趙烽敏， 田世烜， 孫小紅

(上海寶信軟件股份有限公司， 上海 201900)

Citect在鋼鐵能源管理中的應(yīng)用*

趙烽敏， 田世烜， 孫小紅

(上海寶信軟件股份有限公司， 上海 201900)

CitectSCADA作為數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控解決方案，在鋼鐵能源管理系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。介紹了CitectSCADA在解決數(shù)據(jù)累積量波動(dòng)問(wèn)題中的應(yīng)用，對(duì)其他能源管理系統(tǒng)有很好的借鑒作用。

Citect； 鋼鐵能源管理系統(tǒng)； 累積量波動(dòng)

引 言

CitectSCADA是集成的HMI/SCADA解決方案，是現(xiàn)成的、完整的系統(tǒng)。所有的驅(qū)動(dòng)及擴(kuò)展等主要功能都已經(jīng)內(nèi)置。CitectSCADA廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，在全球范圍內(nèi)包括食品加工、半導(dǎo)體、石油和天然氣、汽車(chē)、化工、醫(yī)藥、紙漿和造紙、鋼鐵能源、運(yùn)輸及公共設(shè)施等行業(yè)都有廣泛應(yīng)用[1]。

鋼鐵企業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的命脈，是國(guó)家強(qiáng)盛的標(biāo)志；特種鋼材還是國(guó)家武器裝備的基礎(chǔ)，也是國(guó)家安全的保證條件之一。鋼鐵企業(yè)同時(shí)也是高能耗的行業(yè)，大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，需要大量的燃料、電力、氧氣、氮?dú)?、蒸汽和水等能源介質(zhì)的供應(yīng)，其中絕大多數(shù)由企業(yè)自己生產(chǎn)，尚處于一種邊生產(chǎn)、邊消耗、無(wú)庫(kù)存的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)；同時(shí)每一種能源介質(zhì)的使用變化均將影響甚至制約其它能源介質(zhì)的生產(chǎn)與使用。因此，平穩(wěn)供應(yīng)，動(dòng)態(tài)調(diào)整及合理、經(jīng)濟(jì)使用數(shù)量龐大的能源介質(zhì)對(duì)鋼鐵企業(yè)正常生產(chǎn)、節(jié)約成本具有重要的意義[2]。

在能源管理系統(tǒng)實(shí)施過(guò)程中，由于現(xiàn)場(chǎng)儀表及通訊設(shè)備復(fù)雜，經(jīng)常出現(xiàn)累積值錯(cuò)誤，對(duì)能源預(yù)測(cè)及平衡有很大的影響，并具有一定的共通性，此問(wèn)題的提出對(duì)類(lèi)似企業(yè)有很大的參考性及借鑒性。

1 提出問(wèn)題

在興澄特鋼能源管理系統(tǒng)中，由于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)儀表及PLC等設(shè)備的原因，從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備讀取到的數(shù)據(jù)累積值經(jīng)常出現(xiàn)以下異常情況：

(1)累積值變小的情況(如圖1所示);

圖1 累計(jì)值變小

(2)現(xiàn)場(chǎng)儀表超量程，累積值歸零的情況；

(3)累積值有上下波動(dòng)的情況(如圖2所示)；

圖2 累積值上下波動(dòng)

(4)12 h當(dāng)班累積值清零的情況

正常情況下，數(shù)據(jù)的累積值應(yīng)該逐漸變大，累積值曲線呈平滑上升的趨勢(shì)。當(dāng)累積量出現(xiàn)上述異常變化時(shí)，對(duì)能源調(diào)度人員會(huì)產(chǎn)生極大的誤導(dǎo)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響能源的統(tǒng)計(jì)平衡。

2 原因分析

(1)當(dāng)累積量數(shù)據(jù)累加到一定值后，其數(shù)值會(huì)變得很大，這會(huì)對(duì)PLC的累積量算法產(chǎn)生影響，從而導(dǎo)致累積值數(shù)據(jù)不準(zhǔn)，有時(shí)甚至可能出現(xiàn)變小的情況；

(2)由于現(xiàn)場(chǎng)儀表分別來(lái)自不同的廠商，儀表型號(hào)及量程各不相同，當(dāng)累積流量超過(guò)儀表量程后，會(huì)導(dǎo)致儀表自動(dòng)清零的現(xiàn)象；

(3)當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)儀表與PLC通訊不穩(wěn)定時(shí)會(huì)出現(xiàn)累積值上下波動(dòng)；

(4)因大多數(shù)鋼鐵企業(yè)采用兩班倒的工作方式，當(dāng)班的現(xiàn)場(chǎng)操作工只需記錄本班12 h內(nèi)的累積量數(shù)值，因此現(xiàn)場(chǎng)的很多累積數(shù)據(jù)只有12 h的值，而EMS系統(tǒng)作為一個(gè)整體連續(xù)的系統(tǒng)，總的累積量才能反映能源的實(shí)際消耗情況。

3 解決方案

3.1 設(shè)置取值條件

首先對(duì)累積值按上述4種情況歸類(lèi)，再新建對(duì)應(yīng)的硬盤(pán)點(diǎn)(默認(rèn)初始值為0)，并對(duì)硬盤(pán)點(diǎn)數(shù)值與實(shí)際值做比較：

(1)當(dāng)實(shí)際值大于硬盤(pán)點(diǎn)時(shí)，將現(xiàn)場(chǎng)取到的實(shí)際值寫(xiě)入硬盤(pán)點(diǎn)；

(2)當(dāng)實(shí)際值小于硬盤(pán)點(diǎn)時(shí)，將實(shí)際值與儀表量程最大值相加寫(xiě)入硬盤(pán)點(diǎn)；此時(shí)需要定義儀表的最大量程rMaxACC；

