水泥行业节能解决方案

水泥行业节能解决方案

赵国强

（万洲电气股份有限公司襄阳441002）

如何为企业早期的数字化工厂框架安装一个“最强大脑”呢？

目前兴起的数字化工厂雏形多数是从生产、运营管理到后期售后服务全过程，基本实现了弹性业务、高密度计算和全数据可视化和数字化的初级阶段，主要体现生产管理信息化、无纸化、可视化为鲜明特点，但要实现最终目标（高品质、高效率、低成本）还有很长路要走，那么在目前互联网时代大背景下，如何发挥数字化工厂核心价值和实际成效呢？缺的不是软硬件环境重叠累加，缺的是一个互联互通大数据背景下懂得思考、有节能思想的“最强大脑”。

为什么这么说呢？我们可以结合一个实际案例来加以具体说明。

山东某水泥有限公司现拥有两条2200t/d和一条4500t/d新型干法生产线，三条线均采用国内先进DCS中控系统，并配套一台6MW和一台9MW的纯低温余热电站，配套有先进余热发电后台控制系统，1#余热发电每吨29度，2#余热发电每吨33度。总降变电站采用

110kV/10kV供电，总降变压器三台，分别为两台20000kVA和一台31500kVA，其中两台20000kVA的变压器供电给1、2#熟料线及1、2#水泥磨。31500kVA的变压器供电给3#熟料线及3#4#水泥磨，总降开关柜也配备先进综保和后台监控系统。2015年全厂新进配套国内先进水泥系统能管中心系统，完全覆盖生产线的矿山、原料调配、生料、窑尾、窑头、水泥、包装等各个工序。企业办公系统拥有早期ERP办公自动化系统雏形。所以，该水泥生产线真可谓工艺先进，环保效果好，设备工艺调节性强，能耗低，自动化程度高。年产销水泥产260万吨，实现工业产值5.2亿元。

这样看似完美水泥生产企业自动化、数字化水平都很高，各个系统各司其职，运转正常，目前企业能耗可视化和数字化水平已经达到领先其他同行一步水平，但即使这样就果真没有什么问题了吗？经过万洲电气工况调查技术人员历时10天左右实地调查走访可知，目前这个看似完美先进水泥企业同样也有它不为人知烦恼（主要矛盾是生产与管理出现了脱节的现象），具体表现为虽然目前中控DCS控制室里DCS系统和EMS能管中心是并行独立分布的，但操作工大都只观察DCS控制画面，却很少同时观看布控在旁边能管中心B/S界面，这是什么问题？操作工说“虽说中控DCS存储数据有限（只限3天之内数据），但目前能管中心因布控存储策略问题，整点报时数据不准（只能存储每小时平均值），数据库查询数据无法与DCS工作数据形成实效对接，在这种数据准确性受质疑前提下，他们仅仅把这个能管中心系统作为备查参考，平时很少关注。其次他们认为能管中心分析数据大都是给上层管理者看的，实际工作中我们只是作为能耗参考，并不是作为日常调度管理主要参考的考核目标，所以平时很少使用它”，从目前该厂使用能管中心系统，虽然实现了能耗管理可视化、数字化，但系统适用性和实用性是受质疑的。

而在中控室、总降后台的操作间、余热发电控制室等核心部门的人工抄报记录单也是像碎片一样的堆积在统计室的库房里睡大觉，不出事故（需要追溯分析问题情况下）是没人会去翻看这些技术统计数据的，也没人会去主动分析这些生产关键数据。大量数据资源被白白浪费了。

再反过来看看管理层这边，各个操作室实时数据抄录对于管理者来说，不是分析结论没有参考价值，而各科室呈报各类报表，反映的又是不同层次管理统计数据，这是需要什么看什么报表，而这些数据报表之间纵向联系与关联所反映出来能耗管理漏洞，既没人分析，也没人挖掘。再看看能管中心的B/S界面所呈现能耗数据分析结论大都是“事后诸葛亮”，仅

仅是能耗单据数字化、可视化一种呈现，平时展示效果多余实际应用，也就是不能通过数据分析结论发现问题、解决问题，并形成闭环管理监督措施，长期持续关注节能降耗。主要矛盾呈现为上层管理缺乏数据统计分析发现问题和解决问题应用策略，而下层管理控制环节缺乏优化调度与协调。

这样看来看似很先进局部“信息孤岛”模式，造成生产与管理总是隔着一道不可逾越“鸿沟”，问题根结在哪里呢？主要就是大数据合理利用和分析，所有自动化系统和后台数据，包括办公系统数据管理，都隐约存在着一种必然联系，但各个“信息孤岛”模式独立性一定程度屏蔽这种数据内在联系，如何将这些数据建立一个很好数据交互共享和存储与管理机制的平台，将数据内部关联关系进行进一步解析分析和诊断分析，将这些大数据送入一个数字化工厂人工智能的“大脑”，从而可以最终实现诊断分析和预判性“对症下药”的专家系统。

