Автоматизация процесса управленияэнергосбережением на примере ОАО «Кузбассразрезуголь»

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Экономические науки


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

?? ?? ?? ?? ?? ? ?
?? ?? ? ?


УДК 681. 513. 2
Автоматизация процесса управления энергосбережением на примере ОАО «Кузбассразрезуголь»
И. К. Хузмиев,
доктор технических наук, профессор,
член-корреспондент Академии электротехнических наук РФ, советник главы Республики Северная Осетия-Алания по проблемам ТЭК
В статье рассмотрена концепция информационно-управляющего комплекса для контроля и регулирования процессов энергосбережения крупного промышленного объединения. Комплекс представляет собой трёхуровневую систему контроля и принятия решений и призван обеспечить повышение оперативности управления и эффективности функционирования.
Ключевые слова: энергосбережение, автоматическая система управления, информационный обмен, информационно-управляющий комплекс.
Анализ тенденций и особенностей развития системы поставки энергоресурсов потребителям показывает, что успешная реализация задач энергосбережения и повышения эффективности при пользовании энергоресурсами невозможна без создания в рамках крупных потребителей энергии специализированных подразделений. Их деятельность должна быть нацелена на выполнение следующих задач:
— создание и постоянное совершенствование системы мониторинга и управления процессами потребления энергоресурсов, обеспечивающей получение достоверной информации о состоянии технико-экономических показателей подразделений предприятия путём формирования необходимого информационного ресурса на базе обследований (аудитов) и мониторинга энергопотребления в режиме реального времени-
— комплексный анализ обоснованности затрат энергоресурсов, включаемых в структуру себестоимости продукции-
— перспективный анализ тенденций динамики технико-экономических показателей потребления энергоресурсов-
— обучение и повышение квалификации специалистов по вопросам энергосбережения и повышения эффективности потребления энергии на предприятии с учётом зарубежного опыта.
Указанная деятельность должна осуществляться с использованием региональных автоматизированных систем управления (АСУ), включающих подсистемы сбора информации о топливно-энергетическом и финансово-экономическом состоянии предприятия, хранения информации в рамках комплексных баз данных. Рассматриваемая в настоящей статье АСУ предусматривает возможность иерархической системы обмена данными по схеме «УГМК (Уральская горно-металлургическая компания) -ОАО „Кузбассразрезуголь“ — энергетические системы предприятий», обработки и анализа этой инфор-
мации и принятия решений по энергосбережению и эффективному использованию энергоресурсов.
Реализация системы предусматривает выполнение работ по созданию идеологии и схемы построения, разработке программного обеспечения подсистем, поставке и монтажу оборудования и специальных технических средств, обучению пользователей. При этом создаваемая система должна отвечать всем требованиям, обеспечивающим возможность её легкой модификации и адаптации к изменяющимся условиям и требованиям.
На основе анализа тенденций и особенностей развития системы управления потреблением энергоресурсов и особенностей функционирования многоуровневых АСУ сформулированы основные принципы, положенные в основу разработки АСУ энергопотребления ENERGY+, осуществляемой на ОАО «Кузбассразрезуголь».
1. Относительная независимость подсистем. Этот принцип предусматривает наличие в системе функционально независимых подсистем, централизованного банка данных и информационного обмена между подсистемами с помощью управления базой этих данных. Реализация функционально независимых подсистем осуществляется в отдельных внешних программных модулях системы. Взаимодействие подсистем обеспечивается наличием передаточных интерфейсов, а их независимость позволяет достаточно просто проводить их модернизацию.
2. Эволюционность подсистем и системы в целом. Этот принцип предполагает развитие (расширение) функциональных возможностей как отдельных подсистем, так и системы в целом, что даёт возможность решать всё более сложные задачи управления на базе новых информационных технологий.
3. Оперативность взаимодействия «система -пользователь». Этот принцип предполагает наличие простых для освоения, но развитых процедур взаимодействия между пользователем и системой, пред-
?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ? ?

