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    渤海船舶重工有限責任公司是中國船舶重工集團公司下屬骨干企業之一，位于遼寧省葫蘆島市，始建于1954年。公司擁有先進的造船設施和一流的重大鋼結構成型、焊接、加工、制造生產線，能夠按中、挪、法、美、英、日等國家船級社和多種國際合約建造38.8萬噸以下多類船舶。公司是國家重大技術裝備國產化研制基地和國家級技術中心，通過了質量管理體系和職業健康安全管理體系認證。截止到2007年底，手持船舶訂單、船舶完工量、新接船舶訂單均位居全國造船企業前十名行列。

1 實現數字化管理，提升動能供應的管理水平項目背景

    (1) “十一五”以來，國家把節約資源、能源和保護環境，作為基本國策。要求建立低投入、高產出、低消耗、少排放、能循環、可持續的國民經濟體系和資源節約型、環境友好型社會。渤船重工作為國家“一五”期間156個重點項目之一，作為骨干央企，理應在這方面起到排頭兵作用，成為履行社會責任的楷模。

    (2) 為實現建成世界第一造船大國的目標，要求造船企業必須落實科學發展觀，轉變增長方式，提高發展質量，努力實現“綠色造船”，降低成本，提高核心競爭力。特別是面臨人民幣升值，原材料漲價、人工成本攀升的嚴峻形勢，最大限度降低占造船成本很大比重的能源消耗，成為非常迫切的任務。

    (3) 在黨的十六大報告中，明確提出“以信息化帶動工業化，以工業化促進信息化”，“走一條新型工業化道路”，把制造業信息化作為改造傳統工業的主要手段。信息化建設是企業創新的基礎，也是企業加快發展、節能減排的重要工具。因此，渤船重工決定以構建和實施數字化節能管理系統為突破口，把節能減排工作提高到一個新的水平。

    (4) 隨著國內造船行業的迅猛發展，中國已成為世界級的造船大國，公司在這種大環境的影響下，生產任務十分飽滿，各生產場地都在滿負荷運行，因此保障生產節點和質量的動能產品供應因素已成為了造船管理的一項重點。如何提供高質量、節能型的動能產品不僅關系到造船生產的進度和質量，同時也關系到造船的成本。如何在相同能耗下獲得最大的產品產出量就成為了當前的一個急待解決的問題。渤船重工動力分廠，擔負著整個公司的空壓風、二氧化碳、丙烯、乙炔、氧氣、電力、通訊等動能供應，是公司重要的動能保障單位。動力分廠一直以安全管理、創新開拓、節能降耗為工作中心，大力弘揚“安全生產，保障動能，熱情服務，爭創一流”的企業精神。近年來，分廠圍繞企業發展和公司節能降耗的要求，不斷探索數字化管理，有效的提高了動能供應的管理水平。針對上述問題，渤船重工動力分廠開發了新型的壓力、液位、流量、電力遠程監測及遠程控制數字化管理系統。通過對所有動能指標的采集與監控，并通過CDMA無線遠傳方式將數據傳送到控制中心，實現數據的遠程監控與采集，歷史數據存儲及報表打印、預留數據實時發布功能，在必要時可通過簡單的軟件升級，實現數據的Web發布，所有經授權的計算機用戶可以隨時查看數據，以避免巡視檢察人員對各個車間的人工記錄不準確、實時性不強等因素。并對壓力進行實時監控。將其控制在各設備正常工作的范圍之內，避免壓力過低影響施工質量，同時也避免壓力過高發生安全事故及造成不必要的浪費。

2 實現數字化管理，提升動能供應的管理水平的內涵及主要做法

    依靠現代化的信息手段和方法，整合和量化企業的動能供應、信息資源，通過建立連通管理層和現場運行狀態的數字化系統，保障動能安全運行和平穩供應的數字化系統，動態反映現場動能供應安全管理需要解決的問題和故障，實現高效運行和安全管理的可控在控，不斷提高節能減排能力，促進企業可持續發展。

    該數字化系統具有高可靠性、穩定性、靈活性 、實時性。主要采集、監測和控制動力所有動能的各項指標：氣體的壓力、流量、流速、濃度、溫度和濕度等技術指標；電力的電壓、電流、功率等；罐內液位的實時采集和統計。并能夠實現遠程控制和快速短信報警。