在万洲电气技术专家与该水泥厂进行深入技术交流后，该厂经过多次调研和论证，最终于2016年引进万洲电气WOES智能优化节能系统，采用OPC接口技术来实现的对DCS中控和EMS能管中心等控制后台数据共享与交互，采用XML(可扩展标记)技术实现与局域网办公系统数据库的交互信息的集成和共享，在厂区内建立一个真正互联互通网络数据共享数字化平台，解决以往一个个“信息孤岛”难以集成的难题，彻底实现了大数据资源集中整合和利用，使企业生产管理结构趋于“扁平化”，工厂生产管理以职能为中心转化为以过程为中心，在梳理大数据交互流通与管理同时，利用万洲电气WOES系统具备从设备、工艺、管理三方面提炼和总结节能专家分析诊断模块，彻底为数字化工厂框架模型安装一个具备节能思想的“最强大脑”。

WOES节能系统利用前置机通讯服务管理系统，将数据库和通讯服务完全分离进行流程化处理，前置机将各个接口接收来数据通过这个类似“多国语言翻译器”进行整合处理，将分离解析数据打包传输给数据服务器，大数据在那里进入整合、分析、优化处理流程。

WOES节能系统利用不同用途服务器（数据库服务器、WEB服务器、各种应用服务器）不同职能和功能，做到术业有专攻，各尽其责，数据信息流在过滤、筛选、分离和整合，大数据分析和处理，很方便实现了生产、能源、物流的调度集中管理，即“三调合一”，将分散的能源生产、管理的职能实行集中管理，真正实现了“集中一贯、扁平化”的管理模式。

WOES节能系统利用管理业务分析、诊断各自独立自动化分析诊断模块，参照国内外先进管理模式，能源管理系统的建设，实现在信息分析基础上的能源监控和能源管理的流程优化再造，对能源的生产、使用、调配实行集中统一的管理，有利于实现能源生产经济平衡、促进节能减排。

WOES节能系统利用先进信息流通讯信息处理技术，保证大数据准确、有效通讯传输同时，解决各个“信息孤岛”难以集成和数据共享交互难题，通过打通脉络一体化的能源管理经营模式，不仅从底层生产使用上解决能源消耗的主要问题，还对日常管理和组织机构的精简、任务流的分工起到了决定性的问题解决。生产者在日常生产中获得生产最优化，管理者在能源管理中获得管理最佳化，经营者在产品输出时获得利润最大化。

通过2016年将近一年WOES节能系统试运行，在全厂范围内，利用WOES节能系统核心专家分析系统、强大数据通讯功能和多种形式大数据处理和分析能力，完全激活了EMS能管中心沉睡数据，唤醒了DCS中控生产管理延伸和考核管理精细化，数据流入WOES节能系统智慧的“最强大脑”后，迅速产生“化学反应”，利用这个“智慧大脑”源源不断分析诊断模块（用电结构分析诊断模块、工段数据分析诊断模块、关联设备能耗分析诊断模块、变压器经济运行分析诊断模块等八大模块）高效率投入运行，持续有效为企业在生产经营与管理过程中出谋划策，参与生产管理和节能技改，每年直接和间接的产生接近三百万节能成效，难怪该厂技术总工用了一句话概括投运WOES系统成效：“就是再强数字化工厂也要安装一个富有节能智慧的‘最强大脑’”。

通过此次对WOES智能优化节能系统成功投运，彻底打破了水泥厂自动化系统已经扎堆，似乎节能已经无计可施地步，不是企业自动化、信息化水平提高了，管理就可以平步青云，各个自动化系统软硬件环境重叠与累加（并不能实现简单加法运算，不是1+1=2问题），造就不了管理水平垂直化提升，只有坚持以底层大数据处理为基础，贯彻万洲电气设备、工艺、管理三方面节能思路、理念和方法，用科学节能分析诊断智慧的“最强大脑”，才能使企业自动化、信息数字化、精细化管理方面，全方面提升企业降低能耗、提升效率、保障运行等方面多维度节能水平，全方位改变企业对能源管理被动数据分析模式，让大数据时代综合诊断分析功能切实应用到节能各个环节，由原来被动分析数据转变为通过主动数据分析，主动管理策略实施，达到摸清家底，管住节能指标，实现节能降耗最终目的。

目前该系统运营效果良好，吸引了附近省市及本地同行业企业，还有节能监察部门组织其他厂家多次参观学习，收到了较好的社会效果，不仅扩大了该厂WOES节能系统的知名度，也获得良好社会声誉和专家学者一致好评。