CC BY
69
© А.В. Ляхомский, Е.Н Перфильева,
Н.Б. Дьячков, 2011
А.В. Ляхомский, Е.Н. Перфильева, Н.Б. Дьячков
ПРОГРАММНО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГОРЕСУРСАМИ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
На современном этапе развития вычислительной техники, открытись 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, про-,/ж. веденный на обогатительных 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-обогатитель-ных 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-сырье-вого комплекса привел 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
программно-аналитического комплекса управления энергоресурсами.
Целью создания программноаналитического комплекса для управления энергоресурсами является образование сети автоматизированных рабочих мест персонала, участвующего в процессе потребления энергоресурсов [3].
Функционирование программноаналитического 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 информаци-
онные 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 энергетическо-
го менеджмента, существенно повысить энергоэффективность горно-
обогатительных 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 помо-
щью 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 программного 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 "Программноаналитический 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 программно-аналитического комплекса. Возможность изменения структуры и состава базы данных предоставляется только администратору программно-аналитического 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 программно-
аналитического 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;
• 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.
Рис. 1. Структурная схема связей между программными модулями программноаналитического комплекса
Организационный контур содержит:
• функционально-структурную схему организации энергоменеджмента на предприятии;
• функциональные связи между элементами структуры и функциональное назначение каждого звена энергоменеджмента;
Рис. 2. Общий вид системы «Программно аналитического комплекса системы управления энергетическими ресурсами»
• данные об информационноаналитической группе, групппе энергоаудита, финансово-инвестиционной группе энергоменеджмента, группе техно, -технолого, -эколого, -энергетического 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 достиже-
Методические материалы
дав
Е1 Общие вопросы энергоаудита
Ё1 Нормативно-правовая база по энергоаудиту б- Федеральное законодательство | фАдминистрация президента РФ
Указ №472 от 07.05,95 "Об основных направлениях энергетической политики ..."
Указ №1194 от 29.11.95 'О Федеральной энергетической комиссии Российской Федерации'
:■■■■ Указ №472 от 20.05,96 *0 Федеральной целевой программе 'Газификация России’ на 1996-2000 годы1
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 !■■■■ Указ №1010 от 11,09.97 ”0 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 Тоб условиях расчетов за электрическую и тепловую энергию в 1999-2000 годах’
; б - Правительство РФ
Постановление №832 от 29.10.92 ТО порядке установления вида топлива для предприятий и топливопотребг Постановление №239 от 07.03.95 ТО мерах по упорядочению государственного регулирования цен (тарифов) Постановление №998 от 12.10.95 То государственной поддержке создания в РФ энергоэффективных демона Постановление №1006 от 13,10,95 "Об Энергетической стратегии России’
Постановление №1087 от 02.11.95 То неотложных мерах по энергосбережению’
Постановление №1089 от 05.11.95 *0 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 То мерах по ограничению роста цен (тарифов) на продукцию (услуги) естес Постановление №263 от 06.03.96 То федеральной целевой программе Топливо и энергия’ на 1996-2000 годы1 Постановление №793 от 12.07.96 "О сЬедеоальном (обшеооссийском) оптовом оынке электрической энеогии..,
ш
>
Рис. 3. Подсистема «Методические материалы»
^2] Нормативная документе
~иыы
Ы Энергетическая стратегия России
: Основные положения энергетической стратегии России на период до 2020 года
0 Руководящие указания, нормативы и ГОСТы
1 а-вен
БСН 59-88 Электрооборудование жилых и общественных зданий. Нормы проектирования : БСН 123-90 Инструкция по оформлению приемо-сдаточной документации по электромонтажным работам I■■■■ БСН 332-74 Инструкция по монтажу электрооборудования, силовых и осветительных сетей взрывоопасных зон : БСН 332-93 Инструкция по проектированию электроустановок предприятий и сооружений электросвязи, проводного I б ГОСТы
I а- геи
| ГОСТ 8.027-2001 Государственная поверочная схема для средств измерений постоянного электрического нг ГОСТР 8.591-2002 ГСИ. Теплосчетчики двухканальные для водяных систем теплоснабжения. Нормирование пред ГОСТР 8.592-2002 ГСИ. Тепловая энергия, потребленная абонентами водяных систем теплоснабжения. Типовая к ; а" 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 с ГОСТ 26629-85 Здания и сооружения. Метод тепловизионного контроля качества теплоизоляции ограждающих к ГОСТ 27330-97 Воздухонагреватели. Типы и основные параметры
ГОСТР 51625-2000 Оборудование промышленное газоиспользующее. Воздухонагреватели смесительные. Общие ГОСТР 51649-2000Теплосчетчики для водяных систем теплоснабжения. Общие технические условия РОСТР 51733-2001 Котлы газовые центрального отопления, оснащенные атмосферными горелками, номинальной ! ! ! : ПОСТ Р 51847-2001 Аппараты водонагревательные проточные газовые бытовые типа А и С. Общие технические 1 .
0 Светильники И
' [Л1
Рис. 4. Подсистема «Нормативная документация»
Система управления энергоресурсами
Энергетическая политика £^| Информационное обеспечение^^
Организационная структура ^^3 Маркетинговое обепечение |Щ|
Мотивационное обеспечение Инвестиционное обеспечение
Перейти к главному меню Закрыть меню
Рис. 5. Подсистема ”Положение об энергетическом менеджменте”
нию 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. Воз-
Рис. 6. Подсистема «Программно-аналитический комплекс»
можность 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 техникоэкономические 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 элек-
тропотребление. 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 технико-экономические показатели производства за месяц по предпри-
ятию 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.
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., ПетровМ.Г., Дьячков Н.Б., Перфильева Е.Н. Концептуальные основы и разработка программно-аналитического комплекса «Управление энергоресурсами пром-предприятий". Про-
Программно-аналитический комплекс предназначен для эффективного внедрения энергоменеджмента на горнообогатительных 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 программноаналитического комплекса достаточно широк. Начиная от обеспечения "прозрачности" действий персонала до повышения научно-технической обоснованности и точности плановых заданий, норм расхода энергоресурсов. Реализация пилотного проекта программноаналитического комплекса осуществляется на Удачненском ГОКе.
------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
блемы 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. ЕШ
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -----------------------------------------------------------
Ляхомский Александр Валентинович - доктор технических наук, профессор, зав. каф. ЭЭГП, email: [email protected];
Перфильева Евгения Николаевна - кандидат технических наук, ассистент каф. ЭЭГП, e-mail: [email protected];
Дьячков Николай Борисович - магистр, ассистент каф. ЭЭГП, e-mail: [email protected]. Московский государственный горный университет,
Moscow State Mining University, Russia, [email protected]
