加科學合理的考核依據，制定節能的大政方針或節能措施，并向下推行。

系統功能包括：供電系統一次圖、能源流程圖、能源調度管理、能源設備管理、能源計劃管理、能源實績管理、能源物料平衡、能源對标管理、能源綜合分析、電能質量監測與分析等。

系統功能 視頻監控系統

實現了通過對現場生産車間重要位置完成視頻數據的采集與存儲，視頻圖像可實時播放、捕捉和回放，并在調度大廳的大屏同步播放。

技術提取 技術特性

項目采用B/S架構開發和部署，支持跨平台訪問，增強了系統的靈活性以及易用性；

網絡、服務器均采用負載均衡和冗餘設計，并按此建設，保證了數據采集、存儲具有雙通訊鍊路，提高數據的通訊效率與平衡性；

平台采用了完全模塊化設計，應用平台組件和業務組件的方式進行業務集成，方便、靈活的同時，擴展性更強；

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