1.1摘要：本系統(tǒng)設(shè)計范圍是對普帶鋼分公司普帶鋼廠第一步實施各機組進行能源數(shù)據(jù)采集、能源消耗管理及統(tǒng)計分析。第一步實施的機組包括：罩式退火爐、普帶鋼熱帶退火酸洗機組、混酸再生站、碳鋼連續(xù)式酸洗機組、鹽酸再生站,煤氣站等。

普帶鋼能介計量系統(tǒng)主要采集的介質(zhì)包括：電、石油氣、氮氣、氬氣、氨氣、煤氣、壓縮空氣、工業(yè)水、預(yù)脫鹽水、純水、排放廢水、廢酸等。

1.1關(guān)鍵詞：霍尼韋爾，Experion PKS，冶金行業(yè)應(yīng)用

1.2設(shè)備選型

1.3.1數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)

普帶鋼項目機組多，能源介質(zhì)多，模擬量點最終將超過600點，而且主要為流量測量，為保證計量信號的可靠性和正確性，以及系統(tǒng)編程、維護方便，數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)采用DCS系統(tǒng)（PKS200）。結(jié)合本工程具體情況，該系統(tǒng)除了一般DCS系統(tǒng)的優(yōu)點外，另有兩大優(yōu)點適合我們：

·流量計算方便準確

PKS系統(tǒng)組態(tài)軟件的標(biāo)準算法庫可非常方便地對各種氣體、煤氣流量測量的溫度、壓力補償。

除了標(biāo)準算法庫之外，PKS集散控制系統(tǒng)還支持特殊的算法塊庫，并分別有各自的許可證，如AGA 流量計算。

AGA 流量計算算法庫提供規(guī)格化的氣體流量計算方法，基于環(huán)境溫度、壓力、和氣體組分等，如：

石油氣孔板測量

氣體渦輪流量測量

雙通道超聲波儀表氣體測量

燃料氣體能量檢測計算

當(dāng)系統(tǒng)許可證有效運后，運行的流量儀表可以用這些特殊的功能塊組態(tài)下裝，方便準確的進行流量測量。

系統(tǒng)允許在線分析儀或離線分析儀提供氣體組分數(shù)據(jù)到運算的算法中，用以校正由于氣體組分變化而帶來的測量誤差。

軟件在線修改

由于各個機組能介參數(shù)的分布很分散，完整的一套能介計量系統(tǒng)中設(shè)置了各個遠程I/O站，因而系統(tǒng)應(yīng)用軟件現(xiàn)場調(diào)試和組態(tài)修改調(diào)整也將按各個機組、各遠程站分別進行，因此，應(yīng)用系統(tǒng)軟件必須能在線局部修改下載，并保證一套系統(tǒng)中每一個遠程站在進行調(diào)試和軟件局部改動時，不會相互影響，特別是不去影響已調(diào)試好的遠程站，不影響整個系統(tǒng)的正常運行。

PKS不論該系統(tǒng)是在線或離線均能對該系統(tǒng)的組態(tài)進行修改，并可在線下載。系統(tǒng)內(nèi)增加或變換一個測點，不必重新編譯整個系統(tǒng)的程序。在線修改或下裝時，不影響沒被改動的部分，也不影響系統(tǒng)的正常運行，在軟件修改后在線下載改動部分時，也不會產(chǎn)生整個系統(tǒng)正常運行部分的短時中斷。

另外，該系統(tǒng)在我公司1100、1120計量站已投入使用。

1.3.2測量儀表

不同介質(zhì)采用不同測量儀表

工業(yè)水、生活水、循環(huán)水采用超聲波流量計

脫鹽水、預(yù)鹽水、含油廢水采用電磁流量計

各類堿、酸性廢水采用耐腐蝕超聲波流量計

石油氣、氮氣、氬氣、壓縮空氣采用孔板流量計

煤氣采用渦輪流量計

2 能源介質(zhì)計量系統(tǒng)

