能源计量数采方案设想

1、能源计量数据采集方案设想编制人：袁兵2001年10月20日计量中心能源计量科能源计量数据采集方案设想目前，随着石化公司改革的不断深入，能源计量及数据管理中的矛盾愈来愈突出。由于历史的原因，能源计量器具及数据管理的水平不高，与公司的发展不相适应，是目前约束存公司降本增效、扭亏脱困十分重要的一个因素。近两年来由于国内原油、成品油的价格与国际市场接轨，企业的赢利空间已大大压缩。而随着中国加入“WTO”的日期日益临近，企业的生存与发展的压力也越来越大。因此企业迫切需要低成本，提高产品的竞争能力。从目前的现状分析，产品可控成本中能源消耗占有比例最大。因此节能降耗，挖潜增效是目前企业面临的最重要的一项任务

2、。对于石化企业来言，能源计量数据是分析一个装置直至一个企业生产和加工技术能力的重要依据，也反映企业的管理水平。搞好能源计量，提供准确数据，是装置及企业进行成本核算的基础，因此完善计量手段势在必行一、 目前的现状自98年末计量中心接手能源计量工作以来，投入了大量的人力和物力，逐步将能源计量及管理步入正轨，但由于积重难返，目前能源计量还存在许多问题和困难。1、 能源计量仪表属于装置的边缘设备，原维护和管理方并不十分重视，设备陈旧老化，设施更新“欠账”较多，且计量系统不完善。2、 能源计量仪表设备管理混乱，一些设备台帐不全，基础数据丢失等。3、 许多蒸汽和气体流量无温压补偿，且许多计量仪表至今还是气

3、动仪表，造成人工统计计算误差较大。一些仪表设置参数有误，也造成很多量偏差较大。4、 一些用能单位存在违章用能或违章停运仪表等现象，一些计量数据存在人为因素。5、 计量中心对新上计量仪表的约束不足，设计中存在许多问题，如选用过时和误差较大的仪表，一些设计不完善或设施不全，及不符合计量或安装要求等，尤其是新建装置中存在问题严重（如重催、连续重整等）二、 能源计量数据采集系统总体框架目前（东区）能源计量信号约800点左右，其中包括今后需要增加及完善的部分。由于这些计量点分布于东区的各个角落。因此我们采用分区、分级集中采集的方式。考虑到能源计量点的分布情况，我们设想在此区域内设立四个数据处理子站，即1

4、40数据站、中区数据站、141数据站和东区数据站。子站下面的数据采集站（即各生产装置的控制室或仪表房）再挂远程数据采集模块进行数据采集，实时计量数据，经每个子站就地处理后，通过MODEM集中传送至设立在计量中心的能源计量数据管理总站。子站及数据总站的配置见图-1能源计量网络系统配置图：三、 能源计量数据采集系统总体设想随着计算机技术的飞速发展及Internet技术的不断普及使我们建立一套性能可靠、使用便捷的数据采集系统成为可能。1、 系统功能划分我们将能源计量网络分为两个层次，下层为数据，即各个子站、数据采集站和DCS数据站（如重催、连续重整、七万吨聚丙烯、柴油加氢等），主要是以生产装置为中心

5、，对各自的能源数据进行实时采集，并传输至各个子站进行局部监控和处理。上层为时事管理层，即能源数据管理总站，主要将各个子站传输上来的数据进行归纳整理、分档分类、管理分析，最终形成各种数据报表，并进行打印及历史数据储存。还可将数据传输到计量中心网站的服务器上的数据库中，供各有关单位进行数据查询，另外也可将各种数据报表以E-mAil的形式发送到有关领导及相关公里单位的信箱（邮箱）中。2、 数据站构成根据公司能源计量点的分布类型，我们将数据站分为三种类型。第一类DCS数据站，指公司目前新建的具有DCS控制系统的生产装置，此类数据站使用DCS的数据采集I/O模块，将本装置的能源数据采集上来，通过DCS计

