總結：能源管理系統在鋼鐵行業的應用，是鋼鐵行業資訊化、資料化、智慧型化發展的重要體現，也是鋼鐵行業實現智慧型製造、精細化管理的重要舉措。 有鑑於此，本文從能源管理系統在鋼鐵行業的應用意義出發，對能源管理系統的應用現狀進行了簡要分析，並結合鋼鐵行業的特點和智慧型化創造的目標，設計了一種能源管理系統。 通過對系統架構和功能的分析，確定該系統可以與智慧型配電系統、自動化管理系統、資源規劃系統等互聯互通，從而實現對鋼鐵企業能源執行狀態的全面、精細化、智慧型化管控，有利於企業高質量可持續發展。
關鍵字：： 智慧型配電系統; 能源管理; 鋼; 智慧型; 資訊化。
0. 引言。 鋼鐵工業是我國工業體系的重要組成部分，對促進社會進步、經濟發展和技術繁榮起著至關重要的作用。 基於近年來鋼鐵行業的快速發展，鋼鐵生產製造的自動化、數位化和資訊化水平不斷提高，這導致了鋼鐵能源供需匹配、鋼鐵製造工藝方法的運用、鋼鐵生產工藝的銜接、鋼鐵生產工藝的銜接、 而鋼鐵各類流動的排程和流通，能源資源的智慧型調配和控制，已成為新時代鋼鐵工業建設發展的客觀需求和必然趨勢。智慧型配電系統和智慧型能源管理系統可以對多種能源介質進行精細化控制，實現鋼鐵行業全過程各種流水的科學排程，有效提高企業管理水平，促進企業高效、安全、環保、穩定、長遠發展。
1.能源管理在鋼鐵行業的應用意義分析。
1）智慧型配電系統的應用意義。
近年來，在鋼鐵工業快速發展的基礎上，鋼鐵企業的生產規模不斷擴大，導致鋼鐵企業生產裝置的增加。 此外，在智慧型製造程序的不斷推進下，鋼鐵企業供配電網自動化、資訊化水平不斷提高，對供配電管理提出了更高的要求。 智慧型配電系統的有效設計和科學應用，可以滿足鋼鐵企業供配電系統的管理需求。 鋼鐵企業可利用智慧型配電系統對電力引數、環境引數、執行引數等進行全面監測（圖1），並根據監測結果指導企業節能減排。 對電氣裝置或系統過載、過電壓、超溫等危險情況進行預警，減少這些危險行為的發生和發展，對企業安全生產造成不利影響; 監控裝置執行故障和電能質量問題，使運維人員及時發現和處理故障，防止事故蔓延，將事故的影響降低到最低水平。 鋼鐵企業可以通過採用智慧型配電系統，實現資產管理（如資產歸檔快速檢查、評估等）、運維管理（如工藝規範、運維跟蹤、案例儲存等）、能源管理（如能源使用監控、能耗統計、能耗評估等）的一體化精細化控制。
2）能源管理系統的應用意義。
能源短缺和環境汙染是我國各領域建設和發展的關鍵問題。 鋼鐵行業不僅是能源消費大戶，也是汙染物排放大戶。 從生產工藝上看，大多數鋼鐵企業採用“燒結-煉鐵-煉鋼-軋制”工藝進行生產，涉及原料廠、燒結廠、焦化廠、煉鐵廠、煉鋼廠、軋鋼廠等眾多生產設施。 據統計，燒結工藝能耗可達48kgcet左右，焦化工藝能耗可達103kgcet左右，煉鐵工藝能耗可達386kgcet左右，煉鋼工藝能耗可達54kgcet左右，每噸鋼的能耗可達456 462kwh t， 每噸鋼材新水消耗量可達245~2.56m3 t等，綜合能耗約為545 552kgce t。 從生產排放量來看，鋼鐵行業的碳排放量僅次於電力行業，分別佔全國碳排放總量的13%和15%，此外二氧化硫、氮氧化物、煙塵、廢水等排放也位居工業行業前列。 因此，在新時代的發展中，如何保證生產質量，提高生產效率，減少資源和能源消耗，減少環境和生態負荷，實現精細化能源管理，成為企業和相關人員關注和思考的重點問題。 能源管理系統作為鋼鐵企業資訊系統的重要組成部分，在資源能源資料採集、分析、分類、儲存和利用方面的優勢，為鋼鐵企業能源管理的智慧型化、精細化發展提供了支撐。 目前，鋼鐵企業應用的能源管理系統可以監測和控制各種能源介質（各種氣體、各種水、供熱網路、電力等）資訊，如壓力、溫度、濃度、流量、執行狀態、啟閉訊號等，還可以監測和控制汙染物資訊，如濃度、流量、總排放量、 汙染指標等，為能源分配利用、裝置維護、汙染防治等提供指導。 同時，能源管理系統可以與其他資訊管理系統互聯互通，進一步提高企業的管理水平。 推動高效、環保、節能、專業化、科技化、創新型鋼鐵企業發展。
