应用MES系统提升炼化企业能源管理效率研究

1、应用MES系统提升炼化企业能源管理效率研究石化行业能耗高、污染重，在节能减排方面面临严峻挑战。实施MES(炼油与化工运行系统)公用工程系统后，利用信息化手段大大提升了能耗管理和节能效率。本文介绍了中国石油MES公用工程系统的主要功能，对其在炼化企业实施后带来的能耗管理效率提升进行了分析，同时结合实践经验，对未来系统功能提升方向进行展望。1 引言 MES系统的实施，为PCS(过程控制系统)与ERP(企业资源计划)之间建立了桥梁，利用信息化手段，使各项生产业务在生产调度层面进行了汇聚，极大提升了炼化企业的生产管理水平和管理效率。作为MES扩展项目的新增模块，2008年开始，中石油各炼化企业推广实施

2、公用工程系统，顺应国家“十一五” 期间对企业能耗管理的要求，为企业能耗管理提供了先进的技术支撑，帮助企业实现节能减排的目标。公用工程系统功能覆盖从数据采集、数据审核、能耗平衡到能耗数据传输与展示的业务流程，有效的提高了数据处理的准确性和及时性，实时掌握企业公用工程产出和消耗情况，并且快速的数据查询展示和报表展示，对能耗情况进行精细化管理，为生产指挥提供决策支持。2 公用工程系统功能介绍 对以装置为最小单位的能耗信息的集成、平衡与统计，建立装置、车间、分厂以及公司的能源管理数据流，设计开发能源平衡与统计查询功能，为企业整体的节能降耗、能耗分析提供决策支持，提升企业能源管理水平。通过对企业典型能耗

3、管理业务流程的分析，公用工程计量与统计管理系统主要包括四大业务功能： 2.1 信息集成 以装置DCS等控制系统数据为基础，MES实时数据库和关系数据库为信息载体，构建企业整体公用工程物理模型，集成水、电、汽、风主要能耗类别的用能信息：计量点、介质详细类别、能源路由信息、统计属性(外购、自产、消耗等)等数据。 2.2 计量监控 为车间、计量、生产调度等部门提供关键计量点的监控与查询功能，并根据业务需求生成报表。 2.3 统计平衡 根据介质类别建立统计平衡模型，可以根据业务需要进行装置、车间、分厂的能耗平衡计算，平衡周期可以按照日、旬、月来进行。 2.4 能源结算 主要功能是对平衡后的数据进行发布

4、，如页面查询和报表查询，同时通过ERP接口将平衡后的数据提供给ERP系统进行财务结算，具体流程如图1所示。图1 公用工程典型业务流程 通过对炼化企业公用工程业务的充分调研，中国石油MES公用工程计量与统计管理系统采用NET技术进行客户化开发，软件功能包括数据采集、数据审核、统计平衡、计量监控、统计平衡、统计查询、统计报表与ERP数据传输和配置组态等，这些具体的功能与业务流程相对应，具体功能如图2所示。图2 公用工程软件功能流程3 应用效果 3.1 操作层面 3.1.1 数据采集的及时、准确、全面 及时性：通过实时数据库与装置DCS同步，可以达到分钟级的装置能耗数据采集，实时监控装置能耗的变化。

5、 准确性： 自动数据采集广泛替代传统的人工抄表与录入，降低了人工操作的时间误差。采集数据的对比分析，也可以发现仪表问题，如仪表误差、满量程等情况。 全面性：水、电、汽、风等主要介质数据同时集成到系统中，建立统一的能耗管理信息平台，方便能耗管理部门及其他相关部门、领导查询能耗数据。 3.1.2 统计平衡简便、快捷 平衡配置：系统支持平衡组的白定义配置，用户可以通过页面进行不同介质的自定义组态，当平衡关系发生改变时，也可以方便的进行调整。 平衡计算：系统对平衡计算的主要依据是多用多摊和按系数分摊，同时可以人工确定是否分摊，灵活运行这些平衡规则，快速对装置、车间、分厂以致公司的能耗数据进行平衡计算。

