DCS系统数据与节能系统数据融合应用.pdf

第四期2 0 2 3智慧工厂SmartFactory75DCS系统数据与节能系统数据融合应用Application of data fusion between DCS system and energy-saving system万洲电气武汉研发中心郭芬（GuoFen)摘要：随着我国能源工业的发展，节能系统将成为企业节能减排的重要技术之一。该系统从多个维度采集与分析企业各个工序能耗情况，优化能源使用结构及方式，从而实现企业能耗的精细化管理。DCS系统采用分散控制、集中操作的设计原则，实现了对各种类型仪表的数据采集和实时控制，为了保证高可靠性，广泛应用高可靠性的设备和生产工艺 1。将DCS系统数据融合到节能系统中，可以广泛扩展节能系统的数据来源，更加全面进行数据分析。关键词：节能系统；DCS系统；数据融合；应用Abstract:With the development of China s energy industry,energy-saving systems will becomeone of the important technologies for enterprises to save energy and reduce emissions.This systemcollects and analyzes the energy consumption situation of various processes in the enterprise frommultiple dimensions,optimizes the energy usage structure and methods,and achieves refinedmanagement of enterprise energy consumption.The DcS system adopts the design principles ofdecentralized control and centralized operation,achieving data collection and real-time controlof various types of instruments.In order to ensure high reliability,highly reliable equipment andproduction processes are widely used.Integrating DCS system data into energy-saving systems canwidely expand the data sources of energy-saving systems and conduct more comprehensive dataanalysis.Key words:Energy saving system;DCS system;Data fusion;Application中图分类号TP311文献标识码 B文章编号16 0 6-512 3(2 0 2 3)0 4-0 0 7 5-0 41引言目前我国处于高速发展阶段，能源紧张、环境恶化已受到全球的密切关注，能源是发展国民经济的重要基础。节约能源是建设生态文明社会的重要途径，是贯彻落实绿色发展理念、实现绿色低碳发展的必经之路，是一项造福社会、积德行善、功德无量、意义深远的事件，使命光荣，责任重大，节约能源，人人有责 2。为了响应国家号召，走可持续发展的道路，节能降耗是首要任务。节能系统的好坏很大程度上决定了能源节约的力度，必需尽最大可能提升节能系统的可用性和可靠性。DCS系统数据的多元性，可以扩展节能系统的数据来源，使节能系统的数据更加丰富，分析更加全面，分析结果更加准确。2节能系统概述节能系统的开发与应用，构建了完整的工况调查、节能评估、节能改造、应用研究、远程服务等一整套完整的节能服务体系，为用户提供全方位的节能解决方案和节能服务，实现持续的节能优化，打通了节能服务公司与能耗单位之间节能服务的链接纽带。推动了系统节能技术和系统节能体系的完善与进步，也直接推动了节能技术由单一的设备改造向综合诊断分析方向发展，扩展了节能方法与思路，提升了能源利用效率和设备使用率 3。节能系统以服务用能单位节能降耗为核心目的，融合5大节能思想（系统节能、主动节能、差异分析、能源平衡、节能服务）、3 大节能技术（设备运行优化节能、工艺管控优化节能、管理策略优化节能）综合采用先进的计算76MACHINEVISION智慧传感机软件技术、网络通信技术、工控自动化技术，先进的系统节能理念结合实体的节能技术产品、方法措施，切实为用户提供诊断分析、节能改造、数据解析、技术咨询、优化节能方案等一些服务。公司自身的特点和行业发展经验以及节能系统的设计理念、功能定位与发展规划决定了我们的系统与市场上其他常见的能源监测与管理系统有着巨大的差异和显著的竞争优势，市场上常见的系统多以在线监测和能耗数据统计管理为主，兼有少量的分析功能，而节能系统除了具备其他系统的功能外，还有以下优势：从设备运行优化节能、工艺管控优化节能、管理策略优化节能三大方面，给用户提供给全方位系统节能技术支撑服务，大幅度降低用户能耗；具有强大的在线分析诊断功能，能够实时发现用户能耗异常和设备异常，并及时提出针对性解决方案；在系统实施方案确定与实施中，即充分融合了三大方面的全方位系统节能技术与策略，而且公司建立了庞大的行业节能技术研究团队，并为用户提供持续的节能优化服务，不断提升用户的能效水平；在能源服务中心的支持下，公司为用户提供远程的在线服务，代替用户值守人员，对用能情况、设备运行状况进行实时管理，并为用户提供远程在线设备维护和系统软件实时升级服务。