2、能源管理系統在鋼鐵行業的應用現狀及存在的問題分析。
鋼鐵企業能源管理系統是集製造過程監控、能源資產管理、能源資產排程等功能為一體的管理系統，其有效應用提高了企業能源利用率，對企業能源管理質量的提高產生了積極影響，是新時代企業實現綠色環保、綠色化 資訊化、創新發展的重要手段。縱觀能源管理系統在鋼鐵企業中的應用現狀，發現能源管控系統在應用中還存在許多問題，在後續研發中亟待改進、完善和優化。 例如，能源資料收集缺乏準確性和全面性; 能源管理系統與其他系統的整合度有限，容易出現資訊孤島問題。 現場裝置整合度不夠高，裝置監管離散性高。 系統通訊存在一定的滯後性，事後管理並不少見。
3、鋼鐵企業能源管理體系優化設計與分析。
鋼鐵企業要以“網際網絡+”為理念，以“加快建設製造強國、網路強國”為任務，推動鋼鐵製造管理與資訊化深度融合，積極優化能源管理體系，實現物料流、資訊流、能量流智慧型排程控制的融合。 從而有效解決傳統能源管理系統的應用難題，促進能源管理系統的應用發揮最大作用，實現鋼鐵企業能源精細化管理，推動鋼鐵企業綠色化、自動化、創新化。智慧型化發展。
1）智慧型能源管理系統的主要架構。
鋼鐵企業要根據鋼鐵企業特點，結合鋼鐵企業建設管理的“智造”要求，以系統安全執行、製造節能減排、能源全過程協同優化控制為目標。
在資訊通訊技術的支援下，構建了智慧型能源管理系統。 根據智慧型能源管理系統的功能，其架構可分為資料中心層，側重於鋼鐵企業各類流的排程與控制，包括生產原料、燃料、物料等物料流的排程與控制; 電氣、水文、燃氣、熱力、機械等能量流排程與控制; 在製造、運營管理等過程中產生各種資訊的資訊流排程和控制。 協同管控層是根據各類資訊對能源資產進行高效優質的匹配，有效提高企業生產經營的質量和效率，大大提高各類能源資產的利用率。 智慧型管控層進一步提公升了能源管理系統的智慧型化水平，實現了對企業全過程的智慧型監控、排程、控制。
2）智慧型能源管理系統設計要點。
1）明確系統之間的關係，提高系統互動性。
提高智慧型能源管理系統與其他資訊管理系統的互動能力，對智慧型能源管理系統充分發揮作用具有重要影響。 因此，在系統設計和建設過程中，需要綜合考慮能源管理系統與鋼鐵企業其他資訊管理系統的關係，如基礎自動化系統、過程控制系統、生產執行系統、企業資源規劃系統等，從而準確確定能源管理系統在企業資訊化架構中的位置管理系統。一般來說，能源管理系統主要面向企業和企業管理人員，對資料資訊的可控性和相關性要求很高。 能源管理系統需要為企業的運營提供準確、全面的資訊，以滿足企業生產計畫、採購計畫、資金計畫、能源計畫等需求，因此能源管理系統應具有較強的物料流（圖2）、資訊流、能量流、資金流等協調控制能力。 基礎自動化系統和過程控制管理系統側重於裝置執行狀態等基礎資料控制，對資料資訊的準確性和及時性有很高的要求。 生產執行系統以鋼鐵企業的生產管理為重點，包括生產計畫執行控制、生產能耗控制等，能夠有效連線過程控制管理系統和能源管理系統，進一步提高鋼鐵企業生產經營控制水平，消除鋼鐵企業生產過程中的各種不確定性。 因此，在鋼鐵企業的資訊管理系統中，基礎自動化系統和過程控制管理系統位於架構的底層，生產執行系統位於資訊管理系統架構的底層，能源管理系統位於架構的頂層。