?? ?? ?? ?? ?
латающей ему альтернативные варианты для решений, с которыми он либо соглашается, либо предлагает собственный вариант.
4. Универсальность автоматизированной системы для групп родственных по характеру работы объектов. Этот принцип позволяет снизить затраты на создание системы за счёт объединения вычислительных ресурсов.
Основная тенденция в развитии многоуровневой АСУ ENERGY+ должна заключаться в повышении надёжности и универсальности в определённом классе решаемых задач. Следовательно, усилия по разработке системы должны быть направлены на решение трёх основных взаимосвязанных задач:
— создание и объединение ресурсов управления (принятия решений) —
— разработка информационной базы-
— разработка средств взаимообмена пользователя с системой.
Под ресурсами управления понимаются всевозможные модули и подсистемы для анализа и синтеза задач управления. Их объединение направлено на образование множеств, в пределах которых ресурсы логически связаны релевантными отношениями между модулями и подсистемами, а также между
системой и пользователем. Таким образом, ресурсы управления — это совокупность знаний (фундаментальных и специальных) о процессе управления энергопотреблением. Поэтому представление прикладных программ в виде модулей по существу является формой унификации правил их составления. Это облегчает их использование в различных подсистемах и упрощает объединение с другими модулями.
Базу данных в общей структуре АСУ можно отнести к совокупности знаний о проблеме- вместе с алгоритмами она составляет фундамент системы и должна быть полной.
На структуру и методику построения иерархических АСУ большое влияние оказывает применяемый подход к её разработке и внедрению. Известны три подхода.
1. Разработкой охвачена вся система во всех её деталях, и внедрение производится по завершении работ над созданием системы.
2. Поэтапная детальная проработка и внедрение отдельных задач и подсистем.
3. Первоначальная разработка облика всей системы с последующей постепенной детализацией промежуточных результатов.
Рис. 1. Структурная схема информационных и управляющих потоков АСУ ENERG Y+
pg^^ШИИВШИЕвВВ^^

в канал связи
Рис. 2. Укрупнённая структурная схема средств подсистем 1-го уровня АСУ ENERGY+
При разработке АСУ ENERGY+ был принят третий подход. При этом сначала предполагалось определение укрупнённой конфигурации всей системы, задач каждой части и формирование общих принципов построения частей и их взаимодействия. Затем -поэтапная, совместная разработка частей, наращивающая мощность системы и возможности для решения различных задач управления. Внедрение результатов производится непрерывно в зависимости от достигнутой мощности системы, поэтому возможно осуществление и поэтапного планирования разработок.
Упрощённая схема информационных и управляющих потоков в рамках создаваемой АСУ субъектов энергопотребления завода представлена на
рис. 1. Схема строилась в предположении соответствия иерархии разрабатываемой АСУ приведённой выше схеме взаимодействия «УГМК — ОАО „Кузбассразрезуголь“ — энергетические системы предприятий» с определёнными правами организаций соответствующих уровней по осуществлению управления в том же порядке. Приведённый на схеме блок «Научно-методический центр» рассматривается в этом случае как составная часть УГМК. Возможен и вариант отсутствия такого центра.
Приведённые ниже результаты разработки структуры и состава основных задач АСУ ENERGY+ основываются на развитии концепции иерархического управления, позволяющей эффективно распределять ресурсы системы в целом при сохранении
V
в канал связи
Программно-технические средства связи
Он
Т
т т
А-
Программный комплекс SERVISE-1. KA
(пакет сервисных программ)
АВ*Е-1. КА
Программный комплекс АВ*РАУ-1. КА
(потребление энергоресурсов)
АВ*0−1. КА
АВ*0−1. КА
Управляющий программный
комплекс ORGAN-1. KA
Программный комплекс ELOOSE-1. KA
(потери в энергосистемах)
ELOOSE*E-1. KA
FULL-1. KA
SIMPLE-1. KA —
ELOOSE*G-1. KA
ELOOSE*Q-1. KA
Программный комплекс PRICE-1. KA
(плата за энергоресурсы)
PRICE*E-1. KA
— PRICE*G-1. KA
PRICE*Q-1. KA
Программный комплекс DIAGNOSE-1. KA
(диагностика энергообъектов завода)
Программный комплекс ANALISE-1. KA
(анализ технико-экономического состояния потребителей энергии)
Программный комплекс CHOISER-1. KA
(принятие решений)
1
2
3
4
Рис. 3. Укрупнённая структурная схема средств подсистем 2-го уровня АСУ ENERG У+
ШИИВШИЕНМ
в канал связи