2.1系統(tǒng)概況

普帶鋼廠能介計量系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)對普帶鋼廠各機組的能介分類消耗進行實時監(jiān)測，并將采集到的實時數(shù)據(jù)進行顯示和短期存檔。 

能耗分析子系統(tǒng)通過OPC方式實現(xiàn)與數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)的通訊，首先接收各機組的能源消耗數(shù)據(jù)，然后對采集的數(shù)據(jù)進行匯總統(tǒng)計和按需求進行相關(guān)計算和分析，自動生成能源報表；根據(jù)歷史數(shù)據(jù)制定下一周期能介消耗指標(biāo)，并進行對標(biāo)分析。

能耗分析子系統(tǒng)同時實現(xiàn)了與產(chǎn)銷系統(tǒng)L3的數(shù)據(jù)通訊，不僅從L3生產(chǎn)子系統(tǒng)獲取各鋼卷的生產(chǎn)信息，而且向L3能源子系統(tǒng)發(fā)送各機組的能耗信息、單卷消耗信息，達到了數(shù)據(jù)共享的作用。

2.2系統(tǒng)構(gòu)架

本系統(tǒng)采用三級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形式，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要采用Control Net總線結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)場測量儀表接口方式為I/O，就近接入主站或現(xiàn)場遠程 I/O站內(nèi)，由DCS進行流量累計和溫壓補正。變電所的電量以通信方式從電度表中獲取，并通過通信處理器后與L1通信，將電量信號傳給L1。L2系統(tǒng)和L1系統(tǒng)采用的是OPC接口方式。L2和L3的接口為標(biāo)準的以太網(wǎng)通訊接口。

2.2.1數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)采用PKS（DCS）系統(tǒng)，系統(tǒng)由控制單元、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)、I/O單元和人機接口組成，通過開放的冗余通訊網(wǎng)絡(luò)進行通訊。

由于現(xiàn)場各計量檢測點非常分散，遍布廠區(qū)各作業(yè)線，所以系統(tǒng)采用遠程I/O站的方式，實現(xiàn)快速、高精度的信號采集、集中監(jiān)視管理，對用戶能耗情況一目了然。

系統(tǒng)共設(shè)置2臺操作站。其中1臺操作站兼工程師站。2臺操作站放置在普帶鋼計算機樓能源計量系統(tǒng)機房的操作臺上，另外配1臺打印機。

系統(tǒng)設(shè)置1個主控制站，主控制站的設(shè)備集中安裝在控制機柜中?？刂茩C柜布置在普帶鋼計算機樓能源計量系統(tǒng)操作室（機房）中。

考慮各現(xiàn)場測量點的分布情況，系統(tǒng)設(shè)置4個遠程I/O站。1#站設(shè)在罩式爐區(qū)域； 2#站設(shè)在碳鋼酸洗電氣室；3#站設(shè)在減溫減壓站控制室，4#站設(shè)在熱帶退火酸洗出口電氣室；。將現(xiàn)場位置比較靠近的分散在各處的測點相對集中的接入主站或附近的遠程I/O站。

系統(tǒng)設(shè)備之間通過開放、冗余通訊網(wǎng)絡(luò)連接，遠距離的傳輸采用光纖。

在22kV變電所中各輸出饋線設(shè)置有電度表，電度表通過RS485方式與電量數(shù)據(jù)采集裝置通訊，電量數(shù)據(jù)采集裝置將采集到的電量信息通過MODBUS總線接口與PKS DCS系統(tǒng)進行通訊。

2.2.2能耗分析子系統(tǒng)

能介計量站L2系統(tǒng)由一臺數(shù)據(jù)庫應(yīng)用服務(wù)器、一臺管理機及一臺打印機構(gòu)成。上述設(shè)備分別安裝在普帶鋼計算機樓二樓L2機房和操作室內(nèi)。

能介計量站L2系統(tǒng)的所有設(shè)備都連接在計量站的交換機上，數(shù)據(jù)庫另配一塊網(wǎng)卡接入普帶鋼L2的交換機上。整個L2系統(tǒng)的連接采用屏蔽雙絞線。

系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示：

2.2.3部分采集量參數(shù)