淺談企業(yè)能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用方案

時(shí)間：2023-11-21作者：安科瑞電子商務(wù)(上海)有限公司瀏覽：21

摘要：闡述企業(yè)能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)能源消耗情況的監(jiān)測(cè)、分析和評(píng)估，通過信息化和 可視化管理，整體提升了企業(yè)能源管理自動(dòng)化水平。

關(guān)鍵詞：在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可視化管理，企業(yè)能耗。

0 引言

本文從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā)，基于自動(dòng)化儀表技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、工控組態(tài)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等開發(fā)了企業(yè)能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，簡(jiǎn)要介紹了有色金屬冶煉過程能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)構(gòu)思和實(shí)現(xiàn)手段，對(duì)生產(chǎn)主要用能如煤、氣、電、水等主要能源消耗情況進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、傳輸與處理、匯計(jì)等，實(shí)現(xiàn)了電氣自動(dòng)化管理。

1 能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成。系統(tǒng)由PLC主站、工業(yè)控制系統(tǒng)、生產(chǎn)信息系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備以及儀器儀表等組成，在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括端設(shè)備、計(jì)量器具、采集設(shè)備、管理軟件等。系統(tǒng)通過設(shè)備，采集計(jì)量器具產(chǎn)生的能耗數(shù)據(jù)，并通過有線或無線傳輸匯聚到端設(shè)備內(nèi)網(wǎng)機(jī)。其組成框圖如圖1所示。

端設(shè)備。

端設(shè)備是企業(yè)能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，采用立雙主機(jī)“2+1”架構(gòu)，主要包括內(nèi)網(wǎng)主機(jī)、主機(jī)、全隔離單元等，其主要功能包括對(duì)用能單位能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析、匯總、存儲(chǔ)以及協(xié)議轉(zhuǎn)換等，并將采集匯總的數(shù)據(jù)上傳到省級(jí)平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)與省級(jí)平臺(tái)進(jìn)行協(xié)議上傳和回傳。




計(jì)量器具。

計(jì)量器具主要指對(duì)煤炭、水、電、氣等能源消耗進(jìn)行計(jì)量的儀器儀表。計(jì)量器具的購(gòu)置需要嚴(yán)格按照和行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行選擇，支持?jǐn)?shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能，并經(jīng)過了機(jī)構(gòu)的檢定，保證能耗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

采集設(shè)備。

采集設(shè)備需要與器具數(shù)據(jù)端口進(jìn)行連接，其主要功能是用于讀取計(jì)量器具的能耗計(jì)量數(shù)據(jù)，并通過以太網(wǎng)、串口等通信方式傳輸數(shù)據(jù)，具有高度的性和性。

管理軟件。

包括端設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)采集、匯聚、傳輸?shù)某绦颉⒁约澳茉垂芾硐到y(tǒng)軟件。

能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)功能包括：基礎(chǔ)信息管理、能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)報(bào)警分析、企業(yè)用能分析、數(shù)據(jù)下載、系統(tǒng)管理。本單位將能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)部署在，可通過移動(dòng)端、PC端實(shí)時(shí)查看能耗數(shù)據(jù)，企業(yè)可以根據(jù)自身需求將系統(tǒng)部署在內(nèi)網(wǎng)或，對(duì)所采集的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行指標(biāo)統(tǒng)計(jì)、匯總、報(bào)表分析。能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能包含8大功能模塊，具體功能包括：用能看板、用能統(tǒng)計(jì)、能平衡分析、自主用能分析、用能報(bào)表、用能設(shè)備監(jiān)測(cè)、單位產(chǎn)品能耗、計(jì)量器具管理。




用能看板：用能看板實(shí)現(xiàn)了用戶對(duì)能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的可視化管理，通過用能看板可以了解各車間、各區(qū)域的能耗指標(biāo)，能夠加直觀、系統(tǒng)地了解企業(yè)用能情況。