目前公司节能系统已应用到了大量的现场，系统功能和实用性获得了用户的认可，扩展节能系统数据来源，更加全面的监控各类仪表数据，提升分析策略的可用性、可靠性、准确性、及时性,成为节能系统的发展的重要方向。3DCS系统概述DCS系统采集用标准化、模块化和系列化设计，由集中管理部分、分散控制检测部分和通信部分组成。集中管理部分包括管理计算机、工程师站和操作站。管理计算机用于系统的系统管理和优化控制，工程师站用于组态和维护，操作站用于监视和操作。分散控制监测部分包括控制站、监测站或现场控制站，用于控制和监测。通信部分连接系统各个分布部分，完成数据、指令及其它信息的传递 4。二氧化硫参数实测浓度（mg/m折算浓度（mg/m）蜜头蜜居煤府一钱水泥二线水泥压力：1.40氨逃逸：6.02密尾CO浓度：652.95氧氧化物实测浓度（mg/m）折算浓度（mg/m）1.701.41Mpamg/mmg/m颖页料粒立物实测浓度（mg/m）折算浓度（mg/m）1.8844.8337.201图1环保数据监测氧含量：7.90烟尘折算：1.52氨水流量累计：286.21图2 烟气脱硝监测DCS系统采用分层结构，每层由若干个子系统构成，每个子系统实现不同的功能。为保证高可靠性，广泛应用高可靠性的硬件设备和生产工艺。底层的数据采集和控制单元，能采集这些不同类型的硬件设备和生产工艺数据，在系统中进行控制和展示 5。4DCS系统数据在节能系统中的应用DCS系统中采集的各类硬件设备和生产工艺数据，接入到节能系统中，能大大提高节能系统的数据来源，扩展节能系统数据的多样性，对节能系统的数据分析起到了很好的扩展作用。以下为目前DCS系统数据在节能系统的应用场景，可以很好的反应DCS系统数据与节能系统数据融合的必要性。4.1实时数据展示从DCS系统采集的数据可以在节能系统中实时展示，用户可以通过采集的仪表数据,实时了解设备的运状况，从而了解现场生产的情况。图1和图2 为节能系统已经接入的DCS系统实时数据展示。节能系统可以以表格的形式展示各个生产环节各项监测数据，形成对比模式，方便对各个生产环节进行对比，适合高层管理人员进行管理；也可以以列表的形式展示单个生产环节的各项监测数据，形成单独监测，方便对单个生产环节进行监测，适合中低层管理人员进行管理。4.2生产工艺展示从DCS系统采集的生产工艺数据，可以与工艺流程图关联起来，用户可以形象的看到每个工艺的参数，实时关注生产工艺情况，及时发觉生产工艺的异常状态并进行处理。以下为节能系统已经接入的DCS系统的生产工艺数据展示。氧合量烟气温度废气排放量（%）C73.08182084.611.831.532.141.853.15%mg/m(m/h）7.75114.9057.8326.81177.70烟气温度：115.72氨水返回调节阀反馈：60.97NOx实时折算平均值：35.82氨水流量：541.19342254.8439624.5512216.09186006.91C%mg/makg/h第四期2 0 2 3智慧工厂SmartFactory7715上州推社修节能系统生产工艺图详细的特日推温量量量上月产恒展示了生产过程的各个设备和各项参数，将数据直接显示在各个工艺上，用户可以一眼看到与之相关的数据，方便对生产环节进行全面掌控。4.3监控报警展示节能系统有着丰富的报警策略，可以定义各种类型的报警。对用户关注的各类指标数据，可21韩日产里24主月产量每推托产里2t/hin空民风机电机非轴油防轴承品票电机度电机#用入114入4入3换入格入10入！8入入4入41115110/63/h67011011034#10410以设置报警策略，当指标数据超标时，及时提醒用户作出相应处理，以免发生危险事故。图5为DCS系统采集的环保数据报警策略展示。图3 回转窑工艺数据CO衣1压力用机出口磨机进口选粉机出口给定49节能系统环保超限报警管C格定天然气1理，可以实时监测环保数据，作12出报警提示，并以系统弹窗、转子科格定13/M子称反罐142/转子荷重15App推送、声光报警、邮件推利转来反请16转干荷振始定17送、短信推送等方式提醒用户，天然气用里累计18并对用户的处理过程进行管控，罗风机定19质#2 03/反馈2 2m3/H对不合理的处理方式可以驳回重新处理，还可以对报警时的数据进行追述，分析导致异常的原因。4.4定制报表展示节能系统还有丰富的报表制作策略，可以根据用户的需求定制报表，生成的报表用户可以系统中随时查看，也可以通过邮箱定时推送给关联用户。图6 和图7为根据DCS系统采集的生成工艺数据定制用户报表展示。节能系统定制报表将生产过程中产生的数据汇总制作成报表，可以通过报表看到每月、每天、每小时系统的运行情况，将多项数据汇总在一起，可以方便的了解到自己关心的各项数据，对异常情况可以方便的掌控，从而对生产情况及时进行调整，达到对生产情况进行管理的目的。给定33C衣度12电话上轴承下轴录3C404+罗风机输定2 1m3/M男报感记录列表报警类别：（全部结束时间：2023-06-19市校人：（全部序号对象名称环保设新主号入还强设备建导入赶保设新星入保热据：51Z环保识益导入共40 禁5结语节能系统可以对数据进行实时展示，可以关联图形进行形象化展示，可以对超标数据作出报警提醒，对数据进行定制报表汇总，还可以进行节能策略分析。节能系统作为节约能源的重要管控工具，其采集的底层数据为其正常工作提供了必要条件，底层数据的准确性、可靠性、全面性对其至关重要。DCS系统提供的多元数据，可以丰富节能的数据来源，基于这些数据，节能系统可以制定更多的节能分析策略，提升系统的可用性、可靠性和多面性。