工业以太网交换机在钢铁集团能源管理系统中的应用

出处：MOXA 发布于：2011-08-23 14:01:02

　　项目介绍

　　钢铁企业主要以生产生铁、钢材、铁合金等高能耗产品为主 ,是能源和二次能源的消耗大户 ,其能源消耗量在全国能源总产量中占很大的比例。因此 ,对钢铁企业进行能源审计是冶金行业节能工作的重点。企业节能主要体现在直接节能和间接节能两种方法上。近年来 ,人们往往把注意力放在直接节能上 ,而忽视了间接节能。据事实证明 ,间接节能的潜力是很大的 ,是提高企业能源利用率不可忽视的手段之一。企业能源审计就是一种间接节能方案 ,是近年来新兴的一种科学有效的能源管理方法 ,是审计工作在能源管理方面的延伸和渗透。所以提出了钢铁冶金企业能源管理系统（Energy Management System），通过对能源数据进行采集、加工、分析、处理，使其与生产调度系统密切结合，完成生产与能源的协调管理。EMS对能源设备、能源实绩、能源计划、能源平衡、能源预测等方面发挥着重要作用。

　　涟源钢铁集团位于湖南省娄底市，现已成为中南地区重要的板材生产基地，拥有从炼焦、烧结、冶炼到轧钢等一整套全流程工艺装备。产品用户遍布全国大部分省、市、自治区及东南亚、欧洲、美国等国家和地区。涟源钢铁于2009年开始启动EMS项目，以期合理利用资源、节约能源，限度地降低生产成本，降低对环境的污染。

　　能源管理系统的作用

　　作为冶金企业自动化和信息化的重要组成部分，EMS不仅对能源的统一调度、优化煤气平衡、减少煤气放散、提高环保质量、降低吨钢能耗和提高劳动生产率有重要作用，而且对于事故预案的制定和执行、事故原因的快速分析和及时判断处理、能源供需的合理调整和平衡以及在客观信息基础上的能源实绩分析、能源计划编制、能源质量管理、能源系统的预测等都是十分有效的。

　　１）完善能源信息的采集、存储、管理和能源的有效利用

　　EMS对能源数据进行分析、处理和加工，能源调度人员和能源管理人员就能实时掌握系统状态，经过系统的合理调整，确保系统运行在状态。

　　２）在公司层面对能源系统采用分散控制和集中管理

　　EMS将在公司全局角度审视能源的基本管理需求，满足能源工艺系统分散特性和能源管理需要集中的客观要求，以适应钢厂的战略发展需要。

　　３）减少管理环节，优化管理流程，建立客观能源消耗评价体系

　　实现在信息分析基础上的能源监控和能源管理的流程优化再造，满足能源设备管理、运行管理等的自动化，建立客观的以数据为依据的能源消耗评价体系，向管理要效益。

　　４）减少能源系统运行成本，提高劳动生产率

　　EMS的建设，对能源管理体制的改革将发挥重要作用。其基本目标之一是可以实现简化能源运行管理，减少日常管理的人力投入，　节约人力资源成本，提高劳动生产率。

　　５）加快系统的故障处理，提高对全厂性能源事故的反应能力

　　EMS能迅速从全局的角度了解系统的运行状况，故障的影响程度等，及时采取系统的措施，限制故障范围的进一步扩大，并有效恢复系统的正常运行。

　　６）通过优化能源调度和平衡指挥系统，节约能源和改善环境

　　EMS将通过优化能源管理的方式和方法，改进能源平衡的技术手段，实时了解钢厂的能源需求和消耗的状况，能有效地减少高炉煤气的放散，提高转炉煤气的回收率，采用综合平衡和燃料转换使用的系统方法，使能源的合理利用达到一个新的水平。

　　７）为进一步对能源数据进行挖掘、分析、加工和处理提供条件

　　能源管理系统的建设，不仅可有效解决能源实时平衡管理和监控管理，还可以通过对大量历史数据的归档和管理，为进一步对数据进行挖掘、分析、加工和处理创造条件。

　　系统需求

　　涟钢能源管理信息系统通讯网络架构： -共分为三个工业级千兆环网网络

　　每个千兆环网网络采用汇接交换机与层交换机相连

　　组网方式采用星型方式连接

　　能源管理中心交换机与汇接中心交换机的连接需采用冗余连接模式，以保证数据传输的稳定。

　　各个汇接层分环网网络可通过路由与主干网相连，实现各个汇接环网之间的数据共享及通信。

　　能源收集子站交换机向上就近连入汇接中心交换机，向下连接能源采集点接入设备。

　　Moxa解决方案

　　在涟钢EMS系统中，Moxa推荐使用EDS-828模块化千兆冗余三层交换机作为汇接层交换机。由于EDS-828工业千兆交换机可以提供四个千兆端口，除了两个千兆端口构建环网外，另两个千兆端口分别连接能源中心交换机以及能源搜集子站交换机，有效保证了系统的整体千兆通讯性能。

　　EMS系统采用了冗余的概念，提升了数据传输的稳定性。EDS-828的两个端口可以组建一个千兆冗余环网，支持Turbo Ring，且自愈时间<20ms。此外，其中两台EDS-828的千兆端口分别连接到不同的交换机上，其中一条连接设置为主连接链路，另一条设置为备用连接链路。数据交换一般从主连接链路进行，当主连接链路发生故障或连接主连接链路的交换设备发生故障的情况下，数据交换会自动切换到备用链路。

　　在能源收集子站的交换机，用户采用了Moxa EDS-508A网管型工业以太网交换机，具备8个10/100BaseT（X）端口，可以向上就近与汇接中心交换机EDS-828相连，向下与现场各个能源采集设备的网口相连。

　　对于网络通讯而言，Moxa的两款交换机均支持Turbo Ring快速冗余技术，能够在20毫秒内实现主路径和备份路径的切换，这一业界快的环网冗余性能保证了系统线路的可靠性。此外，现场工程师不但能够采用Web方式管理、配置EDS-828/EDS-508A系列交换机，而且可以通过以SNMP OPC Server软件集成的网络监视软件实时监控网络的每个端口的状态。Moxa交换机具有强大的网络管理能力，可通过E-mail、Relay和OPC data等三种方式发送故障报警信息，SNMP Trap还可有效捕捉故障点，确保工程师可以随时关注并了解现场情况。