田原銘 魏志

[摘 要] 本文以青島橡膠六廠能源管理信息化平臺(tái)建設(shè)為例，介紹一種橡膠企業(yè)生產(chǎn)信息化平臺(tái)建設(shè)的方法。能源管理采用分級(jí)管理的方式；生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集采用PA總線(xiàn)的方式；信息化平臺(tái)充分考慮了與PCS、MES、ERP的通信接口。

[關(guān)鍵詞] 橡膠；信息化；PA總線(xiàn)；計(jì)量；能源管理

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 17. 026

[中圖分類(lèi)號(hào)] F270.3；TP315 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194（2014）17- 0044- 03

1 引 言

企業(yè)信息化建設(shè)是指企業(yè)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等一系列現(xiàn)代化技術(shù)，通過(guò)對(duì)信息資源的深度開(kāi)發(fā)和廣泛利用，不斷提高生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理、決策的效率和水平，從而提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的過(guò)程。

橡膠行業(yè)是典型的勞動(dòng)、技術(shù)、資金密集性行業(yè)，生產(chǎn)過(guò)程的信息化建設(shè)對(duì)企業(yè)有著明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，也符合國(guó)家的橡膠產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，適應(yīng)國(guó)家兩化深度融合的發(fā)展方向。

青島橡膠六廠借助遷建項(xiàng)目的機(jī)會(huì)，進(jìn)行了能源管理信息化的建設(shè)，本文對(duì)該廠能源管理信息化平臺(tái)建設(shè)的方法進(jìn)行介紹。

2 能源管理的功能需求

企業(yè)的能源管理主要包括能源（水、電、蒸汽、壓縮空氣等）計(jì)量采集、能耗狀態(tài)監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表、能量平衡、設(shè)備能效分析、能源報(bào)警與預(yù)警、綜合能耗分析及優(yōu)化決策等功能，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、提高能源利用率，利用能量平衡與用能分析，實(shí)現(xiàn)能源順暢調(diào)度，以達(dá)到企業(yè)節(jié)能降耗的目標(biāo)。

能源管理信息化平臺(tái)要實(shí)現(xiàn)能源數(shù)據(jù)的采集、歸檔、工藝流程監(jiān)控、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析計(jì)算，為MES其他功能組件、ERP等提供開(kāi)放的數(shù)據(jù)通信接口。

3 企業(yè)能源概況

青島橡膠六廠新建廠區(qū)的生產(chǎn)能源主要有自來(lái)水、循環(huán)水、軟化水、電、蒸汽、壓縮空氣。能源管理采取三級(jí)管理方式。一級(jí)管理：進(jìn)入廠區(qū)的自來(lái)水、電、蒸汽；一級(jí)半管理：動(dòng)力站送往各個(gè)車(chē)間的循環(huán)水、軟化水、蒸汽、壓縮空氣；二級(jí)管理：進(jìn)入各個(gè)車(chē)間的自來(lái)水、循環(huán)水、軟化水、電、蒸汽、壓縮空氣；三級(jí)管理：進(jìn)入主要設(shè)備的自來(lái)水、循環(huán)水、軟化水、電、蒸汽、壓縮空氣。能源的分級(jí)管理結(jié)構(gòu)如圖1所示。

4 信息化平臺(tái)建設(shè)

信息化平臺(tái)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，主要由操作/管理層、控制層、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)層構(gòu)成。

操作層/管理層由1套大屏顯示、1臺(tái)工程師站、1對(duì)冗余服務(wù)器、4臺(tái)操作員站、1對(duì)歸檔服務(wù)器、1臺(tái)網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)組成，設(shè)置在能源管理中心。

控制層由主控制器、通訊組件構(gòu)成?？刂茖又饕瓿缮a(chǎn)能源數(shù)據(jù)的采集、二級(jí)與三級(jí)的能源管理與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。分別設(shè)置在煉膠車(chē)間、輸送帶一車(chē)間、輸送帶二車(chē)間、輸送帶三車(chē)間、科技試驗(yàn)樓、動(dòng)力站。

現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)層采用先進(jìn)的PA總線(xiàn)實(shí)現(xiàn)控制器與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)x表的連接，并能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)x表進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷和參數(shù)設(shè)置；采用Modbus與綜合保護(hù)器通訊，采集用電數(shù)據(jù)。

