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淺談智慧化工業(yè)企業(yè)能耗管理系統(tǒng)平臺的構(gòu)建

發(fā)布時(shí)間: 2023-06-30  點(diǎn)擊次數(shù): 541次

安科瑞 陳聰

摘要:能源是人類社會發(fā)展的重要推動(dòng)力,能源缺乏,將導(dǎo)致人類無法正常開展生產(chǎn)生活活動(dòng)。如果失去能源的支持,現(xiàn)代社會的運(yùn)作將會直接癱瘓或崩潰。所以,為了解決目前日益嚴(yán)峻的能源問題,應(yīng)采用有效的節(jié)能監(jiān)測技術(shù)來促進(jìn)能源的合理利用,從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。文章對智慧化工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)的構(gòu)成以及該系統(tǒng)的軟件特性進(jìn)行研究,以期可以通過能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)的使用,讓能源的消耗量得到進(jìn)一步節(jié)約。

   關(guān)鍵詞:智慧化;工業(yè)企業(yè);能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)

   節(jié)能監(jiān)測技術(shù)是節(jié)能減排、有效節(jié)能的重要支撐技術(shù),當(dāng)前能源資源日漸枯竭的緊張形勢下,節(jié)能意識的增強(qiáng)以及各行業(yè)對節(jié)能技術(shù)的需求不斷增加,使得節(jié)能技術(shù)的開發(fā)越來越受到人們的重視。工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)建是按照“統(tǒng)一規(guī)劃、分期分批”的原則構(gòu)建,并按照國家有關(guān)規(guī)范及技術(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)行研發(fā)的,工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn),將讓能源消耗量較大的工業(yè)企業(yè)發(fā)展得到進(jìn)一步規(guī)范。

 

1、系統(tǒng)組成

1.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

   工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)建是按照“統(tǒng)一規(guī)劃、分期分批”的原則構(gòu)建的,并按照國家有關(guān)規(guī)范及技術(shù)導(dǎo)則設(shè)計(jì),本文介紹了該項(xiàng)目的總體設(shè)計(jì)思路、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)以及節(jié)能管理等內(nèi)容,現(xiàn)以某工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)控為例,說明該方案的可行性,并提出了今后需要進(jìn)一步研究和改進(jìn)之處,以保證工業(yè)企業(yè)能源檢測系統(tǒng)可以與時(shí)俱進(jìn)地得到升級與優(yōu)化。把工業(yè)企業(yè)能源監(jiān)測與管理系統(tǒng)打造成技術(shù)功能完備,特色鮮明的工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)控系統(tǒng),非常重要且必要。

1)工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)測系統(tǒng)層

   利用工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)測系統(tǒng)采集大量數(shù)據(jù),可實(shí)現(xiàn)對工業(yè)企業(yè)能耗、設(shè)備的實(shí)時(shí)采集、分類、統(tǒng)計(jì),為工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)測活動(dòng)開展提供了詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析和科學(xué)的決策依據(jù)。通過構(gòu)建一整套的企業(yè)能耗監(jiān)控與管理系統(tǒng),能夠有效地解決企業(yè)的節(jié)能管理和節(jié)能降耗工作落實(shí)中存在的問題,并降低工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染。

2)網(wǎng)絡(luò)通訊層

   通訊層主要由開關(guān)、路由器、串行服務(wù)器、光纖轉(zhuǎn)換器組成,通訊傳輸層包括:調(diào)制解調(diào)器和光傳輸模塊,通過這兩個(gè)部分可實(shí)現(xiàn)信號在不同通信通道之間的轉(zhuǎn)換,為各種器件提供良好的工作環(huán)境,并對各種器件進(jìn)行控制與保護(hù)。通訊層為數(shù)據(jù)的交流提供了橋梁,同時(shí)也擔(dān)負(fù)起了服務(wù)器和現(xiàn)場設(shè)備間的通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ堋?/span>

 

1.2系統(tǒng)體系架構(gòu)

   我國是一個(gè)高耗能的國家,長期以來,能源利用率較低,只有33%,與世界上其他發(fā)達(dá)國家的能耗水平相差8%~10%。根據(jù)相關(guān)部門的測算,與水平相比,單位產(chǎn)品的能源消耗和能源終端的能源消耗均達(dá)到了 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。因此,能源管理工作的落實(shí)與信息化進(jìn)步緊密相關(guān)。在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的今天,信息化已成為推動(dòng)社會、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要力量。我國著眼于國民經(jīng)濟(jì)的大發(fā)展,提出了要以信息化帶動(dòng)工業(yè)化的決策,所以工業(yè)企業(yè)要充分發(fā)揮資源與資金上的優(yōu)勢,提高產(chǎn)業(yè)競爭力。能源管理中重要也是應(yīng)用較廣的就是信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu),它通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及各種數(shù)據(jù)通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對整個(gè)能源系統(tǒng)的有效控制。

