彭杉

親身參與四川煙草公司西昌分廠的整體技術(shù)改造“動(dòng)力能源管理與監(jiān)控系統(tǒng)”建設(shè)之后，筆者通過(guò)總結(jié)實(shí)戰(zhàn)，分享了煙草企業(yè)如何借助信息化技術(shù)改造生產(chǎn)與管理，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保目標(biāo)的經(jīng)驗(yàn)。

馮小剛賀歲劇《私人訂制》的高票房低口碑惹得人們紛紛吐槽，而影片最后以向大自然道歉為結(jié)尾的公益環(huán)保片味道卻頗得人心。無(wú)疑，當(dāng)下節(jié)能環(huán)保已經(jīng)成為我國(guó)國(guó)民生產(chǎn)和生活的重中之重，煙草行業(yè)也不例外。

近年來(lái)，隨著我國(guó)煙草企業(yè)的不斷發(fā)展，一些省中煙工業(yè)公司相繼興建了一些現(xiàn)代化的卷煙廠，同時(shí)大部分舊的卷煙廠廠房也面臨改造，以適應(yīng)國(guó)家對(duì)卷煙生產(chǎn)管理規(guī)范的要求。為落實(shí)國(guó)家節(jié)約能源的號(hào)召，四川煙草工業(yè)有限責(zé)任公司西昌分廠的整體技術(shù)改造“動(dòng)力能源管理與監(jiān)控系統(tǒng)”（簡(jiǎn)稱能源信息監(jiān)控系統(tǒng)）一期和二期的戰(zhàn)略目標(biāo)也都是圍繞著企業(yè)節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)來(lái)設(shè)定的。

確立節(jié)能目標(biāo) 明晰設(shè)計(jì)原則

從深層意義理解企業(yè)節(jié)能減排，筆者認(rèn)為應(yīng)主要包括三個(gè)方面：一是將企業(yè)舊有生產(chǎn)設(shè)備改造成為節(jié)能設(shè)備，即設(shè)備的節(jié)能改造；二是建立企業(yè)能源信息監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)，在該平臺(tái)上建立一個(gè)以“節(jié)能降耗”為優(yōu)化目標(biāo)的優(yōu)化型生產(chǎn)系統(tǒng)；三是完善企業(yè)能源管理體系，即充分運(yùn)用信息化手段，通過(guò)企業(yè)能源信息監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)能源管理的科學(xué)化與現(xiàn)代化，最大限度地降低整個(gè)卷煙企業(yè)的生產(chǎn)能耗，使之成為節(jié)能型企業(yè)。

筆者通過(guò)參與西昌分廠能源信息監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，充分體會(huì)到在改造卷煙廠廠區(qū)能源管理和監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)中，其戰(zhàn)略目標(biāo)應(yīng)該是以服務(wù)卷煙工藝流程和滿足現(xiàn)代化管理要求為中心，以確保生產(chǎn)設(shè)備與裝置的安全、節(jié)能環(huán)保運(yùn)行為宗旨，通過(guò)采用現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（包括網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、綜合信息集成技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)，以及數(shù)字化、智能化技術(shù)）等，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行周密設(shè)計(jì)、優(yōu)化組合，最終確保卷煙廠實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、控制、管理和服務(wù)信息共享，節(jié)能環(huán)保，成本降低，效率提高。

為了能較好實(shí)現(xiàn)煙草企業(yè)能源信息監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)，西昌分廠能源信息監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要遵行了以下原則：（1）采用先進(jìn)、成熟、實(shí)用的建設(shè)企業(yè)能源信息監(jiān)控系統(tǒng)主流技術(shù)（尤其是節(jié)約能源與環(huán)境保護(hù)技術(shù)）；（2）將企業(yè)能源信息監(jiān)控系統(tǒng)按功能、按層次進(jìn)行結(jié)構(gòu)化和模塊化處理；（3） 企業(yè)能源信息監(jiān)控系統(tǒng)的各子系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)各自自動(dòng)化控制的同時(shí)，各子系統(tǒng)間可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，且要求系統(tǒng)的“人機(jī)界面”做到友好、易于操作等；（4）企業(yè)能源信息監(jiān)控系統(tǒng)的軟件均要求遵循國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)；（5）各子系統(tǒng)具有開(kāi)放性，在數(shù)據(jù)接口上能提供多種與其他系統(tǒng)銜接的工具；（6）系統(tǒng)具有可靠性和容錯(cuò)性，并提供安全、快速的故障恢復(fù)功能；（7）系統(tǒng)具有可擴(kuò)充性和靈活性，兼顧未來(lái)技術(shù)趨勢(shì)。