信息化平臺(tái)通過(guò)PA總線(xiàn)和Modbus通訊對(duì)能源數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集；通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳到能管中心，并在歸檔服務(wù)器中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)歸檔，在操作員站和大屏幕中清晰顯示能源消耗的車(chē)間、設(shè)備、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、累積數(shù)據(jù)、對(duì)比數(shù)據(jù)等；對(duì)能源數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、計(jì)算，對(duì)企業(yè)內(nèi)部的績(jī)效考核、節(jié)能改進(jìn)提供準(zhǔn)確、及時(shí)的數(shù)據(jù)依據(jù)。

信息化平臺(tái)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

5 PA總線(xiàn)特點(diǎn)

在信息化平臺(tái)建設(shè)中，能源數(shù)據(jù)的采集采用了PA總線(xiàn)的方式，而非常規(guī)硬接線(xiàn)的采集方式，是該平臺(tái)建設(shè)中的一大亮點(diǎn)。

PROFIBUS-PA是一種用于分散式自控系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的通訊系統(tǒng)。它以符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC 61158的PROFIBUS-DP為基礎(chǔ)，增加了PA行規(guī)以及相應(yīng)的傳輸技術(shù)，使ROFIBUS 能更好地滿(mǎn)足各種過(guò)程控制的要求。

PROFIBUS-PA將自動(dòng)化系統(tǒng)和過(guò)程控制系統(tǒng)與壓力、流量、液位等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接起來(lái)，PA可用來(lái)替代4～20mA的模擬技術(shù)。PROFIBUS-PA具有如下特性：

（1）適合過(guò)程自動(dòng)化應(yīng)用的行規(guī)使不同廠家生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備具有互換性；

（2）增加和去除總線(xiàn)站點(diǎn)，即使在本征安全地區(qū)也不會(huì)影響到其他站；

（3）在過(guò)程自動(dòng)化的PROFIBUS-PA段與制造業(yè)自動(dòng)化的PROFIBUS-DP總線(xiàn)段之間通過(guò)耦合器連接，并使可實(shí)現(xiàn)兩段間的透明通信；

（4）使用與IEC 1158-2技術(shù)相同的雙絞線(xiàn)完成遠(yuǎn)程供電和數(shù)據(jù)傳送；

（5）在潛在的爆炸危險(xiǎn)區(qū)可使用防爆型“本征安全”或“非本征安全”。

6 運(yùn)行效果

信息化平臺(tái)為企業(yè)提供了能源消耗的數(shù)據(jù)，各車(chē)間能夠?qū)崟r(shí)了解各班、各設(shè)備、各種類(lèi)的能源消耗，企業(yè)管理者能夠?qū)崟r(shí)了解各車(chē)間的能源消耗。企業(yè)能夠從管理上提高能源的使用效率，減少不必要的能耗；也能夠提高生產(chǎn)操作人員的節(jié)能積極性。信息化平臺(tái)監(jiān)控畫(huà)面如圖3所示。

7 結(jié) 語(yǔ)

從黨的十五大提出“發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，推進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)信息化”，到十六大“堅(jiān)持以信息化帶動(dòng)工業(yè)化，以工業(yè)化促進(jìn)信息化”，到十七大“大力推進(jìn)信息化與工業(yè)化融合，促進(jìn)工業(yè)由大變強(qiáng)”，再到十八大提出的“信息化與工業(yè)化的深度融合”，充分體現(xiàn)了我國(guó)政府對(duì)信息化與工業(yè)化發(fā)展的認(rèn)識(shí)和理解程度在不斷加深，也為國(guó)內(nèi)工業(yè)企業(yè)的發(fā)展指明了方向，提出了目標(biāo)。

具體到橡膠企業(yè)生產(chǎn)信息化如何發(fā)展，如何能夠腳踏實(shí)地，從基礎(chǔ)建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、軟件功能、管理觀念、操作意識(shí)等方面做出實(shí)實(shí)在在成績(jī)，還需在實(shí)踐中不斷探索。本文提出了一種橡膠企業(yè)生產(chǎn)信息化平臺(tái)建設(shè)的有效方法，為企業(yè)兩化深度融合打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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