1)集成平臺層

   集成平臺層是一個(gè)集應(yīng)用和運(yùn)行于一體的開放綜合平臺,為能源監(jiān)控提供了一個(gè)較為開闊的信息共享與處理環(huán)境。它包括基礎(chǔ)層、應(yīng)用服務(wù)器層、中間件層和應(yīng)用層。其中應(yīng)用集成與應(yīng)用層又包括三個(gè)層次:用戶接口層、業(yè)務(wù)邏輯層和資源管理層。此外,該系統(tǒng)使用統(tǒng)一的工業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),為操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫等各種設(shè)備的信息存取和交互方式提供了接口,使各種應(yīng)用系統(tǒng)可相互接通并實(shí)現(xiàn)有效融合。集成平臺層提供的用于數(shù)據(jù)分享的統(tǒng)一機(jī)制和設(shè)備能夠支持應(yīng)用程序間的協(xié)作,并為各類系統(tǒng)的功能二次開發(fā)提供了一個(gè)整體框架。

2)應(yīng)用層

   系統(tǒng)集成平臺可以對能源管理的各類應(yīng)用的穩(wěn)定運(yùn)作提供總控平臺,如:數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測、公共數(shù)據(jù)平臺、能源管理、配電管理、調(diào)度員訓(xùn)練模擬等應(yīng)用的協(xié)同運(yùn)作。

 

2、工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)測系統(tǒng)功能

1)數(shù)據(jù)采集

   集中管理采集器主要用于組態(tài)、校時(shí)、診斷和狀態(tài)監(jiān)控。集中管理采集器主要由上位機(jī)軟件和下位機(jī)硬件組成,其中下位機(jī)硬件包括供電電源電路、時(shí)鐘控制電路、通訊接口電路、數(shù)據(jù)處理模塊、電源模塊。本系統(tǒng)能夠很好地與工業(yè)企業(yè)的過程管理系統(tǒng)兼容,充分利用工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)對水、電等數(shù)據(jù)的產(chǎn)生與變化進(jìn)行準(zhǔn)確采集,匯總并發(fā)送給其他數(shù)據(jù)整合系統(tǒng),此外,該系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確、傳輸?shù)奶攸c(diǎn),能耗數(shù)據(jù)采集頻率為每次20min3h,可以按要求進(jìn)行設(shè)定。

2)人機(jī)界面

   人機(jī)界面作為用戶與平臺系統(tǒng)互動(dòng)的接口,在整個(gè)系統(tǒng)中占有舉足輕重的地位,它是用戶首先見到并使用頻率較高的環(huán)節(jié)。人機(jī)界面安裝了一、二次中文字庫,包括了光柵、向量和文字的輸入以及拼音、位置和五筆輸入。它能實(shí)現(xiàn)多種方式的人機(jī)交互,如鍵盤控制、鼠標(biāo)控制和圖形用戶界面(GUI)控制等,具有良好的交互性和可移植性。同時(shí),模塊化設(shè)計(jì)思想,讓其便于開發(fā)和維護(hù)。本系統(tǒng)具有大屏幕投影驅(qū)動(dòng)、模擬屏驅(qū)動(dòng)等多種功能。

3)實(shí)時(shí)監(jiān)測

   多層次能源消耗模式(包括地區(qū)模式、建筑模式)融合能源統(tǒng)計(jì)與能源消耗表等功能,能對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后發(fā)出相應(yīng)的控制命令,從而完成對實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的管理。另外,提供實(shí)時(shí)監(jiān)測平臺架構(gòu)和軟件功能框架,能對各個(gè)模塊進(jìn)行詳細(xì)的說明并給出部分源代碼,并對系統(tǒng)開發(fā)中所涉及的關(guān)鍵技術(shù)及解決方案做簡要介紹,實(shí)現(xiàn)了對能耗的在線監(jiān)控。界面采用的是直觀圖形界面,例如:柱形圖、餅圖、儀表板等,可對能源消耗量以及趨勢進(jìn)行分析和顯示,并支持按小時(shí)、日、月、年的任意導(dǎo)航。

4)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

   數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可以按照不同的分類、不同的項(xiàng)目,實(shí)現(xiàn)對能源的每日、每周、每月、每年的數(shù)據(jù)分析,并能以不同的格式顯示出來。另外,可按照生產(chǎn)、系別和其他層級進(jìn)行統(tǒng)計(jì),根據(jù)使用者輸入的起始和終止時(shí)刻,對任意時(shí)間段的能源使用進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。在對系統(tǒng)的功能進(jìn)行檢測時(shí),可通過與公用部門的數(shù)據(jù)比對,來驗(yàn)證系統(tǒng)與功能設(shè)計(jì)的合理性,同時(shí)也說明了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可讓節(jié)能工作開展的更有針對性,能實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。

