摘 要 從2000年開(kāi)始，隨著ISO認(rèn)證、FDA認(rèn)證、職業(yè)健康安全管理體系認(rèn)證需求。實(shí)木家具公司新增各類(lèi)現(xiàn)場(chǎng)儀表，包括，壓力表，變送器，流量計(jì)，液位計(jì)。儀表的準(zhǔn)確計(jì)量為車(chē)間的質(zhì)量、能源管理提供了保證。在此基礎(chǔ)上，2009年實(shí)木家具公司采用西門(mén)子S7-400自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用于能源管理專(zhuān)業(yè)，并取得良好效果。
　　【關(guān)鍵詞】西門(mén)子 s7-400 能源監(jiān)控系統(tǒng)
　　1 能源監(jiān)控系統(tǒng)介紹
　　生產(chǎn)部能源管理體系人員通過(guò)WinCC操作員站W(wǎng)eb客戶(hù)端訪問(wèn)實(shí)木家具公司能源系統(tǒng)WinCC服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)查詢(xún)。對(duì)主要能耗設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，建立耗能設(shè)備與能源系統(tǒng)檔案，對(duì)車(chē)間節(jié)能技改工作進(jìn)行監(jiān)督與指導(dǎo)，完成對(duì)車(chē)間技改工作的管理與考核。針對(duì)能源數(shù)據(jù)變動(dòng)，及時(shí)對(duì)用能設(shè)備進(jìn)行調(diào)查，對(duì)于不合理用能及時(shí)指導(dǎo)、糾正。
　　2 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求
　　能源管理系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)從實(shí)木家具公司管理級(jí)一直到現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的直接訪問(wèn)。生產(chǎn)車(chē)間可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)報(bào)表、即時(shí)查詢(xún)、歷史查詢(xún)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能。同時(shí)做到查詢(xún)與控制互不影響。能源控制柜滿足現(xiàn)場(chǎng)防爆安裝要求。生產(chǎn)部能源管理專(zhuān)業(yè)可對(duì)全實(shí)木家具公司能源計(jì)量點(diǎn)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控管理、實(shí)時(shí)調(diào)度。實(shí)現(xiàn)管控一體的設(shè)計(jì)思路。
　　3 系統(tǒng)架構(gòu)介紹
　　能源監(jiān)控系統(tǒng)采用西門(mén)子S7-400cpu為DP主站，通過(guò)CP 443-X通訊模板連接到實(shí)木家具公司以太網(wǎng)。以車(chē)間內(nèi)部分布式遠(yuǎn)程I/O處理單元-ET200為從站節(jié)點(diǎn)，西門(mén)子S7-400cpu可同時(shí)建立最多64個(gè)站的連接。數(shù)據(jù)傳輸率最大為12Mbit/s. ET200從站專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集。不用新增現(xiàn)場(chǎng)表，將現(xiàn)有DCS系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)接入能源系統(tǒng)控制柜，完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集。WinCC服務(wù)器兼工程師站，放置于計(jì)算機(jī)中心，方便儀表專(zhuān)業(yè)人員管理維護(hù)。
　　4 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備類(lèi)型
　　能源計(jì)量范圍包括水、電、氣用量與狀態(tài)。現(xiàn)場(chǎng)流量?jī)x表采用電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、孔板流量計(jì)。采用一體化溫度變送器進(jìn)行溫度補(bǔ)償、采用壓力變送器進(jìn)行壓力測(cè)量。現(xiàn)場(chǎng)儀表信號(hào)輸出4～20MA進(jìn)入能源系統(tǒng)控制柜。
　　5 模塊選擇
　　能源系統(tǒng)控制柜采用單獨(dú)供電，與車(chē)間生產(chǎn)控制DCS分離設(shè)計(jì)。SIMATIC ET200分布式自動(dòng)化系統(tǒng)，模塊化設(shè)計(jì)、安裝緊湊、支持熱插拔。IO模塊選擇SIMATIC模擬量模塊SM 431，SIMATIC通訊模塊選擇CP 343 RJ45接口數(shù)字傳輸。電源模塊采用PS 307。連接模塊采用IM 360。4～20MA信號(hào)分配器。
　　5.1 關(guān)鍵程序設(shè)計(jì)
　　用戶(hù)管理為能源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵。利用WinCC User Administrator，可分配和控制用戶(hù)的組態(tài)和運(yùn)行時(shí)軟件版訪問(wèn)權(quán)限。多達(dá)128個(gè)用戶(hù)組。最多劃分999種不同授權(quán)。能源管理員會(huì)接收到唯一的用戶(hù)ID、用戶(hù)名和密碼。
　　5.2 監(jiān)控畫(huà)面設(shè)計(jì)
　　監(jiān)控畫(huà)面包括工藝管路；重要設(shè)備：空壓機(jī)、制冷劑、制水機(jī)；用戶(hù)抄表。分區(qū)報(bào)表及全廠報(bào)表設(shè)計(jì)包括車(chē)間分類(lèi)、設(shè)備分類(lèi)、能源類(lèi)別分類(lèi)。WinCC客戶(hù)端在WIN XP和WIN7下運(yùn)行。WinCC將系統(tǒng)內(nèi)所有歸檔數(shù)據(jù)導(dǎo)出到中央歸檔服務(wù)器（CAS）上進(jìn)行統(tǒng)一管理。 各車(chē)間可通過(guò)WinCC客戶(hù)端訪問(wèn)CAS數(shù)據(jù)。包括：過(guò)程畫(huà)面監(jiān)控，通過(guò)趨勢(shì)或表格顯示和分析所歸檔的過(guò)程值和報(bào)警，把歸檔過(guò)程值傳輸?shù)紼xcel工作簿，發(fā)布報(bào)表。過(guò)程值是用WinCC在線表格控件和在線趨勢(shì)控件來(lái)表示的。交叉索引表可列出所有的變量、類(lèi)型、位號(hào)、功能等。可以利用這些強(qiáng)大的工具顯示和評(píng)估來(lái)自過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)的當(dāng)前過(guò)程狀態(tài)和歷史數(shù)據(jù)，從而允許各車(chē)間能源管理人員有效地監(jiān)視和分析能源消耗過(guò)程并創(chuàng)建報(bào)表，向生產(chǎn)部能源組發(fā)送。
　　6 系統(tǒng)運(yùn)行測(cè)試與驗(yàn)證
　　依據(jù)FDA認(rèn)證需求，需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證方可投入使用。經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)表和能源管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)比對(duì)。在分布式I/O站 ET 200側(cè)用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源進(jìn)行測(cè)試。對(duì)測(cè)量值的重復(fù)性、不準(zhǔn)確度進(jìn)行計(jì)量。將測(cè)量結(jié)果形成驗(yàn)證報(bào)告。
　　7 結(jié)論
　　通過(guò)能源體系運(yùn)行，實(shí)行能耗獎(jiǎng)罰制度，實(shí)木家具公司節(jié)約了大量能源成本，能源成本占總成本的比重，由1992年的27%降到今年的20%。同時(shí)，大大激發(fā)了員工進(jìn)行節(jié)能技改的積極性。
　　作者單位
　　石藥集團(tuán)計(jì)算機(jī)中心 河北省石家莊市 050041