朱振格
昆明海阔科技有限公司 云南·昆明 650000
摘要：本文设计了卷烟厂的动力和电力管理控制系统，分析了设计要求，总体系统架构和网络结构，并简单介绍了系统的软硬件组成，系统的构建与使用完成了动力的集中监控与管理。
关键词：能源管控；系统结构；以太网
卷烟厂的能源动力管理与控制系统主要用于监测卷烟厂的电力和动力设备，为每个耗能单元供能和分配能量，以及测量，计数和分析每个耗能单元的能耗。能耗单位，最初到达合理分配，高效节能的目的。
1系统总体设计要求
该系统是一个完全分布式的计算机监视系统，它运用B/S和C/S形式集成了现代通讯技术，计算机技术和自动控制技术。控制主站采用西门子S7系列PLC，底层变电站和变频设备均经过ProfiBus-DP衔接到相应的控制主站，智能仪表经过ProfiBus-PA/DP衔接到相应的控制主站。控制系统具有自动，手动和远程控制功能。在自动形态下，控制系统可以精确牢靠地完成设备的顺序启动/停止以及每个执行器的举措；在手动形态下，它可以完成每个单个设备的手动操作功能。并能满足设备维护和调试的需要。该系统要求在自动或手动形态下精确测量每个检测点的数据。
2系统结构
2.1总体系统架构
动力和电力管理与控制系统的总体规划分为三个级别：设备控制层，集中监控层和信息管理层。详细信息如下：（1）设备控制层。设备控制层由一个或多个控制主机组成，这些主机位于锅炉，变电站，空气压缩机站，真空站，空调系统，给水和排水系统，蒸汽站，软化水，燃料和天然气中，等站组成。设备控制层采用先进的多级控制办法，分为本地控制和远程控制两种。本地控制权设置在本地控制柜中，操作员可以经过控制柜上的按钮来启动和中止设备和阀门。远程控制由PLC完成，分为两种形式：手动和自动。手动形式的控制权在每个子系统的监视计算机上设置，并且操作员可以经过受权在监视计算机上完成现场设备的远程启动。中止;自动形式是PLC的组合控制和组控制。PLC可以依据现场进程的要求，经过事后设置的各种限制自动启动和中止相应的设备。（2）集中监控层。集中监视层主要由监视计算机，以太网和网络设备以及监视配置软件和网络通信软件组成。（3）信息管理层。数据库和管理系统采用先进和成熟的B/S和C/S组合办法，基于Microsoft的NET框架，并具有与工厂级计算机网络衔接的功能。动力监控管理层主要由操作员工作站，数据库服务器，Web服务器，工程计算机，车间和工厂各个职能部门的阅读计算机组成。这些消费管理层的设备可以经过以太网交流。动力监控管理层同时具有集中监控和能源管理功能。其中，集中监控功能可以完成对各种电力设备的集中检测和控制，并可以调理压力，温度，流量等设备参数；能源管理功能可以完成整个工厂的能耗测量，能耗设备的统计和分析，并依据三级测量完成每个车间和职能部门的能耗。
2.2系统网络结构
该系统采用环形网络和星形网络的组合。关于安全要求高，环境恶劣的车间区域，普通采用西门子光纤环网，在集中控制中心树立星型以太网。PLC和终端仪器通讯运用西门子的PA网络，其集中控制中心运用光纤与MES停止通讯，与空调系统和配电系统的通讯运用1000M以太网。整个系统网络建成后，具有高带宽，高可靠性，冗余功能，扩展才能强的特点。
3系统软硬件组成及完成
3.1硬件组成
系统的PLC采用西门子S7系列产品，支持DP接口。
