专利名称：一种电熔镁砂熔炼过程的群炉能耗报警系统及方法
技术领域：
本发明属于电炉能耗管理领域，具体涉及一种电熔镁砂熔炼过程的群炉能耗报警系统及方法。
背景技术：
我国是世界上最大的电熔镁砂生产国，然而生产电熔镁砂的用电效率远落后于俄罗斯等国家。目前对电熔镁砂生产过程中电能消耗的管理主要是通过人工来进行，管理者由每天所要生产的产品数量来确定当天的开工炉数，然后由操作员自己根据经验来掌握各炉的熔炼过程。待熔炼完成后才能得到本次生产各炉消耗的电能、产量和产品品质，再根据这些数据进行管理和优化。这种管理方式具有一定的局限性，无法对电能消耗情况进行实时的监测、实时管理，缺乏群炉能耗的集中监视与报警，管理者很难发现存在电能浪费的环节，操作员用电浪费得不到有效监督。
发明内容
根据现有技术的缺陷，本发明提出一种电熔镁砂熔炼过程的群炉能耗报警系统及方法，以达到实时收集每台电熔镁炉的能耗数据，并通过对采集数据的分析得到每台电熔镁炉的能耗状况，及时发送报警信息至用户，实现对多台电熔镁炉智能管理的目的。一种电熔镁砂熔炼过程的群炉能耗报警系统，包括关系数据库服务器、应用服务器、客户端和数据采集PLC系统，所述的应用服务器包括数据采集模块、能耗指标分解模块、能耗运行监视模块和能耗统计分析模块，其中，数据采集模块:用于实时采集数据采集PLC系统发送的群炉的功率、有功电度量、功率因数、电极电流和变压器二次侧电压，并将上述数据发送至能耗运行监视模块；能耗指标分解模块:用于接收用户所需群炉的产量指标和节能指标，调用关系数据库服务器中近一周的群炉的产量与能耗数据，根据数据库中的历史数据确定出当天群炉总能耗指标；并将上述当天群炉总能耗指标分解为单台电熔镁炉在每一时段的能耗指标；能耗运行监视模块:用于对各电熔镁炉有功功率、有功电度量、电流、电压信息的实时监视，并根据上述数据分析单台电熔镁炉的能耗状况，即若某台电熔镁炉存在实际能耗超出指标值、过电流、操作不规范、电流越限、空烧以及电流设定值不合理的异常状况时，确定出该镁炉的炉号、状况类型和发生时间，并将上述报警信息发送至客户端上；能耗统计分析模块:用于提供单台镁炉在不同生产日的能耗指标统计结果，并提供出不同电熔镁炉在同一生产日的能耗指标对比结果。采用电熔镁砂熔炼过程的群炉能耗报警系统进行报警的方法，包括以下步骤:步骤1:采用能耗指标分解模块接收用户在客户端上所输入的全厂当天群炉产量指标和当天节能指标；步骤2:根据数据库中保存的近一周的群炉的产量与能耗数据，确定出全厂平均单位能耗；
步骤3:根据步骤2确定出的全厂平均单位能耗、用户所需当天产量指标和当天节能指标确定出当天能耗指标；步骤4:根据数据库中保存的群炉的产量与能耗数据，通过建立全厂能耗指标按炉分解优化模型的方式，确定单台电熔镁炉当天的能耗指标；步骤5:将步骤4中得到的单台电熔镁炉当天能耗指标分解为每一时段能耗指标，所述的时间段为10 15分钟；
步骤6:判断单台电熔镁炉的能耗状况，其中，若某台电熔镁炉在某个时段实际能耗值超出其指标值时，则执行步骤7 ；若累计60秒以上的电极电流平均值超过电流额定值时，则出现过流状况，执行步骤7 ;若累计180秒以上的电极电流平均值除以该时段内电流最大值所得结果小于80%时，则出现操作不规范状况，执行步骤7 ；若持续超过90秒电极电流小于500A，则此时镁炉电闸无法合上，或者当采集到的电极电流瞬时值超过13000A时，则出现电流越限状况，执行步骤7 ；若电极电流变化率绝对值累计60秒以上的平均值小于100安/秒时，则出现空烧状况，执行步骤7 ;若单台电熔镁炉在连续3个时段实际能耗超出能耗指标值，则出现电流设定值不合理状况，执行步骤7;步骤7:将出现异常状况的镁炉的炉号、状况类型和发生时间报警信息发送至客户端，提示用户电熔镁炉出现异常。步骤3所述的确定出当天能耗指标，具体公式如下:X = (1-J)G.