5)能耗查詢

   工業(yè)企業(yè)能耗查詢系統(tǒng)具有良好的開放性與擴(kuò)展性,能對能源記錄的可實(shí)施狀況進(jìn)行查詢。針對單一區(qū)域、單一部門的綜合條件篩選后,按時(shí)序進(jìn)行電力用電分析(以日為單位,以月為單位,以季為單位,以規(guī)定時(shí)間等為單位),繪制相關(guān)圖表,并生成不同的分析類型的數(shù)據(jù)報(bào)告。用戶可以根據(jù)不同的需要,選擇不同的能源消耗類型(水、電力、供熱)、工業(yè)企業(yè)(政府辦公大樓、能源使用單位、能源消耗單位、公共場所、宿舍),系統(tǒng)會生成豐富多彩的圖表與報(bào)表,并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,可采用折線圖、條形圖、餅圖、二維表等方式進(jìn)行數(shù)據(jù)分析結(jié)果的展示。

6)數(shù)據(jù)分析

   數(shù)據(jù)分析能夠分析工業(yè)企業(yè)的能源消耗趨勢,確定能源消耗的指標(biāo),并對能源消耗進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和分析。在此基礎(chǔ)上建立節(jié)能評估指標(biāo)體系,并給出具體計(jì)算過程,可讓工業(yè)企業(yè)的能源消耗總量以及趨勢得到更為準(zhǔn)確的監(jiān)控,同時(shí)結(jié)合實(shí)際數(shù)據(jù)對各類設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行準(zhǔn)確控制。另外,以工業(yè)企業(yè)為例進(jìn)行實(shí)例應(yīng)用,說明數(shù)據(jù)分析的方法具有可行性及實(shí)用性。數(shù)據(jù)分析具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和數(shù)據(jù)分析功能,結(jié)果直觀形象,通過提供能源消耗的數(shù)據(jù)分析,來幫助科研人員開展相關(guān)專業(yè)研究工作,涵蓋的內(nèi)容包括工作時(shí)間、非工作時(shí)段的能源效率的分析、夜晚待機(jī)能源消耗的分析等。通過對工業(yè)企業(yè)能源使用的規(guī)律進(jìn)行分析,為能源使用異常狀況的監(jiān)測提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù),既實(shí)現(xiàn)各種方式的靈活監(jiān)控,又可實(shí)現(xiàn)在工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)下的能源探測數(shù)據(jù)融合。在此基礎(chǔ)上建立了基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的能耗消耗異常檢測系統(tǒng),通過采集建筑用電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信息和利用數(shù)據(jù)挖掘算法,來挖掘用戶行為模式特征,并根據(jù)這些特征構(gòu)建預(yù)測模型,分析同類型工業(yè)園區(qū)的能耗,并與其他工業(yè)企業(yè)能耗相比較,保證能耗指標(biāo)可得到專業(yè)人員的科學(xué)調(diào)整。通過不同時(shí)段能耗的對比,能夠清晰地了解能源節(jié)能措施的作用,了解能源消耗的規(guī)律,并提出相應(yīng)的節(jié)能對策。用VisualBasic6.0開發(fā)了能耗監(jiān)測系統(tǒng),該系統(tǒng)主要包括統(tǒng)計(jì)模塊和計(jì)算模塊兩個(gè)部分。趨勢曲線擬合歷史值較好,可在一定程度上反映時(shí)間軸變化。曲線支持多縱軸、多曲線顯示,可以為不同曲線設(shè)定不同縱軸,要支持多曲線在相同時(shí)間內(nèi)進(jìn)行比較分析,支持單、多曲線在不同時(shí)段內(nèi)的比較和分析,支持曲線顯示設(shè)定。通過比較能源節(jié)能設(shè)計(jì)與建筑的實(shí)際能源消耗數(shù)值,可以評價(jià)和監(jiān)控工業(yè)園區(qū)運(yùn)作過程中的能源效率,從而實(shí)現(xiàn)能源消耗分析報(bào)告的編制,根據(jù)分析的內(nèi)容,自動(dòng)產(chǎn)生和輸出報(bào)表。同時(shí),結(jié)合工程實(shí)例介紹基于WebService 技術(shù)的節(jié)能分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和開發(fā)過程。該系統(tǒng)采用 B/S 結(jié)構(gòu)模式,ASPNET作為開發(fā)工具。數(shù)據(jù)庫采用 SQLServer,通過對我國能源節(jié)能現(xiàn)狀的定量評價(jià),可以對我國工業(yè)企業(yè)能耗節(jié)能的效益和能耗進(jìn)行預(yù)測,從而達(dá)到提升節(jié)能、環(huán)保效果的目的。該系統(tǒng)具有能源審計(jì)數(shù)據(jù)錄入、輔助審計(jì)計(jì)算、能源審計(jì)報(bào)告的輔助生成和輸出的功能,能源消耗分析在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的研究中占有舉足輕重的地位。