6、算机系统将采集的数据进行运算及补偿（运算及补偿还需进行复核），最终将数据报表传输到公司信息中心或计量中心的能源计量数据管理总站。第二类数据站，指能源计量专用仪表房或操作室（如140数据站和141数据站）此类数据站直接将数据处理计算机在仪表房或操作室内，通过配置具有CAN通讯接口的数据采集模块，对计量点的数据进行实时采集和处理，也可以通过CANBUS引入附近装置的计量数据。计算机可直接对数据采集模块进行编程、调试和数据处理。第二类数据站（中区数据站和东区数据站），此类数据站的特点是，在生产装置内安装操作显示仪，通过操作显示仪对现场数据采集模块进行编程、调试和数据存储及显示，然后将采集的数据通过C

7、ANBUS传送到数据站的计算机内。我们在所有数据站的计算机上配置CAN过程接口卡，通过CANBUS实现从数据采集模块至数据站的远距离实时采集数据的可靠传输，从而优化了本层次CAN现场总线系统。四、 系统要求给予长周期、高可靠性的原则，我们对构成此系统的软硬件环境做如下要求：1、 本系统应是一个开放式的网络系统，可连接智能现场设备及自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通讯网。通讯主要采用CANBUS与MODEM的方式，并采用分布式零散控制。每个模块可不依赖CAN总线或其他单元，独立完成信号的采集和控制。总线上交换的数据只有少量的需要系统间交换的数据、管理监视数据和设定数据，大大的分散了系统

8、的控制风险。2、 系统易扩展，可随意增加需要的功能模块和处理功能。在操作室内安装数据采集模块应不影响原有系统的使用。3、 具有远程维护功能，通过工程师站或数据总站对现场模块及数据站进行维护和编程。4、 具有可靠性高、兼容性好、适应性强等特点。数据采集模块应具有如CAN、RS232和MODEM接口，以利用多种通讯接口连接，实现远程通讯。另外系统可对网络信号进行纠错处理。5、 操作系统采用WINDOWS NT，数据库采用DB2或Access，其数据报表应融合WWW技术。软件层上实现开放式多用户连接，不限制用户连接数量，使系统具有扩展性，可自由开发PC人机界面，及计量点的增加、删除和仪表参数的修改，

9、并与其他网络介质进行连接。可对仪表运行情况进行监视，停运时间统计及远程报警。另外软件可对流量数据进行温度、压力的修正和补偿，也能进行各种数据的分析和平衡。6、 系统中的信息共享程度高，子站与数据总站之间采用通讯方式来实现共享，各类报表使用无纸化传输。7、 性能价格比较高。8、 由于本网络与公司网络并联，因此在各子站及数据总站的计算机中设置为访问显示方式（即浏览方式）进行网络资源操作，并实施集中式网管体系及安装病毒防护墙。五、 能源数据采集系统的实施进度及优点1、 能源数据采集系统实施进度设想由于资金投入的限制，能源数据采集系统只能分步、分批逐步进行实施。初步设想分三五年的时间来完成，即2005

10、年末完成。需上网的信号大约800点左右，需费用约150200万元，计划：2001年投入2030万元，完成一二套数据站的建设；2002年完成能源计量数据管理总站一套数据站的建设；2003年2004年随着能源计量仪表的不断完善，开始在生产装置中逐套建立数据采集站；2005年完成外围和零散计量点的配置。2、 建立能源数据采集系统的优点、 有利于能源计量数据的统一管理和准确计量，杜绝了能源的流失，为计量索赔、反索赔和处罚提供可靠依据。、 可以对计量数据实时数据监督管理，及时发现、诊断、反馈和处理设备故障。、 大大地提高了公司计量管理水平和计量设备检测水平，使能源计量实现了数字化、网络化。、 由于实施了

11、实时采集和自动化出报表，减少了人工抄量，降低了人工成本，提高了劳动生产率。、 由于与公司的信息化主干网连接，使公司决策层和相关管理、生产部门能够及时了解、掌握生产装置的能耗和能源生产情况，为公司成本核算，关联交易结算，能源调配和生产及节能降耗措施的制定提供及时可靠的数据依据。3、 经济效益估算能源数据网络系统完善的前提，是现场计量仪表的完善和使用良好，两者之间是相辅相成的。如果能达到预期目标，初步推算每年可为公司减少或少流失，至少数百万元。对于我们来说这个目标还相当遥远，因此我们还需为目标的实现而努力！六、 CAN总线简介CAN总线（Controller Area Network）是一种架构开

