1、概述

河南某水泥有限公司現擁有兩條2500t/d新型干法旋窯熟料生產線，生產線分為礦山、原料調配、 生料粉磨、煤粉制備、熟料燒成、熟料存儲與輸送、水泥粉磨、生料粉磨、廢氣處理、輔助用電等工序，并配2套純低溫余熱電站，余熱發電站總裝機容量為19.5MW，實際年發電功率在12.34MW左右，余熱發電經濟效益非常可觀。水泥廠總降變電站采用35kV/10kV供電，每月的電度電費約為271萬元，基本電費按容量收費方式繳納費用，廠區內一共18個配電室，相對較為分散，分別為全廠的高、低壓設備供電；水泥廠年水泥產能達450萬噸，年產骨料120萬噸，兩條生產線水泥綜合能耗為95KWh/t,生料電耗20KWh/t，熟料電耗40KWh/t，水泥電耗34KWh/t，余熱發電每噸34度。相對于水泥行業2500t/d的先進生產線（水泥綜合能耗90KWh/t）而言，此水泥廠的能耗明顯偏高。

2、設計原則

本方案的設計將在盡可能減少投資的情況下，從系統結構、網絡結構、技術措施、設備選型等方面綜合考慮，以確保系統中任何一個環節都沒有單故障節點，實現7×24×365的不間斷服務，對于安裝的服務器、終端設備、網絡設備、控制設備與布線系統，完全能適應嚴格的工作環境，以確保系統穩定。服務器系統具有負載均衡和多機互相冗余功能，通訊鏈路具有雙通道冗余設計。

① 可操作性：系統設計選用易于操作的圖形人機界面，提供信息共享與交流、信息資源查詢與檢索等有效工具。提供易于使用的數據庫功能，讓使用者能隨時查詢信息及制作所需的報表。

② 可擴展性：考慮到各能耗企業主工藝系統不斷擴展的特點，在能源管理中心系統中所有的網絡、服務器、存貯、應用軟件的設計都將遵循可擴充的原則，以實現隨著生產管理業務的發展而擴展。

③ 高效性：考慮到能源管理中心系統為大量遠端用戶提供WEB服務以及OPC通訊功能，系統設計將從服務器處理能力、網絡帶寬傳輸能力、軟件系統效率等角度綜合分析，合理設計結構、配置，以確保大量用戶并發訪問的峰值時段，系統具有足夠的處理能力，保障服務質量。

④ 可維護性：從應用系統的設計、硬件設備的選型等方面考慮通用性、開放性，在系統局部發生故障時，運行維護人員能盡快發現并能及時處理，避免故障擴大并快速恢復正常運行。具有在線的修改能力，提供遠程可維護功能。

⑤ 安全性：從操作系統層，網絡層，應用層每個層次都有相應的措施。系統運用了網段安全隔離措施，包括有效的防病毒防黑客技術措施，用戶驗證等技術以解決傳輸安全，系統安全和信息安全的需求。

3、能源管理硬件平臺與網絡結構設計

3.1 系統監測點設計標準

為滿足企業能源管理中心系統的運行要求，實現基于客觀過程數據的分析和管理，實現精細化能源管理，根據節能服務公司萬洲電氣在水泥行業施工過程中積累的技術經驗，現對此水泥廠監測點設置遵循以下原則：

? 電源關口（指貴廠從供電局接入的進線、發電機等）位置（總降位置）100%安裝電力能效監測終端。

? 用戶變電站或開關站的變壓器各出線回路100%安裝監測終端（備用回路除外），對于支線直接接入用電設備的回路的監測終端安裝在變電站或開關房的出線開關位置，對于支線接入設備動力柜（或控制柜的）監測終端安裝在動力柜中。

? 用戶的主要用電設備100%安裝監測終端（高壓設備、大功率用電設備、用戶關注設備)。

? 能效項目關口（ 用戶為提高能效而開展的技術改造項目所涉及的能源關口100%安裝監測終端）。

3.2 網絡結構設計

經現場工況調查與確認，全廠用電監測回路一共257個（其它能源介質監測，不在本設計方案內），分布在廠區的18個配電室中，水泥廠現已配置了相對較全的電能計量儀表，但局部地方配置還不完善，需增補電能三級計量儀表，新增計量點以就近接入工藝控制系統，再經數采站通訊網關送能源管理中心服務器為原則進行設計。

本方案在設計時充分考慮廠家原有網絡硬件設備及系統的擴展升級，能源專網采用工業級以太網光纖星型結構，現場采集采用100/1000Mps光纖環網和現場串行總線構建能源管理中心系統的網絡平臺，搭建一個可靠性強、傳輸速率快、安全經濟、易于擴展與維護的綜合性網絡平臺，構建無障礙的線速交換網絡。其系統拓撲圖如下：

3.3 系統硬件平臺構成

此水泥廠能源管理中心系統的硬件平臺主要包括：服務器系統、計算機系統、通訊網關等。對于硬件產品的選型采用當前主流廠商的產品，質量可靠，能提供全年 365 天，全天 24 小時的連續運行和售后服務；對于安裝的服務器、終端設備、網絡設備、控制設備，必須能適應嚴格的工作環境；系統具備反應快速，滿足行業要求的性能，最終確保能源中心的高效、穩定、實時的運行；在充分考慮整個硬件平臺的成熟、可靠、穩定性、可擴展性。最終系統硬件設計如下：

① 服務器

節能服務公司萬洲電氣WEMS能源管理系統服務器主要包括綜合監控服務器、關系數據庫服務器、應用服務器、WEB 服務器等。根據系統功能的不同，結合系統容量、系統負荷以及實時性的要求，系統服務器配置如下：

采集服務器（1 臺 ）：用于電力系統的能源數據的監視和控制，主要功能包括能源數據的顯示，能源設備的控制，參數報警，事件記錄，能數據管理，歷史數據歸檔和查詢，以及系統監控診斷等。

Web服務器（1臺 ）：Web服務器安裝Windows 2008 Server操作系統和Web發布程序，主要用于Web發布。Web發布的主要內容包括基礎能源管理系統的管理界面及綜合監控系統畫面web發布。

應用服務器（1臺 ）：應用服務器安裝Windows 2008 Server操作系統、開發軟件和基礎能源管理應用軟件，主要實現能源計劃管理、實績管理、調度運行支持、能源預測與優化平衡、能源質量管理、能源設備管理、能源分析、能源監察和環保管理等。

② 計算機系統

操作站計算機：在能源中心大廳配置的調度人員監控客戶機，作為整個系統的運行操作工作站，使運行人員對能源數據和設備進行監控。終端包括電力系統7臺、生產調度1臺，預留工位2臺等設備。這些操作站完成潮流監視、設備狀態顯示、操作畫面，信息顯示、實時曲線、參數設定、語音報警等功能，在操作站上還可進行數據查詢、報表查詢、報表打印等工作。

工程師站計算機：工程師站使系統維護人員對節能服務公司萬洲電氣WEMS計算機軟硬件進行開發、組態和日常維護處理等。這些維護操作站可對應用軟件，接口程序，數據庫系統，操作日志，數據備份等進行系統級別的操作管理。系統共設計筆記本工程師站1臺。

以上工作站各自分工，各司其職，組成了能源管理系統的人機交互平臺。

4、能源管理系統軟件設計

本次方案針對電能進行監測分析，構建企業能源管理平臺，在平臺上運行節能服務公司萬洲電氣WEMS能源管理中心系統軟件，對企業實時用能進行監視、對重點用能設備的運行狀況實時監控、對歷史能源數據進行分析。