7)能耗報(bào)警

   能耗報(bào)警支持多種類型的報(bào)警窗口,包括實(shí)時(shí)報(bào)警、歷史報(bào)警、查詢報(bào)警等。在一個(gè)報(bào)警庫內(nèi)存儲有多個(gè)報(bào)警數(shù)據(jù),每個(gè)報(bào)警數(shù)據(jù)對應(yīng)一種報(bào)警方式,使用者可以通過歷史警報(bào)和查詢警報(bào)確認(rèn)信息,并判斷是否存在新的警報(bào)事件。一個(gè)查詢窗口將與報(bào)警庫中的全部警報(bào)事件相聯(lián)系,當(dāng)發(fā)生報(bào)警事件時(shí),可從報(bào)警庫中查找相應(yīng)的數(shù)據(jù)。報(bào)警信息包括報(bào)警時(shí)間、報(bào)警類型、報(bào)警內(nèi)容等。能源報(bào)警系統(tǒng)支持能源消耗監(jiān)測報(bào)警、能源消耗監(jiān)測、能源跟蹤、電子郵件報(bào)警、短信報(bào)警,同時(shí)具備能耗報(bào)告提供、能耗記錄查詢等功能。根據(jù)不同報(bào)警類別設(shè)置不同的優(yōu)先級,當(dāng)報(bào)警提示出現(xiàn)時(shí),其他報(bào)警會相應(yīng)地給出響應(yīng),并在短時(shí)間內(nèi)發(fā)出報(bào)警信號。此外,報(bào)警記錄采用主動(dòng)式報(bào)警方式觸發(fā)警報(bào),實(shí)現(xiàn)了高異常報(bào)警的快速響應(yīng)。能源報(bào)警與其他能耗工業(yè)企業(yè)聯(lián)動(dòng)時(shí),一旦出現(xiàn)能源異常,系統(tǒng)就會自動(dòng)發(fā)出警報(bào)。另外,系統(tǒng)還能對儀表的故障進(jìn)行報(bào)警,并能將電子郵件和短信系統(tǒng)發(fā)送到工業(yè)企業(yè)內(nèi)部部門,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)報(bào)警。

8)定額管理

   工業(yè)企業(yè)能源指標(biāo)的管理可以根據(jù)自然資源部、教育部、各地區(qū)的能源消耗、用水量的定額和實(shí)際的能源消耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),給出工業(yè)企業(yè)能源消耗的合理建議,并制定能源消耗的管理體系。建立工業(yè)企業(yè)能源基本資料的專用統(tǒng)計(jì)體系,從挖掘節(jié)約空間、建設(shè)節(jié)約工業(yè)企業(yè)、完善工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)和能源設(shè)施等幾個(gè)方面建立能源分類統(tǒng)計(jì)體系,能源消耗統(tǒng)計(jì)體系,考核評價(jià)體系等,對各專業(yè)的節(jié)能效果實(shí)施量化考評。同時(shí),還可配合以節(jié)約能源為核心指標(biāo)的績效考核機(jī)制,對工業(yè)企業(yè)的能源消耗以及環(huán)境污染情況進(jìn)行跟蹤式的監(jiān)控。另外,可通過完善各項(xiàng)規(guī)章制度,加強(qiáng)過程控制,達(dá)到節(jié)能降耗目的。同時(shí),通過多種統(tǒng)計(jì)表格的形式,對能源消耗進(jìn)行公示,采用多種靈活的結(jié)算方法,實(shí)現(xiàn)對工業(yè)企業(yè)的定額管理。

9)能耗分析子系統(tǒng)與能耗公示

   將不同部門采集到的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分類匯總后,結(jié)合電力需求側(cè)管理(DSM)模型,建立一套基于大數(shù)據(jù)分析的能效預(yù)測系統(tǒng),并在實(shí)際應(yīng)用中取得了令人滿意的效果。通過對能源消耗的大量數(shù)據(jù)處理和分析,可生成各種統(tǒng)計(jì)圖表,實(shí)時(shí)顯示能源消耗的歷史數(shù)據(jù),并可讓現(xiàn)有數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,甚至對未來能源消耗趨勢進(jìn)行預(yù)測,實(shí)現(xiàn)對能源指標(biāo)的合理評價(jià),從而對能源消耗趨勢進(jìn)行科學(xué)的管理。通過網(wǎng)絡(luò)向公眾公布各種能源能耗、節(jié)能等級及能耗結(jié)構(gòu),并為同類園區(qū)的節(jié)能等級進(jìn)行排序。利用ASPNET 技術(shù),SQLServer 數(shù)據(jù)庫,基于B/S模式開發(fā)平臺進(jìn)行系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)和功能模塊劃,對系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)做了闡述,隨后給出測試結(jié)果及結(jié)論,公布方式采用表格、餅圖、條形圖,界面直觀、形象,并支持用戶按需要進(jìn)行數(shù)據(jù)周期的分配。