功能設(shè)計(jì) 六層結(jié)構(gòu)

西昌分廠能源信息監(jiān)控系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)，主要是以煙廠動(dòng)力能源監(jiān)控系統(tǒng)為核心，應(yīng)用建筑智能化系統(tǒng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全過(guò)程的節(jié)能環(huán)保。

該系統(tǒng)主要由動(dòng)力能源監(jiān)控中心、變配電子系統(tǒng)、空壓（真空）子系統(tǒng)、制冷子系統(tǒng)、給排水子系統(tǒng)、鍋爐子系統(tǒng)、空調(diào)子系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)等子系統(tǒng)組成。整個(gè)系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)控制和計(jì)量層、數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、平臺(tái)層、應(yīng)用層和交互層六層結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)場(chǎng)控制和計(jì)量層由為卷煙廠提供動(dòng)力能源的配電系統(tǒng)、空壓系統(tǒng)、鍋爐系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)等自動(dòng)化控制系統(tǒng)，加上為計(jì)量各生產(chǎn)工藝消耗能源情況而安裝的各種計(jì)量?jī)x表所組成，完成對(duì)動(dòng)力能源設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)控制，以及對(duì)能源消耗情況的精確計(jì)量。

數(shù)據(jù)采集層完成對(duì)卷煙廠所有能源相關(guān)數(shù)據(jù)的采集工作，能源相關(guān)數(shù)據(jù)有三種來(lái)源：利用PLC過(guò)程控制系統(tǒng)，通過(guò)RS485/PROFIBUS/FF總線等標(biāo)準(zhǔn)和私有通信協(xié)議，從現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備和計(jì)量?jī)x表上獲取；對(duì)于少部分不能直接通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)獲取的能源數(shù)據(jù)，可由人工定期抄錄后再通過(guò)PC終端或手持終端手工錄入系統(tǒng)；通過(guò)與外部系統(tǒng)的接口方式，接收來(lái)自外部系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)，比如MES系統(tǒng)中的生產(chǎn)計(jì)劃和產(chǎn)量、ERP系統(tǒng)中的人員信息和成本數(shù)據(jù)、省級(jí)能源管理系統(tǒng)中的能耗基準(zhǔn)輸入等。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層負(fù)責(zé)對(duì)來(lái)自數(shù)據(jù)采集層的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和持久化存儲(chǔ)，根據(jù)不同類型數(shù)據(jù)的特點(diǎn)不同，數(shù)據(jù)預(yù)處理和持久化存儲(chǔ)有兩種不同的模式：PLC過(guò)程控制系統(tǒng)通過(guò)OPC 2.0協(xié)議發(fā)布的能源實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，由于其采集頻率高和數(shù)據(jù)量大等特點(diǎn)，采用專門開(kāi)發(fā)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集處理器快速采集相關(guān)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)壓縮后進(jìn)行持久化存儲(chǔ)，同時(shí)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)、分類和計(jì)算后，將預(yù)處理結(jié)果寫入到關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中。通過(guò)管理信息系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和來(lái)自外部系統(tǒng)的輸入數(shù)具備典型的結(jié)構(gòu)化特征，直接存儲(chǔ)在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中。