数字量输出模块要求24VDC，光电隔离型；数字量输出模块需求24VDC，0.5A，晶体管输入，光电隔离型;支持ISO和TCP/IP协议，装备10/100Mb/s，RJ45接口；模仿输出/输出模块需求运用诊断 ，光电隔离类型。整个监控管理层设计为直接与PLC通讯，并采用B/S和C/S形式。该层装备1个数据库服务器，2个数据采集服务器（彼此为热备用），1个Web服务器，1个工程师操作站和6个操作员站。设备控制网络采用西门子SCALANCEX交换机，管理层网络采用Cisco交换机，可以满足网络运用的需求。一切动力电源管理和控制系统软件都可以在Microsoft Windows平台下运转。监控软件是能源管理和控制系统的中心软件，运用的是Winder-Ware消费的InTouch HMI软件。数据库运用关系数据库SQL Server2005；开发工具运用VisualStudio2005。
3.2电能计量和数据采集系统
结合每个独自配置的PLC数据采集站，完成了能量输出，转换，分配和终端四个环节以及所触及的蒸汽的三级电能数据计量，软水，压缩空气，关于真空等介质，经过Profibus-DP/PA，Modbus和其他总线通讯办法，可以完成能量测量数据的搜集，处置，统计和分析等功能。并且当传输网络中缀或数据库服务器封闭时，数据采集系统可以在现场提供自动数据缓存。（1）数据采集完成。经过配置Word ware的DA Server，可以在每个系统PLC（S7-300）和InTouch之间树立独立的通讯通道。InTouch经过上述渠道树立每个系统的拜访称号，以完成与每个系统的独立通讯。树立通讯后，需求在InTouch中创立可以衔接到PLC特定地址的特定标志名，以便与搜集的数据的物理地址树立独立的通讯。（2）完成监视画面。接口开发在InTouch软件的Windows Maker中停止，以完成系统的屏幕监视。动力和电力管理与控制系统分为气压系统监控画面，真空系统监控画面，供水系统监控画面，锅炉系统监控画面，热交换系统监控画面，脱气系统监控画面，燃气系统监控画面，动力计量系统监视屏幕，空调和制冷监视屏幕，污水处理系统监视屏幕，配电系统监视屏幕，趋向曲线屏幕，数据查询屏幕，实时警报信息栏以及监视软件进入和加入屏幕。
3.3电力管理系统的使用
经过树立基于B/S（浏览器/服务器，浏览器/服务器模型）技术架构的数据采集系统，为整个工厂的动力管道网络树立集中监控平台，在动力管理中心完成对每个子系统的监控。对形态进行监控和操作。其中，经过二维视图显示子控制系统的运转形态和主要进程参数，并可以经过以下方式实时反映主要独立设备的运行状况，设备参数和进程参数：三维设备图和三维管道图。
3.4第三方独立自动控制系统
数据集成应用程序完成了第三方独立自动控制系统，例如制冷和空调系统，污水处理系统，智能照明系统等，经过工业以太网技术或PROFINET接口完成系统集成，搜集相关数据至动力管理系统，并停止传输三方独立系统完成了远程集中监控和管理，同时在动力管理中心完成了集中监控和一致数据管理功能。
4结论
卷烟厂经过动力和电力管理和控制系统的构建和使用，完成了对水的集中监控，电力，蒸汽，天然气等动力系统及运营管理。自系统运转以来，它曾经发生了积极的效果。一方面，自动控制系统方便操作员经过控制工作站集中监视，操作和管理整个进程。同时，可以经过工作站控制进程的每个部分，以满足各种动力用户的能源需求；另一方面，能源管理控制系统可以提供整个工厂的能耗测量，统计和分析数据，提高动力管理水平，为企业决策提供实时，科学的参考。
参考文献
[1]杨晓帆.基于环网冗余工业以太网技术的钢铁能源管控系统[J].大理学院学报,2012(10)
[2]于涛.InTouch组态软件概念?功能及实际应用概述[J].时代报告:学术版,2013(1)
[3]傅翔毅,王建中,徐生林.基于OPC的远程InTouch数据采集方法与实现[J].工业控制计算机,2006(10)