Программный комплекс STOR-1. KA
(преобразование, хранение и передача информации на вышестоящий уровень)
Программный комплекс TECH-1. KA
(сбор данных о технологическом состоянии потребителей энергии)
Программный комплекс FIN-1. KA
(сбор данных технико-экономического состояния подразделений завода)
1
2
3
Рис. 4. Укрупнённая структурная схема средств АРМ подсистем 3-го уровня АСУ ENERG У+
необходимых условий эффективного взаимодействия её подсистем и не предусматривают строгости в составе управляющих воздействий каждого из уровней. В состав АСУ ENERGY+ входят территориально распределённые и информационно взаимосвязанные через выделенные каналы автоматизированные рабочие места операторов подсистем всех уровней. Укрупнённые структурные схемы средств подсистем отдельных уровней ENERGY+ представлены на рис. 2−4.
Среди компонентов системы особое место занимает программное обеспечение, поскольку в нём находят отражение все идеи и методы, заложенные в структуру системы. В основу программного обеспечения положен принцип модульности, который является одним из условий успешного решения многих задач, возникающих при разработке и развитии системы. Формой представления программного обеспечения системы ENERGY+ является пакет прикладных программ.
Основным блоком (ядром) подсистемы на каждом уровне АСУ ENERGY+ является управляющий программный комплекс, который обеспечивает необходимую последовательность выполнения этапов обработки информации и координацию информационного обмена между программными модулями и базой данных в процессе решения задач. Настройка системы на решение конкретной задачи заключается в установлении управляющих и информационных связей между соответствующими программными модулями программных комплексов и набором внутренних и внешних параметров системы.
Системный принцип организации программного обеспечения комплекса ENERGY+ определил необходимость использования структурированной для каждого уровня информационной базы данных, которая обеспечивает возможность автоматической передачи информации между различными задачами в процессе работы системы.
Информационная совместимость достигается использованием всеми модулями подсистем стандартных величин предметной области пакета и реализации информационных связей между модулями. Информационное обеспечение модулей и программных комплексов подсистем является функцией соответствующей управляющей программы. Ввод необходимых исходных данных для выполнения устанавливаемых заданий, корректировка массивов базы данных, контроля и корректировки выполнения заданий со стороны пользователя осуществляются с помощью периферийных устройств и средств связи. Все программы комплексов и отдельных пакетов системы ENERGY+ составляются с учётом возможности их самостоятельного использования при решении отдельных задач на различных уровнях системы.
Информационный обмен между рабочими станциями потребителей энергоресурсов, центром энергосбережения компании и научно-методическим центром энергосбережения УГМК осуществляется с использованием как выделенных каналов связи, так и возможностей интернета. При этом особое внимание уделяется вопросам защиты информации.
Наряду с решением приведённых задач, комплекс ENERGY+, благодаря наличию развитых процедур расчета потерь энергетических сетей предприятия, позволяет оперативно рассчитывать необходимый для принятия решений набор технологических параметров и технико-экономических показателей в условиях налагаемых на систему ограничений. Кроме того, комплекс позволяет проводить с использованием указанных расчётных процедур различные вычислительные эксперименты с изменением входных условий, позволяющие эффективно решать множество прогнозных задач оптимизационного характера как в области технологической организации энергоснабжения, так и в области технико-экономического анализа- проверять чувствительность отдельных методик и алгоритмов расчёта с целью выработки рекомендаций по их использованию в практических расчётах- эффективно контролировать технологическое состояние отдельных элементов и участков сложных сетей с целью принятия решений по поддержанию их работоспособности и повышению эффективности.
Литература
1. Хузмиев И. К. Регулирование энергетических естественных монополий и энергоменеджмент / / Научные труды ВЭО. — М.: ВЭО, 2003. — Т. 42.
The energy management automation system concept of Kuzbassrazrezugol
I. K. Khuzmiev,
The Republic of North Ossetia-Alania deputy consultant in energy, member of the Russian Academy of Electrical Science, Doctor of science, professor
The author'-s concept of the energy management automation system in intended for large enterprises. This three-tiered control and management system is designed for the purpose of operational efficiency increasing.
Keywords: energy-economy, automation management system, information exchange, information and management complex.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой