渤海船舶重工有限责任公司是中国船舶重工集团公司下属骨干企业之一，位于辽宁省葫芦岛市，始建于1954年。公司拥有先进的造船设施和一流的重大钢结构成型、焊接、加工、制造生产线，能够按中、挪、法、美、英、日等国家船级社和多种国际合约建造38.8万吨以下多类船舶。公司是国家重大技术装备国产化研制基地和国家级技术中心，通过了质量管理体系和职业健康安全管理体系认证。截止到2007年底，手持船舶订单、船舶完工量、新接船舶订单均位居全国造船企业前十名行列。

1 实现数字化管理，提升动能供应的管理水平项目背景

    (1) “十一五”以来，国家把节约资源、能源和保护环境，作为基本国策。要求建立低投入、高产出、低消耗、少排放、能循环、可持续的国民经济体系和资源节约型、环境友好型社会。渤船重工作为国家“一五”期间156个重点项目之一，作为骨干央企，理应在这方面起到排头兵作用，成为履行社会责任的楷模。

    (2) 为实现建成世界第一造船大国的目标，要求造船企业必须落实科学发展观，转变增长方式，提高发展质量，努力实现“绿色造船”，降低成本，提高核心竞争力。特别是面临人民币升值，原材料涨价、人工成本攀升的严峻形势，最大限度降低占造船成本很大比重的能源消耗，成为非常迫切的任务。

    (3) 在党的十六大报告中，明确提出“以信息化带动工业化，以工业化促进信息化”，“走一条新型工业化道路”，把制造业信息化作为改造传统工业的主要手段。信息化建设是企业创新的基础，也是企业加快发展、节能减排的重要工具。因此，渤船重工决定以构建和实施数字化节能管理系统为突破口，把节能减排工作提高到一个新的水平。

    (4) 随着国内造船行业的迅猛发展，中国已成为世界级的造船大国，公司在这种大环境的影响下，生产任务十分饱满，各生产场地都在满负荷运行，因此保障生产节点和质量的动能产品供应因素已成为了造船管理的一项重点。如何提供高质量、节能型的动能产品不仅关系到造船生产的进度和质量，同时也关系到造船的成本。如何在相同能耗下获得最大的产品产出量就成为了当前的一个急待解决的问题。渤船重工动力分厂，担负着整个公司的空压风、二氧化碳、丙烯、乙炔、氧气、电力、通讯等动能供应，是公司重要的动能保障单位。动力分厂一直以安全管理、创新开拓、节能降耗为工作中心，大力弘扬“安全生产，保障动能，热情服务，争创一流”的企业精神。近年来，分厂围绕企业发展和公司节能降耗的要求，不断探索数字化管理，有效的提高了动能供应的管理水平。针对上述问题，渤船重工动力分厂开发了新型的压力、液位、流量、电力远程监测及远程控制数字化管理系统。通过对所有动能指标的采集与监控，并通过CDMA无线远传方式将数据传送到控制中心，实现数据的远程监控与采集，历史数据存储及报表打印、预留数据实时发布功能，在必要时可通过简单的软件升级，实现数据的Web发布，所有经授权的计算机用户可以随时查看数据，以避免巡视检察人员对各个车间的人工记录不准确、实时性不强等因素。并对压力进行实时监控。将其控制在各设备正常工作的范围之内，避免压力过低影响施工质量，同时也避免压力过高发生安全事故及造成不必要的浪费。

2 实现数字化管理，提升动能供应的管理水平的内涵及主要做法

    依靠现代化的信息手段和方法，整合和量化企业的动能供应、信息资源，通过建立连通管理层和现场运行状态的数字化系统，保障动能安全运行和平稳供应的数字化系统，动态反映现场动能供应安全管理需要解决的问题和故障，实现高效运行和安全管理的可控在控，不断提高节能减排能力，促进企业可持续发展。

    该数字化系统具有高可靠性、稳定性、灵活性 、实时性。主要采集、监测和控制动力所有动能的各项指标：气体的压力、流量、流速、浓度、温度和湿度等技术指标；电力的电压、电流、功率等；罐内液位的实时采集和统计。并能够实现远程控制和快速短信报警。

