CC BY
77
© А.В. Ляхомский, Е.Н. Перфильева, Н.Б. Дьячков, 2010
А.В. Ляхомский, Е.Н. Перфильева, Н.Б. Дьячков
ПРОГРАММНО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГОРЕСУРСАМИ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
На современном этапе развития вычислительной техники, открылись огромные возможности её применения для расчета, отслеживания изменения, контроля потребления энергоресурсов, а так же создания централизованного информационного и методического банка информации. Систем же объединяющих в себе описанные выше возможности, а так же использующие в своей основе принципы, позволяющие создавать, корректировать и применять модели для отслеживания управления энергопотреблением горных предприятий работниками энергетической сферы практически не существует. В этой связи, целесообразно предложить в качестве меры по решению задач энергосбережения использование программно-аналитического комплекса управления энергоресурсами.
Ключевые слова: Анализ электропотребления, программное обеспечение, обогащение руды, величина электропотребления, объем переработанной руды, планирование электропотребления, планирование бюджета, энерготехнологическая зависимость, уравнение зависимости, статистические показатели, положения энергоменеджмента.
А нализ электропотребления, проведенный на обогатитель-
,/Т.ных фабриках, показал, что при переработке и обогащении руд полезных ископаемых величина потребления электроэнергии зависит от значительного числа технологических факторов, таких, как объем переработанной руды, физические свойства руды и прочие [1].
Определение влияния указанных факторов на величину электропотребления, представляет собой одну из важных задач повышения энергоэффективности горно-обогатительных предприятий [1].
На современном этапе развития вычислительной техники, открылись огромные возможности её применения для расчета, отслеживания изменения, контроля потребления энергоресурсов, а так же создания централизованного информационного и методического банка информации.
Постоянный рост компьютеризации, в частотности за последние 5-10 лет, предприятий минерально-сырьевого комплекса при-
вел к необходимости создания децентрализованных систем обработки и хранения информации описывающей всевозможные аспекты их работы. Так примером может служить повсеместно успешно использующаяся система хранения и обработки информации бухгалтерского учета «1С». Систем же объединяющих в себе описанные выше возможности, а так же использующие в своей основе принципы, позволяющие создавать, корректировать и применять модели для отслеживания управления энергопотреблением горных предприятий работниками энергетической сферы практически не существует.
В этой связи, целесообразно предложить в качестве меры по решению задач энергосбережения [2] использование программноаналитического комплекса управления энергоресурсами.
Целью создания программно-аналитического комплекса для управления энергоресурсами является образование сети автоматизированных рабочих мест персонала, участвующего в процессе потребления энергоресурсов [3].
Функционирование программно-аналитического комплекса для управления энергетическими ресурсами предприятий минерально-сырьевого комплекса позволяет:
1) обеспечить всех участников процесса управления энергопотреблением в единой системе информационно-анали-тическими данными;
2) дискретизировать информационные потоки о процессе энергопотребления по организационно-технологическим уровням управления комбинатом;
3) выполнять интеграцию энергетических, производственных и экономических показателей в единой системе мониторинга и управления энергоресурсами;
4) визуализировать анализируемые в программно-аналитическом комплексе производственные показатели в режиме реального времени;
5) обеспечивать единой связью всех участников процесса управления потреблением энергетических ресурсов предприятия.
Программно-аналитический комплекс, позволяет реализовать функции системы в виде программного продукта на всех уровнях управленческих воздействий (от персонала, управляющего энергопотребляющими машинами и оборудованием, до персонала, управляющего в масштабах предприятия).
Внедрение системы управления энергоресурсами позволит реализовать современные тенденции энергетического менеджмента, существенно повысить энергоэффективность горнообогатительных комбинатов, что, в свою очередь, обеспечит снижение энергозатрат и повышение конкурентоспособности.
Разработанный программно-аналитический комплекс позволяет решать следующие задачи:
• производить мониторинг в режиме реального времени основных технологических процессов подразделений комбината, обеспечив тем самым прозрачность действий персонала любого уровня;
• производить мониторинг своевременности действий управляющего персонала комбината по обеспечению эффективного потребления энергоресурсов;
• формировать обоснованные закономерности энергопотребления по всем видам энергоресурсов в виде математических моделей;
• рационально управлять энергопотреблением на основе учета, нормирования и планирования потребления различных видов энергоресурсов;
• повышать уровень обоснованности и точности плановых заданий, норм расхода энергоресурсов с учетом адаптации к фактическим объемам производства;
• оптимизировать использование энергоресурсов технологическим оборудованием и всем предприятием в целом, повысить эффективность рационального использования энергоресурсов за счет оптимального управления режимами энергопотребления.
