摘 要 从2000年开始，随着ISO认证、FDA认证、职业健康安全管理体系认证需求。实木家具公司新增各类现场仪表，包括，压力表，变送器，流量计，液位计。仪表的准确计量为车间的质量、能源管理提供了保证。在此基础上，2009年实木家具公司采用西门子S7-400自动化系统应用于能源管理专业，并取得良好效果。
【关键词】西门子 s7-400 能源监控系统
1 能源监控系统介绍
生产部能源管理体系人员通过WinCC操作员站Web客户端访问实木家具公司能源系统WinCC服务器，实现动态查询。对主要能耗设备进行远程监控，建立耗能设备与能源系统档案，对车间节能技改工作进行监督与指导，完成对车间技改工作的管理与考核。针对能源数据变动，及时对用能设备进行调查，对于不合理用能及时指导、纠正。
2 监控系统设计需求
能源管理系统需要实现从实木家具公司管理级一直到现场级的直接访问。生产车间可实现手动报表、即时查询、历史查询、数据统计功能。同时做到查询与控制互不影响。能源控制柜满足现场防爆安装要求。生产部能源管理专业可对全实木家具公司能源计量点实现监控管理、实时调度。实现管控一体的设计思路。
3 系统架构介绍
能源监控系统采用西门子S7-400cpu为DP主站，通过CP 443-X通讯模板连接到实木家具公司以太网。以车间内部分布式远程I/O处理单元-ET200为从站节点，西门子S7-400cpu可同时建立最多64个站的连接。数据传输率最大为12Mbit/s. ET200从站专门负责数据采集。不用新增现场表，将现有DCS系统的现场信号接入能源系统控制柜，完成现场数据采集。WinCC服务器兼工程师站，放置于计算机中心，方便仪表专业人员管理维护。
4 现场设备类型
能源计量范围包括水、电、气用量与状态。现场流量仪表采用电磁流量计、超声波流量计、孔板流量计。采用一体化温度变送器进行温度补偿、采用压力变送器进行压力测量。现场仪表信号输出4～20MA进入能源系统控制柜。
5 模块选择
能源系统控制柜采用单独供电，与车间生产控制DCS分离设计。SIMATIC ET200分布式自动化系统，模块化设计、安装紧凑、支持热插拔。IO模块选择SIMATIC模拟量模块SM 431，SIMATIC通讯模块选择CP 343 RJ45接口数字传输。电源模块采用PS 307。连接模块采用IM 360。4～20MA信号分配器。
5.1 关键程序设计
用户管理为能源管理系统设计关键。利用WinCC User Administrator，可分配和控制用户的组态和运行时软件版访问权限。多达128个用户组。最多划分999种不同授权。能源管理员会接收到唯一的用户ID、用户名和密码。
5.2 监控画面设计
监控画面包括工艺管路；重要设备：空压机、制冷剂、制水机；用户抄表。分区报表及全厂报表设计包括车间分类、设备分类、能源类别分类。WinCC客户端在WIN XP和WIN7下运行。WinCC将系统内所有归档数据导出到中央归档服务器（CAS）上进行统一管理。 各车间可通过WinCC客户端访问CAS数据。包括：过程画面监控，通过趋势或表格显示和分析所归档的过程值和报警，把归档过程值传输到Excel工作簿，发布报表。过程值是用WinCC在线表格控件和在线趋势控件来表示的。交叉索引表可列出所有的变量、类型、位号、功能等。可以利用这些强大的工具显示和评估来自过程数据库的当前过程状态和历史数据，从而允许各车间能源管理人员有效地监视和分析能源消耗过程并创建报表，向生产部能源组发送。
6 系统运行测试与验证
依据FDA认证需求，需要对系统进行验证方可投入使用。经过对现场表和能源管理系统的数据比对。在分布式I/O站 ET 200侧用标准信号源进行测试。对测量值的重复性、不准确度进行计量。将测量结果形成验证报告。
7 结论
通过能源体系运行，实行能耗奖罚制度，实木家具公司节约了大量能源成本，能源成本占总成本的比重，由1992年的27%降到今年的20%。同时，大大激发了员工进行节能技改的积极性。
作者单位
石药集团计算机中心 河北省石家庄市 050041