10)電能計(jì)量子系統(tǒng)

   電能計(jì)量子系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)按戶、按項(xiàng)目、按類別的實(shí)時(shí)測量。根據(jù)用戶負(fù)荷曲線計(jì)算出相應(yīng)的電量值,并按照國家規(guī)定的電價(jià)進(jìn)行計(jì)費(fèi),從而達(dá)到引導(dǎo)人們科學(xué)用電、節(jié)約用電的目的,同時(shí)也能提高供電企業(yè)管理水平和經(jīng)濟(jì)效益,具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。在此基礎(chǔ)上,本系統(tǒng)將以B/S為主要研究方向,應(yīng)用業(yè)界普遍采用的實(shí)時(shí)通訊與數(shù)據(jù)采集技術(shù),并與后臺數(shù)據(jù)庫相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理。通過電能計(jì)量子系統(tǒng),還可以進(jìn)行協(xié)作,實(shí)現(xiàn)對電力供應(yīng)、成本支付、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析等過程的監(jiān)控,為工業(yè)生產(chǎn)以及其他各部門的電力需求提供基本的供應(yīng)保障。電能計(jì)量子系統(tǒng)包括:遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、中繼數(shù)據(jù)的傳遞、后臺數(shù)據(jù)的處理、前端查詢的統(tǒng)計(jì)和管理,選用智能電子電能表對電能的使用量以及時(shí)段峰值進(jìn)行數(shù)據(jù)收集與分析,其具備遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接口以及標(biāo)準(zhǔn)的專用通訊協(xié)議,可直接監(jiān)控整個(gè)工業(yè)企業(yè)的電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)運(yùn)作。

 

3、安科瑞企業(yè)能源管控系統(tǒng)概述

   安科瑞企業(yè)能源管控系統(tǒng)采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)和集中管理模式,對企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實(shí)行集中扁平化的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理,監(jiān)測企業(yè)電、水、燃?xì)?、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況,通過數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析,幫助企業(yè)針對各種能源需求及用能情況、能源質(zhì)量、產(chǎn)品能源單耗、各工序能耗、工藝、車間、產(chǎn)線、班組、重大能耗設(shè)備等的能源利用情況等進(jìn)行能耗統(tǒng)計(jì)、同環(huán)比分析、能源成本分析、碳排分析,為企業(yè)加強(qiáng)能源管理,提高能源利用效率、挖掘節(jié)能潛力、節(jié)能評估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和支持。

 

4、應(yīng)用場所

   鋼鐵、石化、冶金、有色金屬、采礦、醫(yī)藥、水泥、煤炭、造紙、化工、物流、食品、水廠、電廠、供熱站、軌道交通、航空工業(yè)、木材、工業(yè)園區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校、酒店、寫字樓以及汽車制造、機(jī)電設(shè)備、電器產(chǎn)品、工器具制造等離散制造業(yè)。

 

5、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

   現(xiàn)場通過廠區(qū)局域網(wǎng)和平臺通訊,平臺搭建在客戶自己配置的服務(wù)器上。搭建完成之后,客戶可以在任意能與局域網(wǎng)聯(lián)通的地方,通過有權(quán)限的賬號登陸網(wǎng)頁以及手機(jī)APP查看各處的運(yùn)行情況。

   系統(tǒng)可分為三層:即現(xiàn)場設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和平臺管理層。

   現(xiàn)場設(shè)備層:主要是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于水、電、氣等參量采集測量的各類型的儀表等,也是構(gòu)建該配電、耗水、耗氣系統(tǒng)必要的基本組成元素。肩負(fù)著采集數(shù)據(jù)的重任,這些設(shè)備可為本公司各系列帶通訊網(wǎng)絡(luò)電力儀表、溫濕度控制器、開關(guān)量監(jiān)測模塊以及合格供應(yīng)商的水表、氣表、冷熱量表等。

   網(wǎng)絡(luò)通訊層:包含現(xiàn)場智能網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備。智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)采集現(xiàn)場設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù),并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換,數(shù)據(jù)存儲,并通過網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,智能網(wǎng)關(guān)可在網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)將數(shù)據(jù)存儲在本地,待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù),保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。

   平臺管理層:包含應(yīng)用服務(wù)器、WEB服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器,一般應(yīng)用服務(wù)器和WEB服務(wù)器可以合一配置。