用能統(tǒng)計(jì)：用能統(tǒng)計(jì)是通過對(duì)煤炭、水、電以及氣等各項(xiàng)能源消耗情況以及指標(biāo)的計(jì)算，再通過圖表的方式直觀展現(xiàn)出各項(xiàng)能源每月能耗同比情況；還可通過圖形及表格等方式直觀展示各車間、各區(qū)域的能耗占比情況。

能平衡分析：網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過自動(dòng)計(jì)算，以桑吉圖的方式展現(xiàn)用能流向。有利于用戶清晰掌握供能網(wǎng)絡(luò)中能源的損耗情況，并結(jié)合自助用能分析可進(jìn)一步判斷供電是否存在異常損耗，以及水、氣等有無泄漏現(xiàn)象。

自主用能分析：可依據(jù)不同時(shí)間維度選擇不同的計(jì)量器具進(jìn)行公式計(jì)算，展示出所選擇時(shí)間范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)的用能情況。同時(shí)可通過代入常數(shù)對(duì)電費(fèi)、水費(fèi)等進(jìn)行成本核算。

用能報(bào)表：用能報(bào)表可按照全廠、車間、工序、重要設(shè)備生成能耗統(tǒng)計(jì)報(bào)表，按照指標(biāo)類型分為能耗量統(tǒng)計(jì)、能耗成本統(tǒng)計(jì)、能耗效率統(tǒng)計(jì)；并可以按照日?qǐng)?bào)、周報(bào)和月報(bào)的形式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

用能設(shè)備監(jiān)測(cè): 可以在線監(jiān)測(cè)重要用能設(shè)備(變壓器母排溫度、變壓器損耗、負(fù)荷率以及三相平衡度等的用能情況 和用能指標(biāo)，可用于及時(shí)發(fā)現(xiàn)并掌握設(shè)備運(yùn)行情況。

單位產(chǎn)品能耗: 按工序流程、工序環(huán)節(jié)分類，可以計(jì)算各產(chǎn)品的單位產(chǎn)品能耗，通過單產(chǎn)指標(biāo)對(duì)標(biāo)，可以發(fā)現(xiàn)企業(yè)在生產(chǎn)工藝上存在的能效問題。

計(jì)量器具管理: 可以實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)量器具的檔案信息、原始數(shù)據(jù)以及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的快速查詢，有助于企業(yè)建立能源計(jì)量體系。

2 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

能耗數(shù)據(jù)采集。通過RS-485接口進(jìn)行本地?cái)?shù)據(jù)，并對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換；對(duì)于4G采集數(shù)據(jù)，可以借助數(shù)據(jù)訂閱的方式，通過網(wǎng)絡(luò)采集數(shù)據(jù)。其中，采集網(wǎng)絡(luò)主要用于采集計(jì)量器具(電力計(jì)量點(diǎn)、煤計(jì)量點(diǎn)和氣計(jì)量點(diǎn)等)所計(jì)量的能耗數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)從計(jì)量器具儀表經(jīng)過PLC，通過現(xiàn)場(chǎng)總線或無線通信連接到工作站；采集工作站采用以太網(wǎng)連接傳輸數(shù)據(jù)至端設(shè)備內(nèi)網(wǎng)機(jī)，再經(jīng)由轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)入工業(yè)以太網(wǎng)，傳輸?shù)椒?wù)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬冶煉過程中電、氣、煤、水等各能耗監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸。

能耗數(shù)據(jù)監(jiān)控。通過人機(jī)交互界面，可將現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)采集的電力、氣、煤、水等能源數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)變成柱狀圖、餅圖或曲線圖，通過圖形界面可直觀反映出現(xiàn)場(chǎng)用能情況，加一目了然，企業(yè)可在交互界面監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和能源消耗情況。同時(shí)，企業(yè)還可以查看任意時(shí)間的日上報(bào)、月上報(bào)、年上報(bào)以及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，并可方便用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)的自行導(dǎo)出，實(shí)現(xiàn)了能源消耗數(shù)據(jù)的在線統(tǒng)計(jì)、報(bào)表自動(dòng)生成等功能，提升了能源管理信息化、智能化水平。