    系統采用的硬件、軟件和網絡具有世界先進技術水平，并且經過實踐考驗證明其安全、實用的產品。站控計算機系統的操作系統采用Windows2000。具有強大的人機對話能力，擴展能力極強?？刂葡到y的硬件和軟件的可用率可以達到99.99%。系統的軟件是模塊化的，以便于SCADA系統組態時增加、刪除。硬件在性能上是模塊化的，允許將來在容量和功能上的擴展。系統采用CDMA的網絡結構技術先進，性能可靠。系統具有在外電源掉電情況下保護源程序和已采集的數據功能。在外電源恢復后，RTU自動恢復數據采集和過程控制。控制和算法組態在RTU中完成，RTU提供五種編程語言工具。

    動力數字化管理系統控制中心采用以計算機為核心，CDMA網絡組成的系統通訊網絡，現場監控和數據采集RTU為控制核心，通過CDMA將數據上傳至控制中心進行監控和管理。

    RTU是過程控制單元，主要包括：CPU及協處理器、存儲器、局域網（LAN）接口、模擬I/O組件、數字I/O組件、通信接口、電源板等，還包括與上級管理計算機系統的通信通道接口（預留）、操作員接口等。

    控制中心配置操作員站、工程師工作站。操作員/工程師工作站控制中心提供了靈活、良好的人機界面和操作手段。

    目前，渤船重工動力分廠根據自身的實際情況，主要將該管理系統運用到各管道壓力、管道流量、實時流速、罐體液位等方面的監測，領域，以便更好、更廣泛地發揮此項目的作用。祥細介紹如下。

2.1 建立壓力實時監測系統，提高供能穩定性

    渤船重工動力分廠的管道遍及公司各個生產場地，然而對這些管道的使用情況卻不能達到實時監控，而采用此系統后，整個公司范圍內的各個場地的管道壓力情況一目了然；同時該系統還具有報警功能，如果監測點的壓力超過或低于正常壓力值，中央控制中心便立刻會發出報警，提醒相關人員，避免因壓力不足或過高而影響生產或出現危險。

    為了實現無線數據傳輸，系統設計采用CDMA網絡為系統數據傳輸的介質。壓力站點RTU的功能主要有：站點數據自動采集；實現本地/遠程檢測；各管線閥門定時開關控制；上電、死機、長發自動復位；掉電數據保護；脫機獨立工作；一次表供電超限、異常自動報警，并把報警信號以短信的方式傳到預先設定的工作人員的手機上。

    此畫面包括動力分廠各條供氣管線壓力數據。如果各數據在正常工作范圍之內，數據顯示為綠色和藍色。如果數據異常，數據顯示黃色和紅色。管理人員可以通過操作員站及時準確的看到每條管路壓力異常情況，大大提高了動能管理的工作效率，減少了跑、冒和故障的發生，并能夠根據所有現場的技術指標情況，下達調度指令開車和停車，并能根據調度指令定時開關動能供應。

2.2 建立流量和流速監測系統，降低能源消耗，節約成本

    對管道的流量和流速實施監測，能夠科學、直觀地防止氣體跑冒滴漏現象發生。由于管道總流量等于各支路管道流量之和，如果氣體在未被使用的情況下，它們的數值差異過大，則說明管道存在泄漏現象；而流速則能反映出用戶使用氣體的情況，未被使用的管道是不存在流速的，管道在被使用時流速是比較穩定的，如果存在流速突然增大，也能反映出管道存在的問題。采用此系統后，如果出現上述現象，系統會自動報警，巡檢人員就會對相應的管道進行故障點的查找，從而做到快速反應、快速維修，達到消除不必要的浪費的效果。

    流量控制系統主要功能：

   (1)  對所有管道輸出氣體的瞬時流量和累計流量進行采集和監控。
   (2)  根據氣體的流速調整閥門開啟大小，并在流速超過指標時迅速報警，并把報警信號發送到負責人手機上。

2.3 建立液位監測系統，在安全條件下，穩定供能

    公司生產用的一些氣體如氧氣、二氧化碳、丙烯等都是由高壓儲罐來存儲的，存在一定的安全隱患。該系統安裝后，能夠對高壓儲罐內的壓力、液位及氣體的使用情況進行及時地了解和掌控，當超壓或者超過負荷充裝都有報警功能。此項目還具有遠程控制功能，如果某條管道需要開關閥門，只要把普通閥門更換成電磁閥門后，中央控制中心就可以通過發送信號給RTU來達到對電磁閥門的控制，從而實現遠程控制功能。
液位站點實現的主要功能：

    (1) 液位報警

    RTU可以采集液位信號，并與設定的報警值進行對比。當RTU發現液位異常時，產生報警信號，RTU控制排液閥打開，當液位等于設定值時，RTU關閉閥門。并主動上傳到監控中心及同時以短信的方式發到預先設定的工作人員的手機上。