   平臺采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下:

 

6、工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)測系統(tǒng)功能

   平臺采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)和集中管理模式,對企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實(shí)行集中扁平化的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理。實(shí)時(shí)監(jiān)測企業(yè)各類能源的消耗情況,通過數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析,幫助企業(yè)加強(qiáng)能源管理,提高能源利用效率和節(jié)能潛力,為節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

1)平臺登錄

   在瀏覽器打開云平臺鏈接、輸入賬戶名和權(quán)限密碼,進(jìn)行登錄,防止未授權(quán)人員瀏覽有關(guān)信息。

 

2)大屏展示

   用戶登錄成功之后進(jìn)入大屏展示頁面,展示企業(yè)及各區(qū)域的能耗折標(biāo)、產(chǎn)值、異常、排名、占比、通訊情況,點(diǎn)擊區(qū)域展示該區(qū)域的分類能耗、產(chǎn)值等相關(guān)信息。

 

3)首頁

   首頁展示峰谷平用電、變壓器情況、年能耗趨勢、單耗趨勢、分類能耗等企業(yè)級統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

 

4)數(shù)據(jù)監(jiān)控

   對企業(yè)各點(diǎn)位的能源使用、報(bào)警等情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。以便企業(yè)用戶能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)測各個(gè)點(diǎn)位的運(yùn)作情況,同時(shí)能更快的掌握點(diǎn)位的報(bào)警,并為企業(yè)削峰填谷、調(diào)整負(fù)載等技改措施提供數(shù)據(jù)支撐。

   能源實(shí)時(shí)監(jiān)控:對于水、電、氣等能源消耗進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,確保用能環(huán)節(jié)的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,顯示配電圖、能流圖、能源平衡網(wǎng)絡(luò)圖、能源計(jì)量網(wǎng)絡(luò)圖等功能。

   能流圖:需要在能流圖上對水、電、氣的消耗情況進(jìn)行實(shí)時(shí)展示;當(dāng)能源參數(shù)越限報(bào)警,可提供報(bào)警重要性等級分類,同時(shí)支持APP推送、手機(jī)短信、郵件、釘釘、語音播報(bào)、系統(tǒng)彈窗報(bào)警提示等;

   配電圖:將配電房真實(shí)情況畫入配電圖,實(shí)時(shí)展示接入的門禁、水浸、電水氣等儀表的實(shí)時(shí)參數(shù)、門禁水浸狀態(tài)及能耗數(shù)據(jù)。

   實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì):實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)工廠、車間、工序、設(shè)備的當(dāng)年、季度、月、周、日、班次等能耗值;

   數(shù)據(jù)展示:通過實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線展示不同區(qū)域、不同設(shè)備的不同的能耗參數(shù);

   檢測:對能源報(bào)警信息進(jìn)行集中顯示,可以對報(bào)警閾值信息進(jìn)行相關(guān)處理操作,可以對報(bào)警參數(shù)進(jìn)行在線設(shè)置,當(dāng)能源參數(shù)越限報(bào)警,可提供報(bào)警重要性等級分類,具備APP推送、手機(jī)短信、郵件、釘釘、語音播報(bào)、系統(tǒng)彈窗等報(bào)警提示;

 

5)視頻監(jiān)控

   接入攝像頭,實(shí)時(shí)掌控企業(yè)內(nèi)實(shí)際情況。

 

6)變壓器監(jiān)控

   展示各電壓器的負(fù)載情況,從而可以為變壓器配備情況進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃。通過各種運(yùn)行參數(shù)狀態(tài)下用電效能的對比分析,找出更好的運(yùn)行模式。根據(jù)運(yùn)行模式調(diào)整負(fù)載,從而降低用電單耗,使電能損失降低。

 

7)儀表實(shí)時(shí)監(jiān)控

   展示各個(gè)水電氣儀表的實(shí)時(shí)參數(shù)變化,以曲線圖的方式展示。

 

8)能源中控

   將所有有關(guān)能源的能源參數(shù)集中在一個(gè)看板中,能從多個(gè)維度對比分析,實(shí)現(xiàn)各個(gè)產(chǎn)業(yè)線的對比,幫助領(lǐng)導(dǎo)掌控整個(gè)工廠的能源消耗,能源成本,標(biāo)煤排放等的情況。

 

 

9)用能統(tǒng)計(jì)

   從能源使用種類、監(jiān)測區(qū)域、車間、生產(chǎn)工藝、工序、工段時(shí)間、設(shè)備、班組、分項(xiàng)等維度,采用曲線、餅圖、直方圖、累積圖、數(shù)字表等方式對企業(yè)用能統(tǒng)計(jì)、同比、環(huán)比分析、實(shí)績分析,折標(biāo)對比、單位產(chǎn)品能耗、單位產(chǎn)值能耗統(tǒng)計(jì),找出能源使用過程中的漏洞和不合理地方,從而調(diào)整能源分配策略,減少能源使用過程中的浪費(fèi)。