能耗數(shù)據(jù)處理。系統(tǒng)結(jié)合企業(yè)實(shí)際需求，對(duì)采集的各種能源(水、電、氣、煤等)進(jìn)行生產(chǎn)全過程的統(tǒng)計(jì)、分析，并設(shè)置報(bào)警功能，建立能源平衡，同時(shí)形成各類統(tǒng)計(jì)報(bào)表。報(bào)警分析是能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重要功能，通過對(duì)能耗指標(biāo)的上下限值進(jìn)行設(shè)置，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控企業(yè)用能情況，自動(dòng)判別用能 異常指標(biāo)并做出預(yù)警，提醒企業(yè)及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行中存在的故障、以及實(shí)際生產(chǎn)中存在的能源浪費(fèi)現(xiàn)象等。

數(shù)據(jù)的下載。根據(jù)實(shí)際情況，企業(yè)可按車間、工段、班組以及用能種類進(jìn)行能耗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分類、匯總，并能將能耗數(shù)據(jù)下載至本地。系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)判斷數(shù)據(jù)質(zhì)量，對(duì)需要重新下載的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)錄，也可支持手動(dòng)補(bǔ)錄和重錄。

3 系統(tǒng)應(yīng)用特點(diǎn)及實(shí)施效果

該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在線統(tǒng)計(jì)與監(jiān)測(cè)的結(jié)合，可廣泛應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)和節(jié)能管理領(lǐng)域，信息系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上，通過將統(tǒng)計(jì)和監(jiān)測(cè)二者結(jié)合，形成了統(tǒng)計(jì)和監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)高度統(tǒng)一，有效避免了統(tǒng)計(jì)和監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)誤差給企業(yè)能源管理工作帶來的壓力。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可自動(dòng)傳輸，以日數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)計(jì)算監(jiān)測(cè)結(jié)果，統(tǒng)計(jì)可以以日、月度、年度等為管理周期，具有重要的實(shí)際應(yīng)用，在節(jié)能管理方面幫助企業(yè)落實(shí)能源管理指標(biāo)，貫徹能源化、精細(xì)化、扁平化管理思路，建立持續(xù)改進(jìn)能效的能源管理模式和機(jī)制，提高節(jié)能管理水平，為優(yōu)化用能管理、能源目標(biāo)等提供決策數(shù)據(jù)。

用能統(tǒng)計(jì)通過對(duì)各類能耗情況及指標(biāo)的計(jì)算，以直方圖的方式直觀展現(xiàn)出各能源品種每月能耗同比情況；同時(shí)，也通過餅圖的方式直觀展示各車間、各區(qū)域的能耗占比情況。

4 安科瑞工業(yè)能源管理系統(tǒng)介紹

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(duì)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(cè)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(shì)分析，幫助企業(yè)針對(duì)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(píng)估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和支持。

5 應(yīng)用場(chǎng)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)。

6 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

現(xiàn)場(chǎng)通過廠區(qū)局域網(wǎng)和平臺(tái)通訊，平臺(tái)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(hào)登陸網(wǎng)頁(yè)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(chǎng)設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和平臺(tái)管理層。

現(xiàn)場(chǎng)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(cè)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(cè)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(chǎng)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(chǎng)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(chǔ)，并通過網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫(kù)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(chǔ)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)，保服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。

平臺(tái)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。

7 系統(tǒng)功能




7.1平臺(tái)登錄

在瀏覽器打開云平臺(tái)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。




平臺(tái)采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)和集中管理模式，對(duì)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(cè)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(shì)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)。

結(jié)語(yǔ)

系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)管理中，良好的效果，有效提升企業(yè)能源管理水平，實(shí)現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)的采集、傳輸以及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的直觀展示。

參考文獻(xiàn)

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[4]安科瑞企業(yè)能源管控平臺(tái).2020.08版.





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