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    渤海船舶重工有限責(zé)任公司是中國船舶重工集團(tuán)公司下屬骨干企業(yè)之一，位于遼寧省葫蘆島市，始建于1954年。公司擁有先進(jìn)的造船設(shè)施和一流的重大鋼結(jié)構(gòu)成型、焊接、加工、制造生產(chǎn)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(shù)裝備國產(chǎn)化研制基地和國家級技術(shù)中心，通過了質(zhì)量管理體系和職業(yè)健康安全管理體系認(rèn)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(yè)前十名行列。

1 實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理，提升動能供應(yīng)的管理水平項(xiàng)目背景

    (1) “十一五”以來，國家把節(jié)約資源、能源和保護(hù)環(huán)境，作為基本國策。要求建立低投入、高產(chǎn)出、低消耗、少排放、能循環(huán)、可持續(xù)的國民經(jīng)濟(jì)體系和資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會。渤船重工作為國家“一五”期間156個重點(diǎn)項(xiàng)目之一，作為骨干央企，理應(yīng)在這方面起到排頭兵作用，成為履行社會責(zé)任的楷模。

    (2) 為實(shí)現(xiàn)建成世界第一造船大國的目標(biāo)，要求造船企業(yè)必須落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，轉(zhuǎn)變增長方式，提高發(fā)展質(zhì)量，努力實(shí)現(xiàn)“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(jià)、人工成本攀升的嚴(yán)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(wù)。

    (3) 在黨的十六大報(bào)告中，明確提出“以信息化帶動工業(yè)化，以工業(yè)化促進(jìn)信息化”，“走一條新型工業(yè)化道路”，把制造業(yè)信息化作為改造傳統(tǒng)工業(yè)的主要手段。信息化建設(shè)是企業(yè)創(chuàng)新的基礎(chǔ)，也是企業(yè)加快發(fā)展、節(jié)能減排的重要工具。因此，渤船重工決定以構(gòu)建和實(shí)施數(shù)字化節(jié)能管理系統(tǒng)為突破口，把節(jié)能減排工作提高到一個新的水平。

    (4) 隨著國內(nèi)造船行業(yè)的迅猛發(fā)展，中國已成為世界級的造船大國，公司在這種大環(huán)境的影響下，生產(chǎn)任務(wù)十分飽滿，各生產(chǎn)場地都在滿負(fù)荷運(yùn)行，因此保障生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)和質(zhì)量的動能產(chǎn)品供應(yīng)因素已成為了造船管理的一項(xiàng)重點(diǎn)。如何提供高質(zhì)量、節(jié)能型的動能產(chǎn)品不僅關(guān)系到造船生產(chǎn)的進(jìn)度和質(zhì)量，同時(shí)也關(guān)系到造船的成本。如何在相同能耗下獲得最大的產(chǎn)品產(chǎn)出量就成為了當(dāng)前的一個急待解決的問題。渤船重工動力分廠，擔(dān)負(fù)著整個公司的空壓風(fēng)、二氧化碳、丙烯、乙炔、氧氣、電力、通訊等動能供應(yīng)，是公司重要的動能保障單位。動力分廠一直以安全管理、創(chuàng)新開拓、節(jié)能降耗為工作中心，大力弘揚(yáng)“安全生產(chǎn)，保障動能，熱情服務(wù)，爭創(chuàng)一流”的企業(yè)精神。近年來，分廠圍繞企業(yè)發(fā)展和公司節(jié)能降耗的要求，不斷探索數(shù)字化管理，有效的提高了動能供應(yīng)的管理水平。針對上述問題，渤船重工動力分廠開發(fā)了新型的壓力、液位、流量、電力遠(yuǎn)程監(jiān)測及遠(yuǎn)程控制數(shù)字化管理系統(tǒng)。通過對所有動能指標(biāo)的采集與監(jiān)控，并通過CDMA無線遠(yuǎn)傳方式將數(shù)據(jù)傳送到控制中心，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與采集，歷史數(shù)據(jù)存儲及報(bào)表打印、預(yù)留數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)布功能，在必要時(shí)可通過簡單的軟件升級，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的Web發(fā)布，所有經(jīng)授權(quán)的計(jì)算機(jī)用戶可以隨時(shí)查看數(shù)據(jù)，以避免巡視檢察人員對各個車間的人工記錄不準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)性不強(qiáng)等因素。并對壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。將其控制在各設(shè)備正常工作的范圍之內(nèi)，避免壓力過低影響施工質(zhì)量，同時(shí)也避免壓力過高發(fā)生安全事故及造成不必要的浪費(fèi)。