12、放，广播式的新一代通讯协议。目前有两种CAN协议：Allen-Bradley开发的DeviceNet及CiA（CAN in AutomAtion）开发的CANopen。CAN网络原本是Bosch公司为欧洲汽车市场所开发，希望取代成本昂贵的汽车装配线。CAN网络具有即时通讯，广播式传输，事件触发，高可靠性及反应快，高传输速度的优异能力，并且支持开放式CAN通讯协议：DeviceNet与CANopen。七、 140数据站和140数据站费用估算考虑到以前油品计量网络的失败教训，参考国内企业建立能源数据网络的成功经验，本此140数据站和140数据站的建设，我们希望采用成熟和性能可靠的数据采集模块，以保

13、证系统长周期稳定的运行。本此设想将动力车间锅炉房附近所有的能源计量数据均引入到141数据站，另外只将140换热站操作室的信号引入到140数据站，附近储运厂各泵房的能源计量数据今后再考虑引入。1、 140数据站和141数据站信号统计如下：140能源计量仪表信号调查表序号流量计量点名称测量仪表名称差压变送器信号压力变送器信号温度变送器信号二次表名称1电厂来东一线蒸汽孔板流量计15 VDC15 VDC热偶mV计算机2电厂来东二线蒸汽孔板流量计15 VDC15 VDC热偶mV计算机3电厂来东三线蒸汽孔板流量计15 VDC15 VDC热偶mV计算机4电厂来东四线蒸汽孔板流量计15 VDC15 VDC热偶

14、mV计算机5电厂来高压线蒸汽孔板流量计15 VDC15 VDC热偶mV计算机6水厂来1#路新鲜水孔板流量计15 VDC15 VDC/计算机+流量演算仪7水厂来7#路新鲜水孔板流量计15 VDC15 VDC/计算机+流量演算仪8水厂来生活水孔板流量计15 VDC15 VDC/计算机+流量演算仪9电厂来东一线蒸汽威力巴流量计420 mA15 VDC420 mA流量演算仪10电厂来东二线蒸汽威力巴流量计420 mA15 VDC420 mA流量演算仪11电厂来东三线蒸汽威力巴流量计420 mA15 VDC420 mA流量演算仪12电厂来东四线蒸汽威力巴流量计420 mA15 VDC420 mA流量演算

15、仪13电厂来东五线蒸汽阿牛巴流量计15 VDC15 VDC15 VDC流量演算仪14电厂来高压线蒸汽威力巴流量计420 mA15 VDC420 mA流量演算仪15140至85油库蒸汽大线孔板流量计15 VDC15 VDC420 mA流量演算仪16140至85油库蒸汽小线孔板流量计15 VDC15 VDC420 mA流量演算仪17140至兰铁蒸汽孔板流量计420 mA420 mA热电阻流量演算仪18140至兰化蒸汽孔板流量计15 VDC15 VDC热电阻流量演算仪19140至63泵房蒸汽孔板流量计15 VDC15 VDC热电阻流量演算仪20140至64泵房蒸汽孔板流量计15 VDC15 VDC热

16、电阻流量演算仪21140至65泵房蒸汽孔板流量计15 VDC15 VDC热电阻流量演算仪22140至卸油台蒸汽孔板流量计15 VDC420 mA热电阻流量演算仪23140至三星高压蒸汽孔板流量计15 VDC15 VDC420 mA流量演算仪24140至三星低压蒸汽孔板流量计15 VDC15 VDC420 mA流量演算仪25140进装置氮气孔板流量计15 VDC15 VDC/流量演算仪26140进装置工业风孔板流量计15 VDC/流量演算仪27140换热站采暖蒸汽孔板流量计15 VDC15 VDC15 VDC流量演算仪28140换热站东采暖孔板流量计15 VDC/流量演算仪29140换热西站采暖

17、孔板流量计15 VDC/流量演算仪30140换热换-1冷凝水孔板流量计15 VDC/流量演算仪合计：78个点141能源计量仪表信号调查表序号流量计量点名称测量仪表名称差压变送器信号压力变送器信号温度变送器信号二次表名称1一套75t/h锅炉出口蒸汽孔板流量计420 mA420 mA15 VDC流量演算仪2二套75t/h锅炉出口蒸汽孔板流量计420 mA420 mA15 VDC流量演算仪335t/h锅炉出口蒸汽孔板流量计420 mA420 mA15 VDC流量演算仪4141至兰玻蒸汽孔板流量计420 mA420 mA15 VDC流量演算仪5141至仪表厂蒸汽孔板流量计420 mA420 mA15