    系统采用的硬件、软件和网络具有世界先进技术水平，并且经过实践考验证明其安全、实用的产品。站控计算机系统的操作系统采用Windows2000。具有强大的人机对话能力，扩展能力极强。控制系统的硬件和软件的可用率可以达到99.99%。系统的软件是模块化的，以便于SCADA系统组态时增加、删除。硬件在性能上是模块化的，允许将来在容量和功能上的扩展。系统采用CDMA的网络结构技术先进，性能可靠。系统具有在外电源掉电情况下保护源程序和已采集的数据功能。在外电源恢复后，RTU自动恢复数据采集和过程控制。控制和算法组态在RTU中完成，RTU提供五种编程语言工具。

    动力数字化管理系统控制中心采用以计算机为核心，CDMA网络组成的系统通讯网络，现场监控和数据采集RTU为控制核心，通过CDMA将数据上传至控制中心进行监控和管理。

    RTU是过程控制单元，主要包括：CPU及协处理器、存储器、局域网（LAN）接口、模拟I/O组件、数字I/O组件、通信接口、电源板等，还包括与上级管理计算机系统的通信通道接口（预留）、操作员接口等。

    控制中心配置操作员站、工程师工作站。操作员/工程师工作站控制中心提供了灵活、良好的人机界面和操作手段。

    目前，渤船重工动力分厂根据自身的实际情况，主要将该管理系统运用到各管道压力、管道流量、实时流速、罐体液位等方面的监测，领域，以便更好、更广泛地发挥此项目的作用。祥细介绍如下。

2.1 建立压力实时监测系统，提高供能稳定性

    渤船重工动力分厂的管道遍及公司各个生产场地，然而对这些管道的使用情况却不能达到实时监控，而采用此系统后，整个公司范围内的各个场地的管道压力情况一目了然；同时该系统还具有报警功能，如果监测点的压力超过或低于正常压力值，中央控制中心便立刻会发出报警，提醒相关人员，避免因压力不足或过高而影响生产或出现危险。

    为了实现无线数据传输，系统设计采用CDMA网络为系统数据传输的介质。压力站点RTU的功能主要有：站点数据自动采集；实现本地/远程检测；各管线阀门定时开关控制；上电、死机、长发自动复位；掉电数据保护；脱机独立工作；一次表供电超限、异常自动报警，并把报警信号以短信的方式传到预先设定的工作人员的手机上。

    此画面包括动力分厂各条供气管线压力数据。如果各数据在正常工作范围之内，数据显示为绿色和蓝色。如果数据异常，数据显示黄色和红色。管理人员可以通过操作员站及时准确的看到每条管路压力异常情况，大大提高了动能管理的工作效率，减少了跑、冒和故障的发生，并能够根据所有现场的技术指标情况，下达调度指令开车和停车，并能根据调度指令定时开关动能供应。

2.2 建立流量和流速监测系统，降低能源消耗，节约成本

    对管道的流量和流速实施监测，能够科学、直观地防止气体跑冒滴漏现象发生。由于管道总流量等于各支路管道流量之和，如果气体在未被使用的情况下，它们的数值差异过大，则说明管道存在泄漏现象；而流速则能反映出用户使用气体的情况，未被使用的管道是不存在流速的，管道在被使用时流速是比较稳定的，如果存在流速突然增大，也能反映出管道存在的问题。采用此系统后，如果出现上述现象，系统会自动报警，巡检人员就会对相应的管道进行故障点的查找，从而做到快速反应、快速维修，达到消除不必要的浪费的效果。

    流量控制系统主要功能：

   (1)  对所有管道输出气体的瞬时流量和累计流量进行采集和监控。
   (2)  根据气体的流速调整阀门开启大小，并在流速超过指标时迅速报警，并把报警信号发送到负责人手机上。

2.3 建立液位监测系统，在安全条件下，稳定供能

    公司生产用的一些气体如氧气、二氧化碳、丙烯等都是由高压储罐来存储的，存在一定的安全隐患。该系统安装后，能够对高压储罐内的压力、液位及气体的使用情况进行及时地了解和掌控，当超压或者超过负荷充装都有报警功能。此项目还具有远程控制功能，如果某条管道需要开关阀门，只要把普通阀门更换成电磁阀门后，中央控制中心就可以通过发送信号给RTU来达到对电磁阀门的控制，从而实现远程控制功能。
液位站点实现的主要功能：

    (1) 液位报警

    RTU可以采集液位信号，并与设定的报警值进行对比。当RTU发现液位异常时，产生报警信号，RTU控制排液阀打开，当液位等于设定值时，RTU关闭阀门。并主动上传到监控中心及同时以短信的方式发到预先设定的工作人员的手机上。