2 實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理，提升動能供應(yīng)的管理水平的內(nèi)涵及主要做法

    依靠現(xiàn)代化的信息手段和方法，整合和量化企業(yè)的動能供應(yīng)、信息資源，通過建立連通管理層和現(xiàn)場運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)字化系統(tǒng)，保障動能安全運(yùn)行和平穩(wěn)供應(yīng)的數(shù)字化系統(tǒng)，動態(tài)反映現(xiàn)場動能供應(yīng)安全管理需要解決的問題和故障，實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)行和安全管理的可控在控，不斷提高節(jié)能減排能力，促進(jìn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

    該數(shù)字化系統(tǒng)具有高可靠性、穩(wěn)定性、靈活性 、實(shí)時(shí)性。主要采集、監(jiān)測和控制動力所有動能的各項(xiàng)指標(biāo)：氣體的壓力、流量、流速、濃度、溫度和濕度等技術(shù)指標(biāo)；電力的電壓、電流、功率等；罐內(nèi)液位的實(shí)時(shí)采集和統(tǒng)計(jì)。并能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制和快速短信報(bào)警。

    系統(tǒng)采用的硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)具有世界先進(jìn)技術(shù)水平，并且經(jīng)過實(shí)踐考驗(yàn)證明其安全、實(shí)用的產(chǎn)品。站控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的操作系統(tǒng)采用Windows2000。具有強(qiáng)大的人機(jī)對話能力，擴(kuò)展能力極強(qiáng)。控制系統(tǒng)的硬件和軟件的可用率可以達(dá)到99.99%。系統(tǒng)的軟件是模塊化的，以便于SCADA系統(tǒng)組態(tài)時(shí)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(kuò)展。系統(tǒng)采用CDMA的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)技術(shù)先進(jìn)，性能可靠。系統(tǒng)具有在外電源掉電情況下保護(hù)源程序和已采集的數(shù)據(jù)功能。在外電源恢復(fù)后，RTU自動恢復(fù)數(shù)據(jù)采集和過程控制。控制和算法組態(tài)在RTU中完成，RTU提供五種編程語言工具。

    動力數(shù)字化管理系統(tǒng)控制中心采用以計(jì)算機(jī)為核心，CDMA網(wǎng)絡(luò)組成的系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)場監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集RTU為控制核心，通過CDMA將數(shù)據(jù)上傳至控制中心進(jìn)行監(jiān)控和管理。

    RTU是過程控制單元，主要包括：CPU及協(xié)處理器、存儲器、局域網(wǎng)（LAN）接口、模擬I/O組件、數(shù)字I/O組件、通信接口、電源板等，還包括與上級管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的通信通道接口（預(yù)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(jī)界面和操作手段。

    目前，渤船重工動力分廠根據(jù)自身的實(shí)際情況，主要將該管理系統(tǒng)運(yùn)用到各管道壓力、管道流量、實(shí)時(shí)流速、罐體液位等方面的監(jiān)測，領(lǐng)域，以便更好、更廣泛地發(fā)揮此項(xiàng)目的作用。祥細(xì)介紹如下。

2.1 建立壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，提高供能穩(wěn)定性

    渤船重工動力分廠的管道遍及公司各個生產(chǎn)場地，然而對這些管道的使用情況卻不能達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控，而采用此系統(tǒng)后，整個公司范圍內(nèi)的各個場地的管道壓力情況一目了然；同時(shí)該系統(tǒng)還具有報(bào)警功能，如果監(jiān)測點(diǎn)的壓力超過或低于正常壓力值，中央控制中心便立刻會發(fā)出報(bào)警，提醒相關(guān)人員，避免因壓力不足或過高而影響生產(chǎn)或出現(xiàn)危險(xiǎn)。

    為了實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸，系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用CDMA網(wǎng)絡(luò)為系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕橘|(zhì)。壓力站點(diǎn)RTU的功能主要有：站點(diǎn)數(shù)據(jù)自動采集；實(shí)現(xiàn)本地/遠(yuǎn)程檢測；各管線閥門定時(shí)開關(guān)控制；上電、死機(jī)、長發(fā)自動復(fù)位；掉電數(shù)據(jù)保護(hù)；脫機(jī)獨(dú)立工作；一次表供電超限、異常自動報(bào)警，并把報(bào)警信號以短信的方式傳到預(yù)先設(shè)定的工作人員的手機(jī)上。