18、VDC流量演算仪6141至三联农牧科蒸汽孔板流量计420 mA420 mA15 VDC流量演算仪7141至钡盐车间中压蒸汽孔板流量计420 mA420 mA15 VDC流量演算仪8141至烷基酚车间中压蒸汽孔板流量计420 mA420 mA15 VDC流量演算仪9141至添加剂西进蒸汽孔板流量计420 mA420 mA15 VDC流量演算仪10141至16单元专线中压蒸汽孔板流量计420 mA420 mA15 VDC流量演算仪11141至重催专线中压蒸汽孔板流量计420 mA420 mA15 VDC流量演算仪12141至添加剂专线中压蒸汽孔板流量计420 mA420 mA15 VDC流量演算仪

19、13141至福利区蒸汽旧线威力巴流量计420 mA420 mA15 VDC流量演算仪14141至福利区蒸汽新线(大)威力巴流量计420 mA420 mA15 VDC流量演算仪15141至福利区蒸汽新线(小)孔板流量计420 mA420 mA15 VDC流量演算仪16141至3#换热站蒸汽孔板流量计420 mA420 mA15 VDC流量演算仪17141至厂前换热站蒸汽孔板流量计420 mA420 mA15 VDC流量演算仪18141至三叶精细中压蒸汽孔板流量计420 mA420 mA15 VDC流量演算仪19141至添加剂软化水涡街流量计频率信号/流量演算仪20141至添加剂除盐水涡街流量计频

20、率信号/流量演算仪21141至三叶精细软化水涡街流量计频率信号/流量演算仪22141至三叶精细壬烯涡街流量计频率信号/420 mA流量演算仪23141至添加剂瓦斯新线孔板流量计420 mA/流量演算仪141至添加剂瓦斯新线涡街流量计频率信号/流量演算仪24141至锅炉房瓦斯总线威力巴流量计420 mA/流量演算仪141至锅炉房瓦斯总线涡街流量计频率信号/流量演算仪25141至厂前瓦斯线孔板流量计420 mA/流量演算仪141至厂前瓦斯线涡街流量计频率信号/流量演算仪26141至厂仪表厂瓦斯线孔板流量计420 mA/流量演算仪141至厂仪表厂瓦斯线涡街流量计频率信号/流量演算仪271#锅炉出口蒸

21、汽孔板流量计15 VDC15 VDC15 VDC流量演算仪282#锅炉出口蒸汽孔板流量计15 VDC15 VDC15 VDC流量演算仪293#锅炉出口蒸汽孔板流量计15 VDC15 VDC15 VDC流量演算仪30背压发电进蒸汽孔板流量计15 VDC15 VDC15 VDC流量演算仪31背压发电出口蒸汽孔板流量计15 VDC15 VDC15 VDC流量演算仪32锅炉房自用蒸汽孔板流量计15 VDC15 VDC15 VDC流量演算仪33141进装置仪表风涡街流量计频率信号/流量演算仪34141进装置工业风涡街流量计频率信号/流量演算仪35500t/h水处理进装置生活水孔板流量计15 VDC/电动

22、指示记录仪36500t/h水处理进装置新鲜水孔板流量计15 VDC/电动指示记录仪37500t/h水处理出装置除盐水孔板流量计15 VDC/电动指示记录仪38500t/h水处理至重催除盐水涡街流量计频率信号/流量演算仪39500t/h水处理至锅炉房除盐水涡街流量计频率信号/流量演算仪40120t/h水处理进装置新鲜水孔板流量计15 VDC/气动指示记录仪41120t/h水处理进装置新鲜水涡街流量计频率信号/流量演算仪42120t/h水处理出装置软化水孔板流量计15 VDC/气动指示记录仪4375t/h水处理进装置新鲜水孔板流量计15 VDC/电动指示记录仪4475t/h水处理出装置除盐水孔板流量计15 VDC/电动指示记录仪4575t/h水处理至锅炉房除盐水孔板流量计15 VDC/电动指示记录仪合计：13个频率信号，80个模拟信号