2）根據鋼鐵企業特點，綜合考慮系統設計。
如何提高能源介質運輸的連續性、耐久性、安全性、快速性和經濟性，已成為鋼鐵企業能源管理思想中的關鍵問題之一。 對此，智慧型能源管理系統在鋼鐵企業中的應用需要較強的能量動態調節和平衡能力。 這就要求從能源介質傳輸監測能力、能源動態調節能力、能源介質置信度收集與處理能力、能源介質運輸故障分析與處理能力、能源計畫調整能力、能源平衡能力等方面綜合考慮智慧型能源管理系統的設計，以確保企業在能源介質運輸管理方面做出科學決策有系統支援。
3）根據企業能源管理要求，科學規劃系統功能。
能源管理系統在鋼鐵企業應用的主要目的是提高能源利用率，保證能源生產、轉換和消費的平衡，促進企業生產健康、穩定和長期發展。 因此，鋼鐵企業的智慧型能源管理系統一方面需要管理能源使用，另一方面需要管理能源成本。 其中，能源使用管理側重於物料流控制，能源成本管理側重於資金流控。 為滿足企業的能源管理需求，智慧型能源管理系統需要具備能源裝置監理、能源計畫監理、能源平衡監理、能耗績效監理、能源監理等功能。 就能耗的實際管理而言，鋼鐵企業可以通過智慧型能源管理系統，根據企業實際情況建立能耗模型，在能耗歷史資訊、生產計畫資訊、能源供需計畫資訊的支援下完成能耗。 等，從而為制定企業能源管理計畫、提高能源利用率提供依據。在能量平衡監管方面，鋼鐵企業可以通過智慧型能源管理系統，系統、準確、全面、動態地掌握電能、水能、燃氣能等的採購、儲存、利用、輸配，並對其進行監控、排程和控制，確保能源介質在各個環節的安全和可用性。 同時，借助系統，企業可以將能源資料轉化為碳排放資料，實現對各分公司或業務的汙染排放進行智慧型分析，使企業管理者更直觀地了解各分公司或業務的汙染狀況，方便企業管理者制定汙染排放管理問題， 從而制定科學、合理、有效的減排減排和汙染減排方案。
4）合理選擇系統實施技術，確保系統功能的有效發揮。
系統的實施離不開各種技術支援。 對此，在系統設計和開發過程中，應高度重視系統實現技術。 由於鋼鐵企業的能源管理範圍是整個鋼鐵廠，因此將系統設計為多層分布式結構，以保證系統安全可靠執行，提高系統維護的簡便性。 選擇客戶-伺服器網路通訊方式，引入乙太網通訊技術、現場匯流排通訊技術、無線感測技術以及Modbus-RTU、IEC61850、ModbusTCP IP等多種通訊協議，滿足系統內部和系統間的通訊需求。 採用模組化設計方式，系統按其主要功能劃分為多個子系統，以滿足不同使用者的管理需求。 同時，在子系統的設計中，對能源介質進行分類，工作人員可以查閱某種介質的歷史資料。 為了提高資訊利用效率，系統依靠資料探勘技術、資料庫技術、專家知識系統技術等，可以自動生成各種報表並以各種形式直觀展示，系統具有資訊跟蹤能力，便於追溯管理。 依託雲技術，系統不僅可以通過網際網絡登入，還可以通過移動終端登入，實現能源的遠端控制。
4. ACREL-EIOT能源物聯網雲平台。
1）概述。ACREL-EIOT能源物聯網開放平台是一套基於物聯網資料平台的平台，建立統一的上下行資料標準，為網際網絡使用者提供能源物聯網資料服務。 使用者只需購買安科銳物聯網感測器，選擇閘道器，掃碼即可自行安裝後，使用手機和電腦獲取所需的行業資料服務。
平台提供資料座艙、電氣安全監控、電能質量分析、功耗管理、預付費管理、充電樁管理、智慧型照明管理、異常事件報警與記錄、運維管理等功能，支援多平台、多語言、多終端資料接入。