 

10)成本分析

   統(tǒng)計(jì)各個(gè)監(jiān)測節(jié)點(diǎn)(工廠、車間)的當(dāng)年、季度、月、周、日各類能源消耗費(fèi)用,其中電包括峰電量、峰電費(fèi)、谷電量、谷電費(fèi)以及平均電量和平均電費(fèi)。

 

 

11)產(chǎn)品單耗統(tǒng)計(jì)

   與企業(yè)MES系統(tǒng)對接,通過產(chǎn)品產(chǎn)量以及系統(tǒng)采集的能耗數(shù)據(jù),在產(chǎn)品單耗中生成產(chǎn)品單耗趨勢圖,并進(jìn)行同比和環(huán)比分析。同時(shí)將產(chǎn)品單耗與行業(yè)/國家/國際指標(biāo)對標(biāo),以便企業(yè)能夠根據(jù)產(chǎn)品單耗情況來調(diào)整生產(chǎn)工藝,從而降低能耗。

 

12)績效分析

   對各類能源使用、消耗、轉(zhuǎn)換,按班組、區(qū)域、車間,產(chǎn)線、工段、設(shè)備等進(jìn)行日、周、月、年、相應(yīng)時(shí)段績效統(tǒng)計(jì)按照能源計(jì)劃或定額制定的績效指標(biāo)進(jìn)行KPI比較考核,幫助企業(yè)了解內(nèi)部能效水平和節(jié)能潛力,評定能源消耗是否合理。

 

13)運(yùn)行監(jiān)測

   系統(tǒng)對區(qū)域、工段、設(shè)備能源消耗進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,監(jiān)測設(shè)備及工藝運(yùn)行狀態(tài),如溫度、濕度、流量、壓力、速度等,并支持變配電系統(tǒng)一次運(yùn)行監(jiān)視??芍苯訌膭?dòng)態(tài)監(jiān)測平面圖快速瀏覽到所管理的能耗數(shù)據(jù),支持按能源種類、車間、工段、時(shí)間等維度查詢相關(guān)能源用量。

 

14)自定義能耗報(bào)表

   用戶可通過自定義報(bào)表頭與列,靈活生產(chǎn)各種報(bào)表,查看企業(yè)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的能耗,單耗,成本,綜合能耗等信息,并同比、環(huán)比報(bào)表,支持導(dǎo)出報(bào)表。

 

15)同比、環(huán)比

   提供能耗成本的圖形對比分析,包括分時(shí)段(日、月、年)的同比、環(huán)比分析,分類、分時(shí)段、分項(xiàng)(地點(diǎn)、機(jī)構(gòu)、設(shè)備)統(tǒng)計(jì)圖形對比分析(柱狀圖、餅圖、堆積圖等)。

 

同比

 

環(huán)比

16)分析報(bào)告

   以年、月、日對企業(yè)的能源利用情況、線路損耗情況、設(shè)備運(yùn)行情況、運(yùn)維情況等進(jìn)行仔細(xì)的統(tǒng)計(jì)分析,讓用戶更加了解系統(tǒng)的運(yùn)行情況,并為用戶提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ),方便用戶發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常,從而找出改善點(diǎn),以及針對用能情況挖掘節(jié)能潛力。

 

17)能耗設(shè)備用能

   監(jiān)控耗能設(shè)備運(yùn)行、停機(jī)及異常狀態(tài),及時(shí)解決設(shè)備故障停運(yùn)導(dǎo)致無法正常生產(chǎn)。

 

18)線損分析

   根據(jù)節(jié)點(diǎn)、能源分類,查詢各個(gè)節(jié)點(diǎn)線路上的能源損耗數(shù)據(jù),及時(shí)發(fā)現(xiàn)能量在使用過程中的跑冒滴漏和異常用能等浪費(fèi)的問題,提醒用戶及時(shí)進(jìn)行干預(yù)。

 

19)碳排放管理

   按照區(qū)域?qū)μ寂欧趴偭康淖兓厔葸M(jìn)行統(tǒng)計(jì),并進(jìn)行同環(huán)比分析。對單位產(chǎn)值碳排放量進(jìn)行計(jì)算,并結(jié)合減排指標(biāo)實(shí)現(xiàn)超標(biāo)預(yù)警,提升區(qū)域減排水平,促進(jìn)碳達(dá)峰目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

20)電能質(zhì)量監(jiān)測

   實(shí)時(shí)監(jiān)測諧波含量、三相不平衡度、功率因數(shù)等,確保功率因數(shù)不低于供電局考核指標(biāo),避免被罰款和設(shè)備出現(xiàn)故障。

