冶金过程复杂，能源种类繁多，管理和控制的对象包括燃料、动力和能源介质，具体面向冶金企业能源平衡系统、煤气系统、蒸汽系统、氧气系统、冶金电力系统和工业水系统等。管控范围覆盖冶金企业各个生产单元，如钢铁企业的烧结、炼铁、炼钢、轧钢工序中的各个生产单元等。

20世纪60年代，日本八蟠制铁所设计了世界上第一个企业能源管理中心，实现了对能源的统一管理。1976年，日本京洪钢铁公司建立的能源管理中心可对该厂的动力和电气设备进行集中监视。印度比莱钢铁公司的能源管控系统融合能源的监视、能源的建模与优化功能，实现了以外购能源最小化为优化目标的煤气介质的优化利用。奥钢联钢铁公司的林茨钢铁厂于1996年9月建成了能源管理中心，通过随后几年的逐步完善，能源管理中心不仅具有监视功能，还具有能源预测、能源负荷均衡的功能。20世纪80年代，中国在宝钢集团有限公司建立了第一个能源管理中心，之后中国其他大型钢铁公司也相继建立了能源管理中心。

能源管控从功能层次上通常具有信息采集层、实时数据处理层和应用管理层3层结构：①信息采集层主要由远程终端设备（RTU）、分布式控制系统（DCS）、可编程逻辑控制器（PLC）等信息采集设备组成。远程终端设备是安装在远程现场的电子设备，用来监视和测量安装在远程现场的传感器和设备。RTU将测得的状态或信号转换成可在通信媒体上发送的数据格式。它还将从中央计算机发送来的数据转换成命令，实现对设备的功能控制。PLC、DCS是各能源厂的现场控制设备，通过工业以太网将过程信号传至能源中心。②实时数据处理层通常使用实时数据库，利用相关组态软件完成实时数据的处理和归档。将I/O服务器连接，所有的现场信号经工业以太网后均进入I/O服务器。实时数据服务器、备份服务器、报警趋势服务器等均从此服务器中取得数据。同时，各操作站、工程师站等亦经过此服务器向下位机（RTU、综合保护I/O服务器、PLC、DCS等）下达操作控制命令。③应用管理层主要由应用服务器、数据库服务器、实时数据库服务器、报警趋势服务器、各操作员站、工程师站等组成。负责数据分析、趋势形成、报表生成打印、计划生成、调度命令下达等。

冶金过程能源管控系统是集过程监控、能源管理、能源调度为一体，以计算机网络技术为基础的监控一体化系统。某钢铁企业能源管控系统网络结构如图所示。整个冶金过程的能源生产、调度、用能均由能源管控系统来统一管理、统一调度、统一平衡。从系统的角度对能源系统的生产、输配、调度管理、运行操作、信息分析、人力资源利用、异常处理等全方位管理，以最少的人力、先进的手段、高效的体制、完备的信息实现安全稳定、经济平衡、优质环保的能源生产。能源管控系统监控画面包括煤炭、高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气、高炉鼓风、压缩空气、氧气、氮气、氩气、氢气、蒸汽、电、生产水、生活水等能源介质。具体功能有：①数据采集。能源数据参数如温度、压力、流量由监控点采集后，经PLC通过网络直接传入网元管理系统（EMS）或先由现场子站采集再通过网络传入EMS。②实时监控。能控员在能源中心对系统的运行状态进行全面监控。监控系统包括：过程画面、曲线趋势、报警信息、语音提示、大屏幕显示等。③模型预测与分析。根据现场工艺参数和能流物流平衡，建立数学模型，进行能耗预测和分析，如电力需求侧模型、煤气平衡模型、蒸汽模型、氧气模型和水模型等。④能源综合管理。包括能源计划管理、能源实绩管理、能源统计分析、设备能效管理、能源成本分析、调度运行管理、能源绩效管理、计量设备管理、能源质量管理、能源模型预测分析管理等。

某钢铁企业能源管控系统网络结构图

随着计算机技术、信息技术、控制技术等发展和管理经验不断积累，冶金过程能源管控的发展趋势是：①能源管控系统自身功能进一步开发。在已有的功能基础上，深化分厂（生产线）能源管控子系统开发，实现能源深层次精益化管理。②改进能源管理的体制和方法，优化扁平化集中管理方式。③与企业资源计划（ERP）、企业物流（LES）等深度融合，为智能制造提供支撑。