    此畫面包括動力分廠各條供氣管線壓力數(shù)據(jù)。如果各數(shù)據(jù)在正常工作范圍之內(nèi)，數(shù)據(jù)顯示為綠色和藍(lán)色。如果數(shù)據(jù)異常，數(shù)據(jù)顯示黃色和紅色。管理人員可以通過操作員站及時(shí)準(zhǔn)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(fā)生，并能夠根據(jù)所有現(xiàn)場的技術(shù)指標(biāo)情況，下達(dá)調(diào)度指令開車和停車，并能根據(jù)調(diào)度指令定時(shí)開關(guān)動能供應(yīng)。

2.2 建立流量和流速監(jiān)測系統(tǒng)，降低能源消耗，節(jié)約成本

    對管道的流量和流速實(shí)施監(jiān)測，能夠科學(xué)、直觀地防止氣體跑冒滴漏現(xiàn)象發(fā)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(shù)值差異過大，則說明管道存在泄漏現(xiàn)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(shí)流速是比較穩(wěn)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(tǒng)后，如果出現(xiàn)上述現(xiàn)象，系統(tǒng)會自動報(bào)警，巡檢人員就會對相應(yīng)的管道進(jìn)行故障點(diǎn)的查找，從而做到快速反應(yīng)、快速維修，達(dá)到消除不必要的浪費(fèi)的效果。

    流量控制系統(tǒng)主要功能：

   (1)  對所有管道輸出氣體的瞬時(shí)流量和累計(jì)流量進(jìn)行采集和監(jiān)控。
   (2)  根據(jù)氣體的流速調(diào)整閥門開啟大小，并在流速超過指標(biāo)時(shí)迅速報(bào)警，并把報(bào)警信號發(fā)送到負(fù)責(zé)人手機(jī)上。

2.3 建立液位監(jiān)測系統(tǒng)，在安全條件下，穩(wěn)定供能

    公司生產(chǎn)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(tǒng)安裝后，能夠?qū)Ω邏簝迌?nèi)的壓力、液位及氣體的使用情況進(jìn)行及時(shí)地了解和掌控，當(dāng)超壓或者超過負(fù)荷充裝都有報(bào)警功能。此項(xiàng)目還具有遠(yuǎn)程控制功能，如果某條管道需要開關(guān)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(fā)送信號給RTU來達(dá)到對電磁閥門的控制，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能。
液位站點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的主要功能：

    (1) 液位報(bào)警

    RTU可以采集液位信號，并與設(shè)定的報(bào)警值進(jìn)行對比。當(dāng)RTU發(fā)現(xiàn)液位異常時(shí)，產(chǎn)生報(bào)警信號，RTU控制排液閥打開，當(dāng)液位等于設(shè)定值時(shí)，RTU關(guān)閉閥門。并主動上傳到監(jiān)控中心及同時(shí)以短信的方式發(fā)到預(yù)先設(shè)定的工作人員的手機(jī)上。

    (2) 用量統(tǒng)計(jì)

    RTU根據(jù)罐內(nèi)的液位變化，統(tǒng)計(jì)正量和負(fù)量。并進(jìn)行24 小時(shí)累計(jì)，正量為每天沖入量；負(fù)量為每天使用量。在根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的密度，自動計(jì)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(jù)設(shè)定的時(shí)間自動切斷各個氣閥。如下班后，RTU自動切斷各個氣閥，以節(jié)約動能，降低生產(chǎn)成本。

2.4 建立電力監(jiān)測管理系統(tǒng)，提高供電可靠性

    優(yōu)質(zhì)服務(wù)是供電企業(yè)的生命線，保障用戶的安全用電是供電企業(yè)優(yōu)質(zhì)服務(wù)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。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(zhì)量的要求不斷提高，傳統(tǒng)的配電網(wǎng)技術(shù)和管理方法已經(jīng)難以滿足配電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求。電力監(jiān)測系統(tǒng)控制中心通過計(jì)算，考慮網(wǎng)損、過負(fù)荷等情況確定最佳供電方案，命令有關(guān)開關(guān)完成復(fù)核轉(zhuǎn)供。線路發(fā)生故障后，根據(jù)配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行故障定位，下達(dá)命令實(shí)現(xiàn)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(shí)查到故障部位并及時(shí)進(jìn)行修復(fù)。通過采取數(shù)字化管理措施，降低了故障停電時(shí)間，減少了故障停電對供電可靠性的影響。