В соответствии с парадигмой объектно-ориентированного программирования программно-аналитический комплекс состоит из нескольких программных модулей, организованных с помощью внутренних и внешних связей. Структурная схема связей между программными модулями комплекса представлена на рис. 1.
Программно-аналитический комплекс управления энергоресурсами реализован в виде графического приложения (рис. 2) в соответствии со спецификацией Microsoft и программного обеспечения Windows. Следовательно, комплекс полностью соответствует международным стандартам визуального графического программ-
ного продукта для Windows-систем и имеет интуитивно понятный интерфейс и навигацию.
Структура программно-аналитического комплекса системы управления энергетическими ресурсами состоит из четырех глобальных подсистем: "Методические материалы", "Нормативная документация", "Положение об энергетическом менеджменте" и "Программно-аналитический комплекс".
Подсистема "Методические материалы" (рис. 3) содержит базу данных, в которой представлены методических материалов, к которым относятся законодательные документы ГОСТы, инструкции, методики и др. Все документы, расположенные в базе данных, представлены в режиме "только чтение". Документы организованы в виде тематической древовидной структуры, обеспечивающей быстрый поиск необходимого материала. Доступ к базе данных имеет любой пользователь программноаналитического комплекса. Возможность изменения структуры и состава базы данных предоставляется только администратору программно-аналити-ческого комплекса.
Подсистема "Нормативная документация" (рис. 4) содержит базу данных, в которой представлены нормативных материалов, к которым относятся СНИПы, ЕНИРы и др. Документы организованы в виде тематической древовидной структуры, обеспечивающей быстрый поиск необходимого материала. Все документы, расположенные в базе данных, представлены в режиме "только чтение". Доступ к базе данных имеет любой пользователь программноаналитического комплекса. Возможность изменения структуры и состава базы данных предоставляется только администратору программно-аналитического комплекса. Число документов в базе данных подсистемы "Методические материалы" и "Нормативная документация" составляет 647 единиц.
Подсистема "Основные положения энергоменеджмента" (рис.
5) представляет доступ к 6 основным контурам: контур энергетической политики, организационный контур, мотивационный контур, информационный контур, маркетинговый контур и инвестиционный контур.
Контур энергетической политики содержит:
• основные положения об эффективном управлении энергоресурсами предприятия;
Методические материалы
аав
I- Общие вопросы энергоаудита
Л
0 Нормативно-правовая база по энергоаудиту 0 Федеральное законодательство 0 Администрация президента РФ
Указ №472 от 07.05.95 гОб основных направлениях энергетической политики ...*
Указ №1194 от 29.11.95 'О Федеральной энергетической комиссии Российской Федерации"
Указ №472 от 20.05.96 'О Федеральной целевой программе 'Газификация Росши' на 1996-2000 годы'
Указ №1451 от 11.10.96 'О дополнительных мерах по ограничению роста цен (тарифов) на продукцию (услуг Указ №710 от 09.07.97 ’О Федеральной энергетической комиссии Российской Федерации (с изменениями на 05 Указ №1010 от 11.09.97 'О государственном надзоре за эффективным использованием энергетических ресур< Указ №889 от 25.07.98 'О мерах по снижению тарифов на электрическую энергию"
Указ №1433 от 28.11.98 'Об условиях расчетов за электрическую и тепловую энергию в 1999-2000 годах'
0 Правительство РФ
Постановление №832 от 29.10.92 'О порядке установления вида топлива для предприятий и топливопотреб/ Постановление №239 от 07.03.95 'О мерах по упорядочению государственного регулирования цен (тарифов) Постановление №998 от 12.10.95 'О государственной поддержке создания в РФ энергоэффективных демонст Постановление №1006 от 13.10.95 'Об Энергетической стратегии России"
Постановление №1087 от 02.11.95 'О неотложных мерах по энергосбережению*
Постановление №1089 от 05.11.95 'О неотложных мерах по стабилизации энергоснабжения (с изменениями и. Постановление №60 от 26.01.96 "Об утверждении Положения о Министерстве топлива и энергетики ..." Постановление №140 от 12.02.96 'О мерах по ограничению роста цен (тарифов) на продукцию (услуги) естес Постановление №263 от 06.03.96 'О федеральной целевой программе Топливо и энергия' на 1996-2000 годы’ Постановление №793 от 12.07.96 'О сЬелеоальном Гобшеооссийском') оптовом эынке элекшической энеогии... у <1 НИ 1 Щ