6、自动平衡计算不仅大大节省了统计人员的工作量，同时也极大的提高了平衡结果的准确性。 3.1.3 信息查询方式灵活、多样 系统提供能耗数据的多维度查询：按介质、按时问、按组织层级，满足各级用户获取能耗数据的需求。系统提供多种查询方式：系统界面查询、各类报表查询；为ERP系统提供数据接口：通过报表形式将MEs能耗数据传递给ERP系统进行财务结算，实现生产、计量、统计、财务的信息流完整传递。 3.2 管理层面 通过数据采集能够详细了解企业能耗仪表状况，及时发现仪表缺失与故障问题，通过对能耗仪表的维护和添置，提升能耗数据的准确性。 能耗平衡更加准确、客观，通过能耗平衡过程发现企业用能问题，使统计平衡人员

7、从平衡计算的工作中解放出来，有更多时间和精力去进行平衡分析，从本质上提升能耗管理效率。 能耗数据查询和分析，为企业决策人员调整能耗指标提供直观依据，结合节能减排的总体要求，站在管理和运营两个角度去控制能耗。4 提升方向 4.1 技术层面 4.1.1 统计分析 目前公用工程系统已经覆盖了从数据采集到统计平衡到数据传输的管理业务，下一步可以在统计分析层面进行功能提升，如增加图形化的对比分析功能，按装置、按介质、按时间三个维度进行数据的同比、环比以及与计划对比展示分析，从管理和经营两个视角了解能耗变化趋势，进而确定节能方向，有针对性的调整装置运行和指标控制。 4.1.2 大屏幕数据展示 管理驾驶舱已

8、经成为大型生产企业把握生产全局、实时掌握生产动向、生产和经营决策的重要手段，能耗数据作为企业生产数据的重要部分，可以直接从公用工程系统层面提升到企业经营管理层面，通过大屏幕直观展示水、电、汽、风的产出和消耗情况，并结合图形化的对比分析功能和历史趋势查询功能，使能耗信息完全被企业各层用户所了解。 4.1.3 能耗信息的提示功能 对关键能耗计量点进行实时监控，当数量超过正常范围的时候能够进行系统页面报警，根据报警级别，也可以将报警信息推送给手机终端等移动办公平台。可以在第一时间了解能耗异常情况，保证装置平稳运行和监督节能减排。 4.1.4 多信息统一 在公用工程系统中，集成ERP计划信息，直观对比

9、能耗的实时数据和计划数据；集成实时数据库信息，可以在公用工程系统界面选择能源计量点，查看其历史趋势，避免或减少能耗管理人员在公用工程系统NMES其他系统间的交叉操作，提高工作效率。 4.2 管理层面 将节能减排指标纳入企业KPI，并与绩效考核挂钩，通过MES系统进行监控，确保业绩提高； 提升企业仪表自动化水平，减少数据的人工干预，通过数据平衡发现仪表问题或生产操作问题；提高生产控制水平，做到工艺流程的标准化和最优化，加速MES系统推广，提高产品质量、产量和劳动生产率； 促进ERP、MES、DCS等信息系统的集成，实现信息系统的深化应用和优化应用，做到既能通观全局，又可精细控制，全面提高企业管理

10、水平和科技水平。5 结束语 近年来，石油石化行业在信息化方面的投入不断提高，未来几年仍将保持快速发展的势头，通过信息化手段助力石油石化企业节能减排，必将取得良好的应用效果。 出师表两汉：诸葛亮先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔

11、以遗陛下：愚以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰“能”，是以众议举宠为督：愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。 亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也；亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。先帝在时，每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、灵也。侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣，愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也。臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。后值倾覆，受任于败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。受命以来，夙夜忧叹，恐托付不效，以伤先帝之明；故五月渡泸，深入不毛。今南方已定