    (2) 用量统计

    RTU根据罐内的液位变化，统计正量和负量。并进行24 小时累计，正量为每天冲入量；负量为每天使用量。在根据标准的密度，自动计算出加入和使用气体的重量。

    (3) 各气阀自动切断功能

    用户可以根据设定的时间自动切断各个气阀。如下班后，RTU自动切断各个气阀，以节约动能，降低生产成本。

2.4 建立电力监测管理系统，提高供电可靠性

    优质服务是供电企业的生命线，保障用户的安全用电是供电企业优质服务的基础环节。随着用电需求的日益增长和电力供求市场化，用户对供电可靠性、电能质量的要求不断提高，传统的配电网技术和管理方法已经难以满足配电网安全、经济运行的要求。电力监测系统控制中心通过计算，考虑网损、过负荷等情况确定最佳供电方案，命令有关开关完成复核转供。线路发生故障后，根据配电网的实时拓扑结构进行故障定位，下达命令实现跳闸隔离故障。此后，主站通过接地故障巡视仪及其它辅助手段，及时查到故障部位并及时进行修复。通过采取数字化管理措施，降低了故障停电时间，减少了故障停电对供电可靠性的影响。

    电力监测系统的主要功能：

   (1) 高压35/10KV侧：三相电流电压监测；有功、无功、功率因数、电网频率；断路器开关状态监测；
   (2) 变压器侧：环境温度、湿度监测；油式油温监测；过载保护；风机自动控制；
   (3) 低压 0.4KV侧：进线电流电压监测；有功、无功、功率因数、电网频率；断路器开关状态监测；
   (4) 远程抄表：电能计量,远程集抄；
   (5) 自动报警：时时自动监测总站和全厂区的各个变电所的运行状态和各项指标情况。情况异常和故障时自动报警，发送到管理人员的手机上。

2.5 建立短信报警系统，制定信息反馈体系

实时自动监测全厂区的各个监测点的运行状态和各项指标情况。情况异常和故障时自动报警并将具体位置的详细数据情况发送到各个管辖区域的主管领导及管理人员的手机上，可以让管理人员及时准确的掌握各个区域的动能供应情况，如果出现异常可以立即组织人员检查维修。当故障点得到确认并解决，恢复正常，系统还会发送一条确认短信，通知管理人员，故障得到解决，压力恢复正常。此系统在管理上可以更加及时了解现场情况，提高工作人员对现场处理故障的能力，大大提高了管理效率。

2.6 建立数据统计与分析系统，以实现动能调度的科学合理，节能降耗

    (1) 中心控制室配置1台操作员站、1台报表/报警/事件打印机。操作员站用于作为日常生产控制操作、数据的采集控制、历史数据的存放、各种统计报表数据的处理的人机界面。

    (2) 趋势曲线画面

    在此画面中可以查询系统记录的所有数据的趋势曲线，以便于在出现问题时查找问题原因。利用此曲线，管理人员可以随时调出某一天某一时段某一时间点，现场动能的消耗指数，更加充分灵活的下达调度令，减少动能浪费。

    (3) 数据报表

    系统可以自动记录历史数据,并可查询、显示历史数据。系统可以定时打印日报表，也可以打印以往任何时间的历史报表,并可根据要求打印特定报表。管理人员就可以根据历史记录，进行安排生产调度令，可以更加灵活的掌握动能供应情况，减少动能浪费。

3 系统运行的效果

    动力综合管理系统的投入运行，使动力分厂在动能管理、供应、保障、减耗、安全等各方面得到了飞跃式的提升。它改变了原有对动能的管理模式、信息的反馈模式、数据的统计模式、故障的发现模式、重大危险源的监控模式。实现了对动力分厂所供应动能的各项指标的实时监控、统计和控制。能够在任意一地点的动能超标和故障时，第一时间发出报警，把报警数据和地点发送到管理人员的手机上。该系统大大提高了动能管理的工作效率，减少了跑、冒和故障的发生，并能够根据所有现场的技术指标情况，下达调度指令开车和停车，能根据调度指令定时开关动能供应。2007年公司运用动能管理系统取得了可观的经济效益，该项目的实施带来直接经济效益为150万元以上，在管理效益和安全效益上更是无法估量。动力分厂真正作到了动能管理的及时性、准确性、科学性、安全性、可控性。为确保公司未来的高速发展提供了一套全新的动能管理工具。