Рис. 3. Подсистема «Методические материалы»
1= Энергетическая стратегия России
Основные положения энергетической стратегии Росши на период до 2020 года ё Руководящие указания, нормативы и ГОСТы
0 ВСН
ВСН 59-88 Электрооборудование жилых и общественных зданий. Нормы проектирования
ВСН 123-90 инструкция по оформлению приемо-сдаточной документации по электромонтажным работам
ВСН 332-74 Инструкция по монтажу электрооборудования, силовых и осветительных сетей взрывоопасных зон
ВСН 332-93 Инструкция по проектированию электроустановок предприятий и сооружений электросвязи, проводного
0 ГСИ
ГОСТ 8.027-2001 Государственная поверочная схема для средств измерений постоянного электрического напряж ГОСТ Р 8.591-2002 ГСИ. Теплосчетчики двухканальные для водяных систем теплоснабжения. Нормирование пред ГОСТ Р 8.592-2002 ГСИ. Тепловая энергия, потребленная абонентами водяных систем теплоснабжения. Типовая г-ё Отопление
ГОСТ 10617-83 (1999) Котлы отопительные теплопроизводительностью от 0,10 до 3,15 МВт. Общие технические ГОСТ 26254-84 (1994) Здания и сооружения. Методы определения сопротивления теплопередаче ограждающих * ГОСТ 26629-85 Здания и сооружения. Метод тепловизионного контроля качества теплоизоляции ограждающих к ГОСТ 27330-97 Воздухонагреватели. Типы и основные параметры
ГОСТ Р 51625-2000 Оборудование промышленное газоиспользующее. Воздухонагреватели смесительные. Общие ГОСТ Р 51649-2000 Теплосчетчики для водяных систем теплоснабжения. Общие технические условия ГОСТ Р 51733-2001 Котлы газовые центрального отопления, оснащенные атмосферными горелками, номинальной ГОСТ Р 51847-2001 Аппараты водонагревательные проточные газовые бытовые типа А и С. Общие технические
1Н ГОСТы
I- Светильники
<1
ШІ
>
Рис. 4. Подсистема «Нормативная документация»
Система управления энергоресурсами
— \ Энергетическая политика Информационное обеспечение
Организационная структура Маркетинговое обепечение Ир
Мотивационное обеспечение^^ Инвестиционное обеспечение^^
Перейти к главному меню Закрыть меню
Рис. 5. Подсистема "Положение об энергетическом менеджменте
• документ энергетической политики предприятия, включающий в себя цели и задачи, как ближайшего времени, так и долгосрочного характера, структуру подотчетности, назначение ответственных лиц, декларацию заинтересованности в энергоэффективности и др. Менеджеры всех уровней предприятия могут редактировать данный документ и отсылать его по электронной почте высшему менеджеру предприятия, но они не могут его изменить. Изменить документ имеет право только высший менеджер, при этом старая версия документа будет сохранена в базе данных, для сохранения истории изменения документа.
Организационный контур содержит:
• функционально-структурную схему организации энергоменеджмента на предприятии;
• функциональные связи между элементами структуры и функциональное назначение каждого звена энергоменеджмента;
• данные об информационно-аналитической группе, груп-пе энергоаудита, финансово-инвестиционной группе энергоменеджмента, группе техно, -технолого, -эколого, -энер-гети-ческого анализа предприятия;
Мотивационный контур содержит:
• мотивационное обеспечение энергоменеджмента предприятия;
• структуру, функции и специфические мотивационные признаки групп и категорий персонала предприятия;
• систему показателей и контроля результативности усилий и действий по достижению энергоэффективности персоналом предприятия;
• схему вознаграждений и санкций по достижению энергоэффективности персоналом предприятия;
• схему распределение средств, полученных от повышения энергоэффективности.
Информационный контур содержит:
• основные цели информационного обеспечения энергетического менеджмента;
• структуру потребителей информации в рамках всего предприятия;
• основные принципы построения информационной системы энергоменеджмента;
• перечень необходимой информации для групп пользователей системы энергоменеджмента.
Маркетинговый контур содержит:
• цели маркетингового обеспечения;
• основные действия по маркетинговому обеспечению.
Инвестиционный контур содержит:
• цели и задачи инвестиционного обеспечения;
• предварительные оценки и действия по инвестиционным проектам.
• инвестиционные оценки вложений в энергоэффективность;
• действия по защите и возврату инвестиций.
Документы, принадлежащие тому или иному контуру, хранятся в единой базе данных. Доступ к базе данных имеет любой пользователь программно-аналитического комплекса. Возможность изменения документов из базы данных предоставляется только администратору программно-аналитичес-кого.
