1研究背景
十五末期、十一五初期，在发改委工业企业节能政策的鼓励和引导下，国内钢铁企业能源中心建设形成了一波小高潮，江苏沙钢集团有限责任公司、马鞍山钢铁股份有限公司、济南钢铁股份有限公司、首钢京唐钢铁联合有限责任公司、涟源钢铁集团有限公司等企业纷纷新建或改造能源中心
能管中心的建设为企业的建设提供了很多的便利，但是，现存的一些能管系统还存在一些缺陷
首先，企业对能源管理中心实施效果的认识还不够，尤其是对采用信息化技术提高企业节能减排水平的认知度还不高
其次，相当部分钢铁企业能源系统的装备水平，尤其是数据采集仪表和基础自动化水平还较低，难于达到能源管理中心系统需要的配置水平
当前，钢铁企业生产中存在的普遍问题是，各工序之间物流量不相匹配，相互衔接在时空上出现误差，影响了企业整体节能效果[1]
2能源管控信息系统建设目标和内容
按照先进的运行管理和能源管理的理念，对能源管理系统模式进行改进，并在应用系统的设计中得到切实的贯彻，确保设计的系统与管理思想紧密集成，以实现为节能、减排和环保服务，实现钢铁能源系统的稳定运行和安全生产服务[3、4]
3能源管控信息系统构架
3.1 系统总体构架
钢铁能源管控信息系统主要由主机系统、网络系统、数据采集站系统、能源调度软件系统、基础能源管控信息系统等组成
钢铁能源管控信息系统，从功能层次上分为三个部分即：基础能源管控信息系统、能源监控与调度系统和数据采集系统
基础能源管理层主要实现能源数据管理、统计、分析、预测等功能，包含数据库服务器、应用服务器以及操作站、工程师站、打印机等设备
能源监控与调度层主要是收集底层数据采集层传送的信息，并对采集的数据进行实时显示、统计分析、趋势记录和报警，实现对全厂各种能源介质的生产、输送、消耗流程的实时监控和调度
数据采集系统主要实现现场能源数据的采集，并把采集到的数据上传给能源监控与调度系统
数据采集系统主要由环网和现场的数据采集站组成
3.2 系统硬件建设方案
能源管控信息系统服务器主要包括实时数据库服务器、历史数据库服务器、应用服务器和WEB服务器
根据系统功能的不同，考虑到系统容量，系统负荷以及实时性的要求，系统共配置一组（2台）SCADA实时数据库服务器，1台历史数据库服务器、1台应用服务，1台WEB服务器
实时数据库服务器的主要功能是完成现场所有系统的数据采集、存储和处理，并为MOSAIC系统应用程序提供数据服务
历史数据库服务器完成数据的长时归档、数据压缩、数据备份、与公司信息化系统（如ERP）的数据交换，并与公司ERP的数据同步
在应用服务器上运行基础能源管理应用软件，实现系统能源管理功能，包括能源实绩，能源预测，能源计划以及能源分析等等
WEB服务器主要用于远程数据发布，系统提供WEB服务功能，可与远程计算机上完成能源管理控制系统的监视功能
3.3 能源网络系统方案
总体网络层次结构采用工业以太网、中央核心交换网络和标准客户以太网的三层结构，拓扑结构采用环形结构和星型结构的混合形式
工业以太网设计采用1000M光纤环网构成
工业环网交换机布置在现场各采集系统附近，各采集系统通过双绞线或光纤连接到工业环网的各个子站交换机，形成星型网络结构
按照这种方式，最终工艺区域的所有采集系统的数据都接入到环网中，形成区域工业以太网数据的共享
中央核心交换网络上连接实时数据库服务器、历史数据库服务器、应用服务器、Web服务器、GPS时钟对时装置等
交换机还用于管理整个网络系统中的VLAN及路由等
3.4 能源数据采集方案
根据钢铁能源管控信息系统对能源数据的需求，结合钢铁自动化规划设计情况，能源数据采集采用网关通讯和直接I/O采集相结合的方式进行采集
3.4.1 网管通信采集方式
根据管控一体化的要求，为保证数据的实时性和可靠性，数据采集系统将采用直接从现场PLC系统通讯采集数据的方案
通讯方式需要采用网关进行能源系统网络与现场生产控制系统网络的有效隔离，因为现场生产控制系统与能源管理监控系统分属于不同的业务流程部门，其责任界面非常清楚
因此必须要将两个系统的软硬件系统严格的隔离开
网关方式可实现数据本地存储和回填功能
当能源系统的网络出现故障后网关可实现数据的本地长时间存储，待通讯恢复后网关自动实现历史数据的回填，即自动将通讯中断时间内的能源数据自动上传给能源系统的实时数据库系统，实现数据库中的历史数据回填，供报表系统和故障后