    (2) 用量統計

    RTU根據罐內的液位變化，統計正量和負量。并進行24 小時累計，正量為每天沖入量；負量為每天使用量。在根據標準的密度，自動計算出加入和使用氣體的重量。

    (3) 各氣閥自動切斷功能

    用戶可以根據設定的時間自動切斷各個氣閥。如下班后，RTU自動切斷各個氣閥，以節約動能，降低生產成本。

2.4 建立電力監測管理系統，提高供電可靠性

    優質服務是供電企業的生命線，保障用戶的安全用電是供電企業優質服務的基礎環節。隨著用電需求的日益增長和電力供求市場化，用戶對供電可靠性、電能質量的要求不斷提高，傳統的配電網技術和管理方法已經難以滿足配電網安全、經濟運行的要求。電力監測系統控制中心通過計算，考慮網損、過負荷等情況確定最佳供電方案，命令有關開關完成復核轉供。線路發生故障后，根據配電網的實時拓撲結構進行故障定位，下達命令實現跳閘隔離故障。此后，主站通過接地故障巡視儀及其它輔助手段，及時查到故障部位并及時進行修復。通過采取數字化管理措施，降低了故障停電時間，減少了故障停電對供電可靠性的影響。

    電力監測系統的主要功能：

   (1) 高壓35/10KV側：三相電流電壓監測；有功、無功、功率因數、電網頻率；斷路器開關狀態監測；
   (2) 變壓器側：環境溫度、濕度監測；油式油溫監測；過載保護；風機自動控制；
   (3) 低壓 0.4KV側：進線電流電壓監測；有功、無功、功率因數、電網頻率；斷路器開關狀態監測；
   (4) 遠程抄表：電能計量,遠程集抄；
   (5) 自動報警：時時自動監測總站和全廠區的各個變電所的運行狀態和各項指標情況。情況異常和故障時自動報警，發送到管理人員的手機上。

2.5 建立短信報警系統，制定信息反饋體系

實時自動監測全廠區的各個監測點的運行狀態和各項指標情況。情況異常和故障時自動報警并將具體位置的詳細數據情況發送到各個管轄區域的主管領導及管理人員的手機上，可以讓管理人員及時準確的掌握各個區域的動能供應情況，如果出現異常可以立即組織人員檢查維修。當故障點得到確認并解決，恢復正常，系統還會發送一條確認短信，通知管理人員，故障得到解決，壓力恢復正常。此系統在管理上可以更加及時了解現場情況，提高工作人員對現場處理故障的能力，大大提高了管理效率。

2.6 建立數據統計與分析系統，以實現動能調度的科學合理，節能降耗

    (1) 中心控制室配置1臺操作員站、1臺報表/報警/事件打印機。操作員站用于作為日常生產控制操作、數據的采集控制、歷史數據的存放、各種統計報表數據的處理的人機界面。

    (2) 趨勢曲線畫面

    在此畫面中可以查詢系統記錄的所有數據的趨勢曲線，以便于在出現問題時查找問題原因。利用此曲線，管理人員可以隨時調出某一天某一時段某一時間點，現場動能的消耗指數，更加充分靈活的下達調度令，減少動能浪費。

    (3) 數據報表

    系統可以自動記錄歷史數據,并可查詢、顯示歷史數據。系統可以定時打印日報表，也可以打印以往任何時間的歷史報表,并可根據要求打印特定報表。管理人員就可以根據歷史記錄，進行安排生產調度令，可以更加靈活的掌握動能供應情況，減少動能浪費。

3 系統運行的效果

    動力綜合管理系統的投入運行，使動力分廠在動能管理、供應、保障、減耗、安全等各方面得到了飛躍式的提升。它改變了原有對動能的管理模式、信息的反饋模式、數據的統計模式、故障的發現模式、重大危險源的監控模式。實現了對動力分廠所供應動能的各項指標的實時監控、統計和控制。能夠在任意一地點的動能超標和故障時，第一時間發出報警，把報警數據和地點發送到管理人員的手機上。該系統大大提高了動能管理的工作效率，減少了跑、冒和故障的發生，并能夠根據所有現場的技術指標情況，下達調度指令開車和停車，能根據調度指令定時開關動能供應。2007年公司運用動能管理系統取得了可觀的經濟效益，該項目的實施帶來直接經濟效益為150萬元以上，在管理效益和安全效益上更是無法估量。動力分廠真正作到了動能管理的及時性、準確性、科學性、安全性、可控性。為確保公司未來的高速發展提供了一套全新的動能管理工具。