累计C2324罗洗风机去宝头姚换器24罗风机图4煤磨工艺数据报婴报测：全部报警状态：对象名你：报警项目PHB2标PHA烟气温度超标PH标PH值标PH2标PH通A标宽气温度超标给定47反馈48C30Ka给定2 5反谱2 6给定2 7反馈2 8宝麗热风V报警策路：环保超限报警信息处理状态：金部报警属性级别单衣报警单次找警富头热风报警项目：全部事件处理状态：全部报誉开始时间报警结束时间推送人处理人审校人信意处理状态事件处理状态操作声光2023-06-0121:23:282023-06-01.21:3B:312023-06-01.21:23:282023-06-01 21:33:322023-06-01.21:23:282023-05-01.21:85:822025-06:01 20:17:112023-06-01 20:27:122023-06-0120:17:112023-06-01-20:27:132025-06-01 20:17:112023-06-01 20:27:132023-06-0119:01:092023-06-0119:11:092025-06-01.19:00:592023-06-01 19:11:102025-06-01-19:00:592023-06-01 19:11:092023-06-01 16:35:022023-06-01 16:45:01图5环保超限报警数据报整属性：全推送人：全部/12545开始时间：2023-05-19处理人：余部未处理未处理未处理未处理未处理未处理未处理未处理来处理未处理未处理未处理未处理未处理米处理未处理未处理未处理11共4口口洋洋情洋特鲜情78MACHINEVISION智慧传感中控烧成系统运行记录内装料投料量A时间h8:30157.149:30157.1410:30157.141:30157.142:30157.1413:30157.144:30157.145:30157.1416:30157.1417:30157.1418:30157.14中19:3020:3021:302:3023:30内容班时间8:309:3010:3011:30白班12:3013:3014:3015:3016:3017:3018:3019:30中班20:3021:3022:3023:30产量220.00|100.1119.70220.00100.1119.64220.00100.1119.59220.00100.1119.59220.00100.1119.53220.00100.05 119.53220.00100.11119.53220.00100.05119.48220.00 103.10 116.48220.00103.04116.48220.00 103.10116.48157.14220.00103.10116.54157.14220.00103.10116.54157.14220.00|103:10 116.54157.14220.00103.10116.60157.14220.00|103.15116.65m0.991.182.202.912.952.952.952.952.952.952.952.952.932.912.862.82喂煤压力B头6.8010.4017.723.567.0010.0018.3922.807.0010.1017.7623.187.009.7018.2122.487.0010.017.9922.507.0010.3017.9422.847.0010.5018.0323.137.2010.3018.0322704.35791.007.2010.4018：1422794.3508.987.2010.6018.2623.207.2010.5018.3023.367.1010.3018:1022.866.909.6017.8022.24.356.988.756.8010.1017.9622.796.809.7017.9422.596.809.7017.9022.23氯水输送压力氯水返回调节mMpa27.571.9427.491.9527.391.9427.351.9427.331.9427.321.9427.331.9427.331.9427.301.9427.331.9427.321.9527.341.9427.371.9527.401.9527.421.9527.461.95窑主传头速电电转电转速AKpaKppmA4.35720.054.35810.914.35869.614.35746.004.35743.804.35873.054.35823.954.35843.904.35830.474.35964.344.35832.764.35774.494.35030.47图6 中控炼成系统运行记录报表%m%/h1.410.051.410.051.400.051.410.051.410.051.410.051.410.051.400.061.410.051.390.051.400.061.400.061.400.061.390.061.400.051.400.05图7 中控脱销系统运行及大气排放数据记录报表高温风机ABAHz87.4040.50100.31741.617.0173.24-1.65112.531300.00-739.6155.251070.9-329.211300.039.80865.77-1451.689.1340.50101.30741.971.2176.18-114.681121.57987.64-778.6555.321076.43-25.0013000.004473870.70-1496.989.8040.50100.81741.6172.5671.7-135.681163.661030.69-802.8155.251085.24-52.531300.0089.0540.5089.2840.5089.3640.508.1540.508.4640.508.5340.5088.9840.508:6040.5088.8340.5010081742.7371.0772.00-79.491201:861300.00-62.3055211115:59332.301300.0040.50 