CC BY
42
© А.В. Ляхомский, Н.Б. Дьячков, 2011
А.В. Ляхомский, Н.Б. Дьячков
РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ДЛЯ АНАЛИЗА И УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕМ АЛМАЗОДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ
Постоянный рост электропотребления и компьютеризации предприятий минерально-сырьевого комплекса, а в частности алмазодобывающих предприятий привел к необходимости создания децентрализованных систем обработки и хранения информации описывающей всевозможные аспекты их работы. В этой связи целесообразно предложить в качестве меры по решению задач энергосбережения использование программно-аналитического комплекса управления энергоресурсами.
Ключевые слова: система, анализ, управление, энергопотребление, энергоресурсы, энергетические ресурсы, программное обеспечение, программный комплекс, методики, нормативы, расчеты.
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, физические свойства руды и прочие.
Определение влияния указанных факторов на величину электропотребления, представляет собой одну из важных задач повышения энергоэффективности горно-обогатительных предприятий.
Постоянный рост компьютеризации предприятий минеральносырьевого комплекса, в частности алмазодобывающих предприятий, 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» или система информационного обеспечения «Техэксперт». Систем же объединяющих в себе выше описанные возможности, а так же использующие в своей основе принципы, позволяющие создавать, корректировать и применять модели для отслеживания изменений энергопотребления для работников энергетической сферы не существует.
В этой связи целесообразно предложить в качестве меры по решению задач энергосбережения использование программноаналитического комплекса управления энергоресурсами.
Задачами функционирования программно-аналитического
комплекса для управления энергетическими ресурсами алмазодобывающих предприятий можно сформулировать следующим образом:
6) удовлетворение всех информационно-аналитических потребностей участников процесса управления энергопотребления предприятия в единой системе;
7) дискретизация информационных потоков о процессе энергопотребления по организационно-технологическим уровням управления комбинатом;
8) интеграция энергетических, производственных и экономических показателей в единой системе, управления энергоресурсами;
9) отражение анализируемых в программно-аналитическом комплексе показателей производства в режиме реального времени;
10) обеспечение единой связи всех участников процесса управления потреблением энергетических ресурсов предприятия.
Реализовать вышеописанные функции целесообразно в виде программного продукта на всех уровнях управленческих воздействий (от персонала, управляющего энергопотребляющими машинами и оборудованием, до персонала, управляющего в масштабах предприятия).
Внедрение подобной системы позволит учитывать современные тенденции энергетического менеджмента, существенно повысить энергоэффективность горно-обогатительных и алмазодобывающих комбинатов, что, в свою очередь, обеспечит снижение энергозатрат и повышение конкурентоспособности.
Реализованным примером вышеописанного комплекса служит «Программно-аналитический комплекс управления энергоресурсами» обеспечивающий:
• мониторинг в режиме реального времени основных технологических процессов подразделений предприятия, обеспечив тем самым прозрачность действий персонала любого уровня;
• своевременность действий управляющего персонала предприятия 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;
• повысить уровень обоснованности и точность 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.
На сегодняшний день описанный комплекс проходит тестовую проверку на Удачнинском ГОКе акционерной компании «АЛРОСА», где при помощи программно-аналитического комплекса производиться интегрированный анализ электропотребления и производственных показателей, на базе данных, характеризующих работу обогатительной фабрики №12.
На рассматриваемых технологических узлах предприятия к анализу приняты следующие факторы производства:
• полное и удельное электропотребление;
• объем переработанной руды;
• объем использованной воды.
Для определения влияния приведенных факторов на электропотребление используются методы корреляционного анализа, при помощи которого определяется степень корреляции этих факторов с электропотреблением.
Структурная схема программных модулей 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.
Рис. 1. Структурная схема связей между программными модулями программно-аналитического комплекса
Система управления энергоресурсами
Рис. 2. Общий вид системы «Программно аналитического комплекса системы управления энергетическими ресурсами»
^2) Методические материалы
0 Общие вопросы энергоаудита
Ё Нормативно-правовая база по энергоаудиту 0-Федеральное законодательство 0 Администрация президента РФ
Указ №472от 07.05.95 тОб основных направлениях энергетической политики ...'
Указ №1194 от 29.11.95 гО Федеральной энергетической комиссии Российской Федерации'
Указ №472 от 20.05.96 гО Федеральной целевой програиме Тазификация Россиитна 1996-2000 годы'
Указ №1451 от 11.10.96 гО дополнительных мерах по ограничению роста цен [тарифов) на продукцию (услуг Указ №710 от 09.07.97 гО Федеральной энергетической комиссии Российской Федерации [с изменениями на 0^ Указ №1010 от 11.09.97 тО государственном надзоре за эффективный использованием энергетических ресурс Указ №889 от 25.07.98 гО мерах по снижению тарифов на электрическую энергиюг
Указ №1433 от 28.11.98 тОб условиях расчетов за электрическую и тепловую энергию в 1999-2000 годахт 0 Правительство РФ
Постановление №832 от 29.10.92 тО порядке установления вида топлива для предприятий и топливопотребг Постановление №239 от 07.03.95 гО мерах по упорядочению государственного регулирования цен [тарифов) Постановление №998 от 12.10.95 гО государственной поддержке создания в РФ энергоэффективных демонст Постановление №1006 от 13.10.95 гОб Энергетической стратегии России*
Постановление №1087 от 02.11.95 тО неотложных мерах по энергосбережениюг
Постановление №1089 от 05.11.95 тО неотложных мерах по стабилизации энергоснабжения [с изменениями и , Постановление №60 от 26.01.96 гОб утверждении Положения о Министерстве топлива и энергетики ...' Постановление №140 от 12.02.96 гО мерах по ограничению роста цен [тарифов) на продукцию (услуги) естес
Постановление №263 от 06.03.96 гО федеральной целевой программе Топливо и энергия^на 1996-2000 годы1_____
Постановление №793 от 12.07.96 гО (Ьедеоальном Гобшеооссийском} оптовом оынке электрической энергии... ^ < "" ___________________________________________________________________________ >
Рис. 3. Подсистема «Методические материалы»
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 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.