(3)當(dāng)實(shí)際值與硬盤(pán)點(diǎn)的差值在某一范圍內(nèi)波動(dòng)，并且實(shí)際值大于硬盤(pán)點(diǎn)時(shí)，將實(shí)際值寫(xiě)入硬盤(pán)點(diǎn)；此時(shí)需定義累積量變化閾值rThreshold；

(4)對(duì)于當(dāng)班累積值清零的情況，首先獲取當(dāng)班累積量的最大值，當(dāng)實(shí)際值大于硬盤(pán)點(diǎn)時(shí)，將實(shí)際值寫(xiě)入硬盤(pán)點(diǎn)。

3.2 編程修正

基于以上分析，建立DBF數(shù)據(jù)表，將有問(wèn)題的信號(hào)點(diǎn)按以上四種情況分類(lèi)，將DBF不斷輪詢，如圖3所示。

以上述內(nèi)容為基礎(chǔ)，在Citect中利用其自身提供的Cicode語(yǔ)句進(jìn)行編程，建立“ModErrAccValue”函數(shù)。

主要代碼如下：

FUNCTION ModErrAccValue(STRING sDevice)

INT hFile_AccTag;//存儲(chǔ)累積量變量設(shè)備

INT iCase;//iCase=1:適用于累積值變??； //iCase=2:適用于現(xiàn)場(chǎng)儀表超量程，累積值歸零的情況； //iCase=3:適用于累積值有上下波動(dòng)的情況; //iCase=4:適用于12 h當(dāng)班累積值清零的情況；

REAL rValueDisk;//硬盤(pán)點(diǎn)

REAL rValueReal;//實(shí)際值

REAL rMaxACC;//儀表最大值

REAL rThreshold;//累積量變化閾值

……

SELECT CASE iCase

CASE 1 //當(dāng)實(shí)際值大于硬盤(pán)點(diǎn)時(shí)，將實(shí)際值寫(xiě)入硬盤(pán)點(diǎn)

CASE.累積量變化的4種情況；TAGNAME.累積量標(biāo)簽的中文名稱；TAGDISK.累積量硬盤(pán)點(diǎn)；TAGREAL.累積量實(shí)際值； MAXVALUE.儀表最大量程； rThreshold.累積量變化閾值；

IF rValueReal>rValueDisk THEN

TagWrite(DevGetField(hFile_AccTag,"TAGDISK"),rValueReal);

END

CASE 2//當(dāng)實(shí)際值小于硬盤(pán)點(diǎn)時(shí)，將實(shí)際值與儀表最大量程相加后寫(xiě)入硬盤(pán)點(diǎn)

IF rValueReal

END

CASE 3//首先判斷實(shí)際值與硬盤(pán)點(diǎn)的絕對(duì)差值是否在累積量變化閾值內(nèi)；當(dāng)實(shí)際值大于硬盤(pán)點(diǎn)時(shí)，將實(shí)際值寫(xiě)入硬盤(pán)點(diǎn)

IF Abs(rValueReal-rValueDisk)

IF rValueReal>rValueDisk THEN TagWrite(DevGetField(hFile_AccTag,"TAGDISK"),rValueReal);

END

END

CASE 4//首先獲取當(dāng)班累積量最大值(執(zhí)行TrendGetMax函數(shù))；當(dāng)實(shí)際值大于硬盤(pán)點(diǎn)時(shí)，將實(shí)際值寫(xiě)入硬盤(pán)點(diǎn)(同CASE1)

TrendGetMax();//獲取當(dāng)班累積量最大值函數(shù)

IF rValueReal>rValueDisk THEN

TagWrite(DevGetField(hFile_AccTag,"TAGDISK"),rValueReal);

END

END SELECT

……

END

圖4 主服務(wù)器中觸發(fā)的事件

此函數(shù)在服務(wù)器中通過(guò)事件觸發(fā)，主服務(wù)器從00:00:00開(kāi)始，每一分鐘觸發(fā)一次(如圖4所示)，備服務(wù)器從00:00:30開(kāi)始，每一分鐘觸發(fā)一次(如圖5所示)；由此，將負(fù)荷分別分擔(dān)給主、備兩臺(tái)服務(wù)器，既減輕了每個(gè)服務(wù)器的負(fù)荷，又能達(dá)到每30 s執(zhí)行一次修正事件的頻率。

圖5 備服務(wù)器中觸發(fā)的事件

修正后的累積量趨勢(shì)如圖6所示。

圖6 修正后的累積量趨勢(shì)

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)此方法對(duì)興澄特鋼能源管理系統(tǒng)中的累積量標(biāo)簽進(jìn)行修正，整個(gè)累積量曲線呈平滑上升趨勢(shì)，符合實(shí)際工作情況，達(dá)到了預(yù)期的效果，為基礎(chǔ)能源管理的相關(guān)應(yīng)用提供了正確的、有價(jià)值的數(shù)據(jù)。

[1] 陳太伍，孔斌，程懷舟. 基于Citect的泵站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)[J]. 可編程控制器與工廠自動(dòng)化(PLC FA). 2011，(7):84—86.

[2] 王海風(fēng)， 張春霞. 能源中心在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)[J]. 中國(guó)冶金. 2009，(2): 6—9.

[3] 邱東，高國(guó)麗，李征燕，等.鋼鐵企業(yè)能源計(jì)量與管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[A]. 十七屆全國(guó)測(cè)控計(jì)量?jī)x器儀表學(xué)術(shù)年會(huì)[C]，2007.

2014-08-30

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