1系统概述
能源计量信息网络系统是莱芜钢铁集团有限公司针对企业对能源计量应用、管理的需求，采用自主研发的热电偶、配电器、智能流量仪、监控和管理软件，从系统设计到网络施工提供的一整套性能价格比高的能源计量解决方案。该系统对企业内部的水、电、风、气(汽)计量进行数据采集，实现计算机集中处理、动态显示和报表生成等一系列功能。该系统可直接反映各个工序的实际能源消耗水平，实现能源消耗数据日、旬、月、年的自动累加便于及时了解企业计量设备运行状况和能源消耗变化情况，有助于企业能源动力的平衡，最大限度地提高能源利用率，从而达到全面节能的目的。
2系统结构
能源计量信息网络系统采用二级网络结构，如图1所示，一级（L1）主要采用RS-485总线挂接内置MODBUS协议的智能流量仪表或电力协议智能电表，对某一区域内各采集点的智能仪表进行控制和数据采集，也可用GPRS无线方式对水、电、气仪表数据进行采集，PLC或DCS等工控系统数据也可以采集进入系统；二级(L2)由以太网络或电话线组成，与一级集成在一块，对整个系统进行监控、管理。本系统为一体化的网络监控管理系统，按功能划分为：（1）采集层。采集层主要采用RS-485总线，每个采集站挂接智能仪表数可达255台，上位机内装采集层软件，负责对本区域内各采集仪表进行数据监控、管理和控制，并把数据上传到服务器。对PLC或DCS数据也可通过现场总线和OPC等标准接口进行采集。利用数据采集器还可以对仪表数据进行GPRS无线上传。（2）管理层。局域网范围内的各部门装有管理层软件，负责对整个系统内各采集点数据监控、管理，系统管理员可对每个管理用户授予不同的访问权限。（3）共享层。共享层提供与外部系统的接口，通过Intranet/In-ternet发布实时数据和能源报表信息。
3系统特点
（1）安全性：采用仪表口令设定、监控软件用户权限、关系数据库用户设定、IP地址限制四级安全方式，确保系统安全。（2）开放性和扩展性：该系统为分布式计量管理系统，采集站数量不受限制，每个采集站智能仪表数可达255台，不受距离的限制，具有485总线接口内置MODBUS协议的仪表皆可挂接在该系统上，单台下位机的故障不会影响整个网络的运行。该系统也可以接收PLC、DCS等工业控制系统的数据。（3）系统具有智能化功能，故障自诊断、数据自平衡。（4）实时性：对于300点的系统，扫描周期小于1min。（5）支持多用户快速访问：系统采用多项先进的数据库处理技术，保证上千个用户仍然能够进行大量数据的快速访问。（6）可操作性和灵活性：系统采用图形化界面，操作简单，可组态。（7）支持存储转发功能。（8）实现设备远程维护、监控，可远程操作，仪表参数可远程读写。（9）报表自动生成，任意EXCEL格式，方便灵活。（10）系统分气、水、电有线、电无线四部分，既可单独安装运行，又可同时运行。
4系统功能与作用
能源计量信息网络系统对水、电、气(汽)等能源的计量数据进行集中管理，实现能源管理数据共享。通过网络优化，可使二次能源放散率达到最小，实现企业厂内二次能源闭路循环，一次能源购入量达到最小。该网络既可反映各工序实际消耗的瞬时量，也可实现能源消耗数据日、旬、月、年的自动累加，可及时了解能源消耗变化情况，并实现企业能源能力平衡预测。其主要功能与作用为：（1）进行时、班、日、旬、月、年能源消耗数据的分类统计和自动累加统计并自动保存历史数据，可随时进行打印。（2）通过该网络二级部门可以直接调用原始数据作部门能源平衡表，管理部门可以直接采用原始数据做为依据，计算出能源消耗指标，汇总做出全公司的能源计量数据结算表以及其他各种报表。（3）定期进行全公司水、电、风、气等二次能源的平衡，为生产调度指挥提供数据依据。（4）对主要耗能设备和能源供应各个环节设备进行状态监视，及时掌握设备运行状况。通过该系统，可以随时掌握能源消耗数据，当数据出现异常时，可以及时进行分析，找出造成能耗升高的原因。（5）实现能源实际消耗与能源消耗定额的比较，进行定期能耗分析。（6）实现主要耗能设备状态监视，显示主要工艺流程模拟画面。（7）建立工序优化模型。
5LGF智能流量仪
拥有自主知识产权的LGF智能流量仪，可配套应用于该系统。LGF智能流量仪可自动实时进行密度补偿，适用于各种液体、蒸汽、天然气及其它一般气体等的流量测量、积算及变送输出，可广泛用于石油、冶金、化工、机械、电力等行业的流量积算与控制。其主要特点：LED和LCD双屏显示，符号化操作键盘，菜单提示式汉化人机交互界面，仪表组态编程方便,显示信息全面，编程参数具有密码保护功能；RS-485通信接口，内置MODBUS协议，可以方便地接入MODBUS网络，以实现数据远传和远程编程；内建多种数学模型和密度自动补偿方式，经组态可实现对气体、液体等多种介质的密度自动补偿和流量的测量积算，通用性强；采用宽限开关稳压电源，确保电源电压在130～260V变化时，系统精度不损失；具有免拆机标定功能，无需调节任何电位器，通过仪表键盘即可完成标定操作；具有可编程的超限报警输出及小流量切除功能，流量、温度、压力报警上下限可分别设定，监视工况更全面。
6系统软件
能源计量信息网络系统软件由采集层软件、管理层软件、共享层软件三部分组成，可完成对现场仪表的数据采集、处理、显示、报表生成等一系列功能。系统运行环境：WINDOWS2000/XP、IE，WEB服务IIS，数据库SQLSERVER2000。采集层软安装于各采集站工控机，完成数据的采集与传输，进行本站区域内的仪表数据监控、管理、控制。功能主要包括：主控画面、历史数据、班发生值、报警记录、仪表参数、棒图、曲线、全貌显示及上位机状态等显示画面，以及安全管理、权限设定、仪表参数读写、报表打印、曲线组合设定、代码维护等。管理层软件可以监控所有采集站的数据和状态，对系统进行组态设定和代码维护，并完成一定的数据分析和管理工作。共享层软件提供与其他系统的接口，并通过In-tranet/Internet对外发布能源信息。
7系统技术特点
该系统技术特点：基于构件的统一软件开发；多线程编制技术；实时数据库技术；串行通信接口技术；分布式实时监控技术；多接口、多协议的水电气计量数据管理一体化开发。
8结语
该系统已经在莱钢以及天津钢管公司、章丘日月化工公司、山东西王集团、山东九羊公司、日照钢铁公司等单位成功应用。该系统实施后，所有能源计量数据都能在网上实时监控，生产管理部门能随时根据计量设备运行状况和能源消耗变化情况进行调度指挥，有助于企业能源动力的平衡，最大限度地提高能源利用率，创造更大的经济效益和社会效益。
作者：高大鹏 单位：莱芜钢铁集团有限公司自动化部