21)運(yùn)維管理

   系統(tǒng)支持設(shè)備日常巡檢計(jì)劃、派工、消缺、報(bào)修、派工等設(shè)備運(yùn)維管理,方便運(yùn)行管理人員的制定巡檢計(jì)劃、派工,巡檢人員執(zhí)行巡檢、完成工單、巡檢發(fā)現(xiàn)問題消缺,進(jìn)行故障報(bào)修、跟進(jìn)維修進(jìn)度,滿足日常巡檢、設(shè)備維修保養(yǎng)需要。

 

22)報(bào)警管理

   針對于電氣正常開展、限電和能耗雙控,實(shí)現(xiàn)電參量異常報(bào)警、電氣火災(zāi)隱患報(bào)警、能耗超標(biāo)報(bào)警、限電報(bào)警等,幫助企業(yè)提前預(yù)警,避免發(fā)生火災(zāi)事故和被罰款導(dǎo)致用能成本過高。支持分級分類報(bào)警,可對報(bào)警進(jìn)行派發(fā)與閉環(huán)處理。

 

23)能耗抄表

   可自定義時(shí)間段抄儀表的抄表值以及差值,可自定義抄表的分類分項(xiàng)。

 

24)能耗分析自定義時(shí)間抄表

   可自定義時(shí)間段內(nèi)各個(gè)拓?fù)涔?jié)點(diǎn)的能耗值,可自定義抄表能耗值的的分類分項(xiàng)。

 

25)容需量報(bào)表

   提供容需量報(bào)表,實(shí)時(shí)展示容量需量價(jià)格的變化情況,幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)容改需,降低基本電費(fèi)。

26)復(fù)費(fèi)率報(bào)表

   對尖、峰、平、谷用電量及成本費(fèi)用進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,為企業(yè)分時(shí)用電,優(yōu)化成本效益提供數(shù)據(jù)支持。

 

27)文檔管理

   對國標(biāo)、能源管理制度、能源指標(biāo)體系等文件進(jìn)行歸檔,可快速查詢相關(guān)文檔。對儀表臺賬進(jìn)行系統(tǒng)管理,支持文件的上傳和下載。

 

283D可視化大屏

   對場景進(jìn)行虛擬仿真,展示各區(qū)域運(yùn)行及能源消耗情況,可實(shí)現(xiàn)分層預(yù)覽、轉(zhuǎn)場展示、風(fēng)格切換、智能巡檢等效果,支持模型與監(jiān)測點(diǎn)位的自定義綁定。

 

293D子系統(tǒng)

   對各動(dòng)力子系統(tǒng)進(jìn)行虛擬仿真,展示子系統(tǒng)的動(dòng)力管線、設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)及能源消耗情況,可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的能源流向效果。

 

30)工業(yè)組態(tài)

   可通過圖形化的編輯方式自定義組態(tài)圖,展示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及能源消耗情況,可上傳自定義素材及綁定監(jiān)測數(shù)據(jù)。

 

31)自定義駕駛艙

   可通過圖形化的操作方式自定義駕駛艙,以折線圖、餅圖、表格等圖形展示采集數(shù)據(jù)及各類統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)源包括API、數(shù)據(jù)庫查詢、MQTT、Excel等方式。

 

32)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

   對系統(tǒng)的項(xiàng)目、探測器、設(shè)備型號、電參量、節(jié)點(diǎn)、能源、公示、及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行配置、修改、刪除等管理、進(jìn)行用戶添加和授權(quán)管理、合同管理。

 

33)手機(jī)APP

         APP支持AndroidiOS操作系統(tǒng),方便用戶按能源分類、區(qū)域、車間、工序、班組、設(shè)備等不同維度掌握企業(yè)能源消耗、產(chǎn)線比對、效率分析、同環(huán)比分析、能耗折標(biāo)、事件記錄、運(yùn)行監(jiān)視、異常報(bào)警、配電圖、工藝流程圖、能流圖。

 

34)知識產(chǎn)權(quán)證書

 

系統(tǒng)硬件配置

7、結(jié)束語

   文章論述了工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)測系統(tǒng)的功能,所以在當(dāng)前能源愈發(fā)緊張的形勢下,需要增強(qiáng)節(jié)能意識,也要加大各行業(yè)對節(jié)能技術(shù)的使用力度,尤其是工業(yè)企業(yè),故在智慧化能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)的構(gòu)建研究方面還有一段路要走。

 

 

參考文獻(xiàn):

[1] 張鵬.智慧化工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)構(gòu)建研究[J].

[2] 蔣璐.基于能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)工業(yè)企業(yè)應(yīng)用實(shí)例分析[J]. 企業(yè)改革與管理 ,2022(01):56-58.

[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與選型手冊.2022.05.

 

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