99.18741.971.3671.89-146.281189.631244.31-754.7755.091106.73329.211300.008.6740.5089.73活40.50do99:99741.6172.87 72.68-73.851192.51214.51-646.0755.441079.35-20.901300.0090.2540.500.76741.673.17 69.86-124.621182.281216.97694.3855.511055.84-287.081300.00|鑫送压缩空气压缩空气氯泄漏氯逃逸反应区温度压力调节mMpa646.51269.93646.26270.59644.39271.25647.14271.91645.39272.56646.26273.22648.51273.88647.51274.54645.64275.20699.80275.86643.14276.52650.38277.18617.19277.84631.79278.50632.54279.16631.16279.81三次风入窑摄升机BATpm98.90741.9g72.4274.26-120.341172.011300.00-736.5255211096.97-341.291300.0096.63741.971.8170.87-91.671149.961160.23757.5855.211082.31-368.541300.0098.11741.970.9075.39-10.631162.701137.73-751.4055.171116.05347.47130.00.00447386.23-1409.599.68741.9G68.9670.98-88.071169.541179.77-718.5455251116.05-377.531300.0098:26741.9g68.6575.61-95.271195.4713000643.2655.251105.78-287.081300.0099.60742.7370.070.08-100.01170.001173.88-679.2155.251105.78332.301300.096.07742.3470.45 71.66-100.461146.041176.35-673.3190.90741.9g71.6669.2982.19117.9013000655.3455.251116.55332.301300.0098.54741.971.3670.7586.031203.3211646691.5755.001082.77299.1613000.0043.2385.00-1352.20.0048.66861.39127.20.0043.73868.23-1367.42020年月：0 日Mpa%0.000.490.000.500.000.500.000.490.000.510.000.500.000.470.000.470.000.500.000.480.000.480.000.500.000.460.000.460.000.460.000.47室温度 负压AApa分解炉主州区助混度助%P55.281134.17-314.313000.004428866.73-1391.50.0043.23871.66-1286.240.00427877.55-1349.40.0043.23875.08-1475.84ppmmg/ma41.15-1.0041.13-1.0041.13-1.0041.12-1.0041.13-1.0041.13-1.0041.14-1.0041.12-1.0041.12-1.0041.13-1.0041.01-1.0041.00-1.0041.14-1.0041.14-1.0041.13-1.0041.13-1.00脱分解炉出口温温度助P0.0044.28867.28-1433.70.0042.7861.39-1433.70.004428864.31-1427.50.0044.73858.42-1508.9g0.004428857.46-1277.240.0043.73869.65-1376.44.081.593.821.413.771.412.591.304.271.244.421.373.731.503.911.545.411.226.091.708.091.536.561.703.732.328.292.154.151.686.171.70参考文献1武平丽.仪表选用及DCS组态 M.北京：北京工业出版社，2 0 19.2孙欣.中国节能减排发展及影响因素研究 M.北京：经济科学出版社，2 0 15.3】张泉、李震等.数据中心节能技术与应用 M.北京：机械工业出版社，2 0 2 3.4】黄海燕、余昭旭、何衍庆.DCS集散控制系统原理及应用 M.北京：化学工业出版社,2 0 2 1.5王锦标.计算机控制系统 M.北京：清华大学出版社，2 0 18.作者简介郭芬（198 7.7-），女，大专，万洲电气股份有限公司武汉研发中心，软件开发工程师，研究方向：系统设计、程序构架设计、外部系统兼容性。