Подсистема "Расчетно-аналитический комплекс" (рис. 6) представляет собой технический контур единой системы управления энергетическими ресурсами, включающей в себя функции мониторинга, моделирования [4, 5] и технико-экономической отчетности по предприятию в целом и его подразделений в частности. Технический контур включает в себя следующие режимы:
• режим моделирования технологических показателей энергопотребления. Данный режим позволяет рассчитывать модели зависимости удельного электропотребления от технологических факторов производства;
• режим мониторинга в течение суток по часам. Данный режим отображает в табличной форме с диапазоном в один час основные технико-экономические показатели производства за сутки по предприятию в целом или его подразделениям в частности. Кроме того, в виде графиков представлены фактическое и плановое с учетом адаптации при изменение фактических объемах производства удельное электропотребление. Отклонение фактических показателей от плановых представлено в виде таблицы с кумулятивными показателями;
• режим мониторинга в течение месяца по дням. Данный режим отображает в табличной форме с диапазоном в одни сутки основные технико-экономические показатели за месяц производства по предприятию в целом или его подразделениям в частности. Кроме того, в виде графика представлены фактическое и плановое с учетом адаптации при изменении фактических объемов производства удельное электропотребление. Отклонение фактических показателей от плановых представлено в виде таблицы с кумулятивными показателями;
• режим планирования энергопотребления в зависимости от смоделированных значений технологических показателей. Данный режим отображает в табличной форме с диапазоном в одни сутки основные технико-экономические показатели производства за месяц по предприятию в целом или его подразделениям в частности. Кроме того, в виде таблицы с кумулятивными показателями представлено отклонение фактических показателей от плановых. Так же, в виде графика показана модель зависимости планового удельного электропотребления от технологических факторов с нанесением на нее точек фактического удельного электропотребления;
• режим исполнения бюджета. Данный режим отображает в табличной форме с диапазоном в одни сутки основные техникоэкономические показатели производства за месяц по предприятию в целом или его подразделениям в частности. Кроме того, в виде графика и таблицы одновременно представлены экономия/перерасход затрат на электроэнергию в денежном эквиваленте;
• режим отчетности. Данный режим отображает в табличной форме с диапазоном в одни сутки фактические и плановые значения и отклонения технико-экономических показателей и их денежный эквивалент по предприятию в целом или его подразделениям в частности;
Каждая подсистема способна самостоятельно функционировать и выполнять все предназначенные ей функции. Но наибольшей эффективности от использования перечисленных подсистем можно добиться, только при их комплексном использовании.
Программно-аналитический комплекс предназначен для эффективного внедрения энергоменеджмента на горно-обогатительных комбинатах.
Реализованный комплекс предназначен для широкого круга пользователей и ориентирован на распределенность вычислений в
локальной сети. Однако, его можно использовать и как локальное программное обеспечение, но с ограничением некоторых функций.
Потенциал применения программно-аналитического комплекса достаточно широк. Начиная от обеспечения "прозрачности" действий персонала до повышения научно-технической обоснованности и точности плановых заданий, норм расхода энергоресурсов. Реализация пилотного проекта программно-аналитического комплекса осуществляется на Удачненском ГОКе.
----------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ляхомский А.В., Дьячков Н.Б. Многомерный анализ электропотребления при обогащении алмазосодержащих руд. ГИАБ отдельный выпуск № 8, 2009, с. 15-23.
2. Ляхомский А.В., Фащиленко В.Н., Дьячков Н.Б. Повышение эффективности планирования оперативного управления и отчетности за энергопотребление. ГИАБ № 7, 2007, с. 282-286.
3. Ляхомский А.В., Петров М.Г., Дьячков Н.Б., Перфильева Е.Н. Концептуальные основы и разработка программно-аналитического комплекса «Управление энергоресурсами промпредприятий". Проблемы энергосбережения, безопасности, экологии, в промышленности и коммунальной энергетике. Материалы XXI международной конференции - Ялта: 2007. - С. 28-30.
4. Ляхомский А.В., Вахрушев С.В., Дьячков Н.Б., Малявин В.Б. Моделирование энергетических характеристик технологических электроприемников при измельчении руд черных металлов ГИАБ № 7, 2006, с. 305-309.
5. Рыжов П.А. «Математическая статистика в горном деле», М., «Высшая школа», 1973.1Д?Ш
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -----------------------------------
Ляхомский А.В. -доктор технических наук, профессор, зав. каф. ЭЭГП, e-mail: mggu.eegp@mail.ru;
Перфильева Е.Н. - кандидат технических наук, ассистент каф. ЭЭГП, e-mail: mggu.eegp@mail.ru;
Дьячков Н.Б.- магистр, ассис тент каф. ЭЭГП, e-mail: mggu.eegp@mail.ru.
Московский государственный горный университет,
Moscow State Mining University, Russia, ud@msmu.ru