泛为全厂平均单位能耗，y为当天全厂产量指标，δ为当天全厂节能指标，χ为当天能耗指标。步骤4所述的建立全厂能耗指标按炉分解优化模型，公式如下:建立电熔镁炉能耗与产量之间的函数关系，公式如下:y1-- u \ 十 Axi+<^，/ = 1,2，."，左其中，i表示第i台电熔镁炉；k为电熔镁炉的总台数；yi为第i台电熔镁炉的产量；Xi为第i台电熔镁炉的能耗为电熔镁炉能耗与产量之间的函数的参数；根据数据库中保存的群炉的产量与能耗数据，采用最小二乘拟合方式确定出模型中的 apbp Ci, i=l, 2，…，k 参数；建立全厂能耗指标按炉分解优化模型，求解优化模型得到每台电熔镁炉当天的能
耗指标，公式如下:
权利要求
1.一种电熔镁砂熔炼过程的群炉能耗报警系统，包括关系数据库服务器、应用服务器、客户端和数据采集PLC系统，其特征在于:所述的应用服务器包括数据采集模块、能耗指标分解模块、能耗运行监视模块和能耗统计分析模块，其中， 数据采集模块:用于实时采集数据采集PLC系统发送的群炉的功率、有功电度量、功率因数、电极电流和变压器二次侧电压，并将上述数据发送至能耗运行监视模块； 能耗指标分解模块:用于接收用户所需群炉的产量指标和节能指标，调用关系数据库服务器中近一周的群炉的产量与能耗数据，根据数据库中的历史数据确定出当天群炉总能耗指标；并将上述当天群炉总能耗指标分解为单台电熔镁炉在每一时段的能耗指标； 能耗运行监视模块:用于对各电熔镁炉有功功率、有功电度量、电流、电压信息的实时监视，并根据上述数据分析单台电熔镁炉的能耗状况，即若某台电熔镁炉存在实际能耗超出指标值、过电流、操作不规范、电流越限、空烧以及电流设定值不合理的异常状况时，确定出该镁炉的炉号、状况类型和发生时间，并将上述报警信息发送至客户端上； 能耗统计分析模块:用于提供单台镁炉在不同生产日的能耗指标统计结果，并提供出不同电熔镁炉在同一生产日的能耗指标对比结果。
2.采用权利要求1所述的电熔镁砂熔炼过程的群炉能耗报警系统进行报警的方法，其特征在于:包括以下步骤: 步骤1:采用能耗指标分解模块接收用户在客户端上所输入的全厂当天群炉产量指标和当天节能指标； 步骤2:根据数据库中保存 的近一周的群炉的产量与能耗数据，确定出全厂平均单位能耗； 步骤3:根据步骤2确定出的全厂平均单位能耗、用户所需当天产量指标和当天节能指标确定出当天能耗指标； 步骤4:根据数据库中保存的群炉的产量与能耗数据，通过建立全厂能耗指标按炉分解优化模型的方式，确定单台电熔镁炉当天的能耗指标； 步骤5:将步骤4中得到的单台电熔镁炉当天能耗指标分解为每一时段能耗指标，所述的时间段为10 15分钟； 步骤6:判断单台电熔镁炉的能耗状况，其中， 若某台电熔镁炉在某个时段实际能耗值超出其指标值时，则执行步骤7 ； 若累计60秒以上的电极电流平均值超过11000A 12000A电流额定值时，则出现过流状况，执行步骤7 ; 若累计180秒以上的电极电流平均值除以该时段内电流最大值所得结果小于80%时，则出现操作不规范状况，执行步骤7 ； 若持续超过90秒电极电流小于500A 1000A，则此时镁炉电闸无法合上，或者当采集到的电极电流瞬时值超过12000A 13000A时，则出现电流越限状况，执行步骤7 ； 若电极电流变化率绝对值累计60秒以上的平均值小于100安/秒 150安/秒时，则出现空烧状况，执行步骤7 ； 若单台电熔镁炉在连续3个时段实际能耗超出能耗指标值，则出现电流设定值不合理状况，执行步骤7; 步骤7:将出现异常状况的镁炉的炉号、状况类型和发生时间报警信息发送至客户端，提示用户电熔镁炉出现异常。
3.根据权利要求2所述的电熔镁砂熔炼过程的群炉能耗报警方法，其特征在于:步骤3所述的确定出当天能耗指标，具体公式如下:
4.根据权利要求2所述的电熔镁砂熔炼过程的群炉能耗报警方法，其特征在于:步骤4所述的建立全厂能耗指标按炉分解优化模型，公式如下: 建立电熔镁炉能耗与产量之间的函数关系，公式如下:
5.根据权利要求2所述的采用电熔镁砂熔炼过程的群炉能耗报警系统进行报警方法，其特征在于:步骤5所述的将步骤4中得到的单台电熔镁炉当天能耗指标分解为每一时段能耗指标， 假设整个熔炼过程持续时间为T，将整个熔炼过程分成多个等间隔的时段，其中间隔时间为t，则可以将第i台镁炉一天能耗指标<分解为第i台镁炉在每一熔炼时段的能耗指标％:公式如下:
全文摘要
本发明一种电熔镁砂熔炼过程的群炉能耗报警系统及方法，属于电炉能耗管理领域，包括关系数据库服务器、应用服务器、客户端和数据采集PLC系统，所述的应用服务器包括数据采集模块、能耗指标分解模块、能耗运行监视模块和能耗统计分析模块；本发明根据上级下达的产量指标、历史统计单位能耗值以及节能指标计算出当天全厂总能耗指标，再将其细化分解为每台电熔镁炉在各个时段的能耗指标值，然后实时收集每台电熔炉的能耗数据，当发现实际值超过指标值时向管理者发送报警信息，辅助管理者进行电熔镁炉能耗管理；除此之外，通过对实时耗能数据进行分析，能够为管理者发现空烧、操作不规范等用电浪费环节，辅助管理者进行能耗监督与管理。
文档编号G08B21/00GK103136895SQ20131002842
公开日2013年6月5日 申请日期2013年1月25日 优先权日2013年1月25日
发明者孔维健, 柴天佑, 张宇灏, 方正, 高文平 申请人:东北大学