2）申請地點。
該平台適用於公寓租戶、連鎖小超市、小工廠、樓宇管理系統整合商、小型物業、智慧城市、變電站、樓宇、通訊基站、工業能耗、智慧燈塔、電力運維等領域。
3）平台結構。
4）平台功能。
電力收集。 電力集中讀取模組可實現各種監測資料的查詢、分析、預警和綜合展示，確保配電室的環保性。 在智慧型化方面，實現了供配電監控系統的遙測'、遙信、遠端控制、系統綜合檢測、統一管理; 在資料資源管理方面，可展示或查詢供配電室各裝置的執行情況（包括歷史和實時引數，並根據實際情況查詢或列印月報、年報，提高工作效率，節約人力資源。
變壓器監控。
配電圖。 能耗分析。
能耗分析模組採用自動化和資訊化技術，實現從能源資料採集、過程監控、能源介質消耗分析、能源消耗管理等全過程的自動化和科學管理，使能源管理、能源生產、使用全過程有機結合，利用先進的資料處理分析技術進行線下生產分析管理， 從而實現全廠能源系統的統一排程，優化能源介質平衡，有效利用能源，提高能源質量，降低能耗。達到節能降耗的目的，提高整體能源管理水平。
能源消耗概述。 預付費管理。
1）登入管理：管理運營商賬號和許可權分配，檢視系統日誌等功能;
2）系統配置：配置樓宇、通訊管理機、儀表及預設引數;
3）使用者管理：為店鋪使用者進行開戶、登出、遠端開戶平倉、批量操作、記錄查詢等操作;
4）售電管理：對已開通的表進行遠端售電、取電、更正和記錄查詢;
5）售水管理：對已開表進行遠端售水、取水、記錄查詢等操作;
6）報表中心：提供售電、售水財務報表、能耗報表、報警報表等查詢，系統所有報表和記錄均可匯出為excel格式。
預付費看板。
充電樁管理。
通過物聯網技術，對充電樁現場和與系統相連的每個充電樁進行持續採集和監控，同時對充電器過溫保護、充電器輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進行預警。 雲平台包括充電充電和充電樁運營的所有功能，包括城市級大屏、交易管理、財務管理、變壓器監控、執行分析、基礎資料管理等功能。
充電樁看板。
智慧型照明。 通過物聯網技術，智慧型照明對安裝在城市各個區域的室內照明、城市路燈等照明電路的用電狀態進行不間斷的資料監測，還可以實現定時開關策略配置和後台遠端管理、移動管理等，降低街道照明設施的維護難度和成本， 提高管理水平，達到節能掛的一定效果。
監視頁面。 安全用電。
安全用電採用第一時間調查處理，消除電氣火災安全隱患，達到“防患於未然”的目的。
智慧型消防。 通過雲平台，進行資料分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現科學火災預警、網格化管理、實施多責任監管的目標。 填補了“九小場所”和危化品生產企業無法有效監控的空白，適配全民用建築，實現無人值班智慧消防，實現智慧消防電力管理“自動化”、“智慧型化”、“系統化”、“精細化”的實際需求。
5）系統硬體配置。
5. 結論。
智慧型配電系統和智慧型能源管理系統是基於雲技術、大資料技術、物聯網技術、人工智慧技術、移動通訊技術的推廣應用而形成的管理系統。 在鋼鐵製造中，智慧型配電系統應用的關鍵是實現鋼鐵企業電力裝置的自動化、智慧型化管理，從而在很大程度上保證電力裝置的安全穩定執行; 智慧型能源管理系統應用的關鍵是將各種能源介質整合到鋼鐵製造的全過程中，實現整體能源管理和動態排程，提高企業能源資源的利用率。 基於智慧型配電系統和能源管理系統的有效應用，可以促進鋼鐵企業綠色化、資訊化、智慧型化、創新化發展，保障鋼鐵企業長期安全、穩定、健康經營。