^3) Нормативная документация НЭШ
0 Энергетическая стратегия России
Основные положения энергетической стратегии России на период до 2020 года -] Руководящие указания г нормативы и ГОСТы | Ё1- БСН
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 г силовых и осветительных сетей взрывоопасных зон ВСН 332-93 Инструкция по проектированию электроустановок предприятий и сооружений электросвязи проводного 5"ГОСТы ' (=)■■ ГСП
ГОСТ 8.027-2001 Государственная поверочная схема для средств измерений постоянного электрического напряж ГОСТР 8.591-2002 ГСИ. Теплосчетчики двухканальные для водяных систем теплоснабжения. Нормирование пред ГОСТР 8.592-2002 ГСИ. Тепловая энергияг потребленная абонентами водяных систем теплоснабжения. Типовая I*
0- Отопление
ГОСТ 10617-83 (1999) Котлы отопительные теплопроизводительностью от 0,1Д до ЗД5 МВт. Общие технические ГОСТ 26254-84(1994) Здания и сооружения. Методы определения сопротивления теплопередаче ограждающих и ГОСТ 266 29-85 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 ГОСТР 51733-2001 Котлы газовые центрального отопленияг оснащенные атмосферными горелкамиг номинальной
ГОСТ Р 51В47-2О01 Аппараты водонагревательные проточные газовые бытовые типа А и С. Общие технические ■___
- Светишош________________________________________________ Гу\
'<[ ' "» I_____________________________________________щ
Рис. 4. Подсистема «Нормативная документация»
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-аналитичес-кого 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 долго-
срочного характера, структуру подотчетности, назначение ответственных лиц, декларацию заинтересованности в энергоэффективности и др. Менеджеры всех уровней предприятия
Система управления энергоресурсами
і Энергетическая политика 5^| Информационное обеспечение^^
Организационная структура Маркетинговое обепечение [Щ]
Мотивационное обеспечение Инвестиционное обеспечение^^
Перейти к главному меню Закрыть меню
Рис. 5. Подсистема ”Положение об энергетическом менеджменте”
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, группе энергоаудита, финансово-инвестиционной группе энергоменеджмента, группе техно, -технолого, -эколого, -энерге-тического 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;
4й Файл Денные Показатели .Эх
Ч* В а Д * - > •
Рис. 6. Подсистема «Расчетно-аналитический комплекс»
• схему вознаграждений и санкций по достижению энергоэффективности персоналом предприятия;
• схему распределение средств, полученных от повышения энергоэ ф ф ективности.
Информационный контур содержит:
• основные цели информационного обеспечения энергетического менеджмента;
• структуру потребителей информации в рамка 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-аналитического.
Подсистема "Расчетно-аналитический комплекс" (рис. 6) представляет собой технический контур единой системы управления энергетическими ресурсами, включающей в себя функции мониторинга, моделирования и технико-экономичес-кой 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 ведения энергоменеджмента на горно-обогати-тельных предприятиях.
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.
1. Федеральный закон от 23.11.2009 N 261-ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».
2. Энергоаудит и нормирование расходов энергоресурсов. Сб. методических материалов. Ниж. Новгород, 1998.
3. Энергоаудит промышленных и коммунальных предприятий. Сост. Б.П. Варнавский, А.И. Колесников, М.Н. Федоров. М.,1999.
4. ГОСТ 27322-87 Энергобаланс промышленного предприятия, М. 1987 г.
5. Рыжов П.А. Математическая статистика в горном деле, М., «Высшая школа», 1973.
6. Боровиков В. <^ТАТКТ1СА. Искусство анализа данных на компьютере: для профессионалов. 2-е. изд.», СПб.: Питер, 2003.
7. Оганесян А.С., Дьячков Н.Б. «Интегрированная среда разработки <^е1рЫ» для расчета параметров упрочнения трещиноватых пород» Горный информационно-аналитический бюллетень, № 4, 2004, с.67-68
8. Ляхомский А.В., Фащиленко В.Н. «Повышение эффективности планирования оперативного управления и отчетности за энергопотребление» Г орный информационно-аналитический бюллетень, № 7, 2007, с. 282-286. И5И=1
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ---------------------------------------------
Ляхомский Александр Валентинович - доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой, e-mail: mggu.eegp@mail.ru;
Дьячков Николай Борисович - магистр, ассистент каф. ЭЭГП, e-mail: mggu.eegp@mail.ru.
Московский государственный горный университет,
Moscow State Mining University, Russia, ud@msmu.ru