平臺(tái)層為構(gòu)建管理信息化應(yīng)用提供強(qiáng)大的平臺(tái)支撐，它通過(guò)內(nèi)建一個(gè)合理、高性能、高質(zhì)量和高可靠的系統(tǒng)架構(gòu)，提供一系列可復(fù)用的業(yè)務(wù)構(gòu)件和快速開(kāi)發(fā)工具，幫助開(kāi)發(fā)人員快速高質(zhì)量地實(shí)現(xiàn)上層管理信息化應(yīng)用。針對(duì)傳統(tǒng)的面向PC終端的應(yīng)用，平臺(tái)層提供信息系統(tǒng)平臺(tái)。平臺(tái)層對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層提供的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式，分別封裝相應(yīng)的API訪問(wèn)接口，供應(yīng)用層調(diào)用。

應(yīng)用層是面向系統(tǒng)的最終用戶所提供的各種業(yè)務(wù)功能，用以支撐卷煙廠能源管理業(yè)務(wù)的開(kāi)展。根據(jù)應(yīng)用性質(zhì)的不同，我們將應(yīng)用劃分為能源管理Web應(yīng)用、能源信息發(fā)布應(yīng)用、能源決策分析應(yīng)用幾種類型。

交互層是企業(yè)能源管控一體化信息平臺(tái)提供給用戶的人機(jī)交互界面，系統(tǒng)可支持通過(guò)PC的瀏覽器和部署在移動(dòng)終端上的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)與企業(yè)能源管控一體化信息平臺(tái)之間的交互。

三級(jí)管理結(jié)構(gòu)下效益顯現(xiàn)

在動(dòng)力能源監(jiān)控中心，企業(yè)管理人員可集中、全面地了解全廠整個(gè)能源信息監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行情況，并進(jìn)行分析、調(diào)整和遠(yuǎn)程控制，從能源宏觀管理上為全廠生產(chǎn)組織方式、節(jié)能技術(shù)改造等工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，全部動(dòng)力能源系統(tǒng)均實(shí)現(xiàn)完全的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，在條件允許的情況下，對(duì)系統(tǒng)實(shí)行優(yōu)化處理，可保證系統(tǒng)在最優(yōu)化節(jié)能的狀態(tài)下運(yùn)行，從而達(dá)到企業(yè)全年節(jié)約耗能預(yù)設(shè)的目標(biāo)。

基于煙草行業(yè)“煙草總公司—省中煙公司—卷煙廠”三級(jí)能源管理結(jié)構(gòu)：煙草總公司負(fù)責(zé)煙草行業(yè)內(nèi)的能源數(shù)據(jù)的宏觀管理與調(diào)控；省中煙公司負(fù)責(zé)對(duì)下屬各卷煙廠的能源數(shù)據(jù)實(shí)施集中監(jiān)控管理、對(duì)比分析和預(yù)測(cè)預(yù)警，以達(dá)到能源信息共享和有效利用，科學(xué)地建立能源管理、考評(píng)體系；卷煙廠將底層自動(dòng)化控制與能源管理有機(jī)地進(jìn)行結(jié)合，廠級(jí)能源管理中心為省級(jí)平臺(tái)提供及時(shí)、準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；提升動(dòng)力設(shè)備的優(yōu)化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)卷煙廠的工業(yè)化與信息化融合。

西昌分廠整體技術(shù)改造動(dòng)力能源信息監(jiān)控系統(tǒng)工程，自建成以來(lái)系統(tǒng)運(yùn)行已近兩個(gè)年頭，其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益超過(guò)預(yù)期。首先，自系統(tǒng)運(yùn)行以來(lái)就設(shè)備節(jié)能改造一項(xiàng)，企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的能耗已出現(xiàn)明顯降低；其次，它基本上實(shí)現(xiàn)了企業(yè)能源管理由單體設(shè)備節(jié)能管理向生產(chǎn)過(guò)程系統(tǒng)節(jié)能管理轉(zhuǎn)變，企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)始終在節(jié)能環(huán)保的優(yōu)化狀態(tài)下運(yùn)行；另外，它完善了企業(yè)能源管理體系，解決了企業(yè)能源信息各類報(bào)表編制和分析的自動(dòng)化處理，實(shí)現(xiàn)了能源管理由事后管理向事前管理、由經(jīng)驗(yàn)化管理向科學(xué)定量化管理、由粗放管理向精益化管理的轉(zhuǎn)變。