    電力監(jiān)測系統(tǒng)的主要功能：

   (1) 高壓35/10KV側(cè)：三相電流電壓監(jiān)測；有功、無功、功率因數(shù)、電網(wǎng)頻率；斷路器開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測；
   (2) 變壓器側(cè)：環(huán)境溫度、濕度監(jiān)測；油式油溫監(jiān)測；過載保護(hù)；風(fēng)機(jī)自動控制；
   (3) 低壓 0.4KV側(cè)：進(jìn)線電流電壓監(jiān)測；有功、無功、功率因數(shù)、電網(wǎng)頻率；斷路器開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測；
   (4) 遠(yuǎn)程抄表：電能計(jì)量,遠(yuǎn)程集抄；
   (5) 自動報(bào)警：時(shí)時(shí)自動監(jiān)測總站和全廠區(qū)的各個變電所的運(yùn)行狀態(tài)和各項(xiàng)指標(biāo)情況。情況異常和故障時(shí)自動報(bào)警，發(fā)送到管理人員的手機(jī)上。

2.5 建立短信報(bào)警系統(tǒng)，制定信息反饋體系

實(shí)時(shí)自動監(jiān)測全廠區(qū)的各個監(jiān)測點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)和各項(xiàng)指標(biāo)情況。情況異常和故障時(shí)自動報(bào)警并將具體位置的詳細(xì)數(shù)據(jù)情況發(fā)送到各個管轄區(qū)域的主管領(lǐng)導(dǎo)及管理人員的手機(jī)上，可以讓管理人員及時(shí)準(zhǔn)確的掌握各個區(qū)域的動能供應(yīng)情況，如果出現(xiàn)異常可以立即組織人員檢查維修。當(dāng)故障點(diǎn)得到確認(rèn)并解決，恢復(fù)正常，系統(tǒng)還會發(fā)送一條確認(rèn)短信，通知管理人員，故障得到解決，壓力恢復(fù)正常。此系統(tǒng)在管理上可以更加及時(shí)了解現(xiàn)場情況，提高工作人員對現(xiàn)場處理故障的能力，大大提高了管理效率。

2.6 建立數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)動能調(diào)度的科學(xué)合理，節(jié)能降耗

    (1) 中心控制室配置1臺操作員站、1臺報(bào)表/報(bào)警/事件打印機(jī)。操作員站用于作為日常生產(chǎn)控制操作、數(shù)據(jù)的采集控制、歷史數(shù)據(jù)的存放、各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表數(shù)據(jù)的處理的人機(jī)界面。

    (2) 趨勢曲線畫面

    在此畫面中可以查詢系統(tǒng)記錄的所有數(shù)據(jù)的趨勢曲線，以便于在出現(xiàn)問題時(shí)查找問題原因。利用此曲線，管理人員可以隨時(shí)調(diào)出某一天某一時(shí)段某一時(shí)間點(diǎn)，現(xiàn)場動能的消耗指數(shù)，更加充分靈活的下達(dá)調(diào)度令，減少動能浪費(fèi)。

    (3) 數(shù)據(jù)報(bào)表

    系統(tǒng)可以自動記錄歷史數(shù)據(jù),并可查詢、顯示歷史數(shù)據(jù)。系統(tǒng)可以定時(shí)打印日報(bào)表，也可以打印以往任何時(shí)間的歷史報(bào)表,并可根據(jù)要求打印特定報(bào)表。管理人員就可以根據(jù)歷史記錄，進(jìn)行安排生產(chǎn)調(diào)度令，可以更加靈活的掌握動能供應(yīng)情況，減少動能浪費(fèi)。

3 系統(tǒng)運(yùn)行的效果

    動力綜合管理系統(tǒng)的投入運(yùn)行，使動力分廠在動能管理、供應(yīng)、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(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)模式、故障的發(fā)現(xiàn)模式、重大危險(xiǎn)源的監(jiān)控模式。實(shí)現(xiàn)了對動力分廠所供應(yīng)動能的各項(xiàng)指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)和控制。能夠在任意一地點(diǎn)的動能超標(biāo)和故障時(shí)，第一時(shí)間發(fā)出報(bào)警，把報(bào)警數(shù)據(jù)和地點(diǎn)發(fā)送到管理人員的手機(jī)上。該系統(tǒng)大大提高了動能管理的工作效率，減少了跑、冒和故障的發(fā)生，并能夠根據(jù)所有現(xiàn)場的技術(shù)指標(biāo)情況，下達(dá)調(diào)度指令開車和停車，能根據(jù)調(diào)度指令定時(shí)開關(guān)動能供應(yīng)。2007年公司運(yùn)用動能管理系統(tǒng)取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，該項(xiàng)目的實(shí)施帶來直接經(jīng)濟(jì)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(shí)性、準(zhǔn)確性、科學(xué)性、安全性、可控性。為確保公司未來的高速發(fā)展提供了一套全新的動能管理工具。