淺談工業(yè)企業(yè)能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

李明君

江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405

摘 要：圍繞重點(diǎn)用能單位能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)工作，文中介紹了系統(tǒng)的建設(shè)背景和主要內(nèi)容，分析了工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)在線采集、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的總體技術(shù)路線和方法建議，提出了通用技術(shù)要求。

關(guān)鍵詞：工業(yè)企業(yè)；能耗在線監(jiān)；系統(tǒng)建設(shè)；通用技術(shù)

0、引 言

隨著節(jié)能工作向系統(tǒng)化、精細(xì)化、信息化方向發(fā)展，節(jié)能領(lǐng)域運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)手段深挖、細(xì)挖節(jié)能潛力成為必然趨勢(shì)。為此，國(guó)家從“十二五”開(kāi)始建設(shè)覆蓋全國(guó)一萬(wàn)多家重點(diǎn)用能單位的能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。通過(guò)該系統(tǒng)，可以準(zhǔn)確、及時(shí)地掌握全國(guó)和分地區(qū)、分行業(yè)能源消費(fèi)總量及其構(gòu)成，提高節(jié)能宏觀調(diào)控的針對(duì)性和有效性。建設(shè)能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，是推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命、深化創(chuàng)新節(jié)能工作的必然選擇，是企業(yè)進(jìn)一步挖掘節(jié)能潛力、提高能源管理精細(xì)化水平的客觀需要，也有利于培育和發(fā)展節(jié)能環(huán)保戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

1、能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)的有關(guān)背景

“十一五”期間，國(guó)家建立了重點(diǎn)用能單位能源利用狀況報(bào)告制度，對(duì)重點(diǎn)用能單位能源利用狀況實(shí)行年度管理。2011年，國(guó)家發(fā)展改革委、教育部、工業(yè)和信息化部、財(cái)政部等十二部門(mén)聯(lián)合發(fā)布《萬(wàn)家企業(yè)節(jié)能低碳行動(dòng)實(shí)施方案》,提出要建立萬(wàn)家企業(yè)能源利用狀況在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。2012年，《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃的通知》則進(jìn)一步提出開(kāi)展重點(diǎn)用能單位能耗在線監(jiān)測(cè)體系建設(shè)試點(diǎn)工作。從2014年下半年開(kāi)始，國(guó)家組織開(kāi)展能耗在線監(jiān)測(cè)試點(diǎn)，選取北京、河南、陜西3個(gè)省市的電力、鋼鐵、石油石化3個(gè)行業(yè)的部分重點(diǎn)用能單位開(kāi)展試點(diǎn)。2015年以后，國(guó)家對(duì)能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)提出了新的要求，在《關(guān)于加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的意見(jiàn)》、“十三五”規(guī)劃《綱要》、《“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案》等文件中再次提出了建設(shè)能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的明確要求。2017年，國(guó)家發(fā)展改革委、原質(zhì)檢總局聯(lián)合印發(fā)《重點(diǎn)用能單位能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)推廣建設(shè)工作方案》,明確要求在試點(diǎn)基礎(chǔ)上推進(jìn)能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)，到“十三五”末期，基本建成連接各省(區(qū)、市)重點(diǎn)用能單位、相關(guān)部門(mén)和行業(yè)數(shù)據(jù)共享的能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為政府部門(mén)統(tǒng)籌能源發(fā)展與生態(tài)文明建設(shè)、強(qiáng)化能源消費(fèi)總量與強(qiáng)度“雙控”提供支撐，為重點(diǎn)用能單位提質(zhì)降本增效提供服務(wù)。

2、能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)內(nèi)容

能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包括三部分建設(shè)內(nèi)容：一是建設(shè)省級(jí)平臺(tái)。省級(jí)平臺(tái)是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的區(qū)域性公共服務(wù)平臺(tái)，部署在各省(區(qū)、市)電子政務(wù)外網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，支持接入市級(jí)平臺(tái)數(shù)據(jù)，至少應(yīng)達(dá)到國(guó)家信息安全等級(jí)保護(hù)二級(jí)的要求。省級(jí)平臺(tái)由省級(jí)節(jié)能主管部門(mén)、質(zhì)監(jiān)部門(mén)負(fù)責(zé)建設(shè)，要優(yōu)先使用政務(wù)云等計(jì)算資源，符合國(guó)家對(duì)政務(wù)信息系統(tǒng)整合共享的工作要求。二是對(duì)接國(guó)家平臺(tái)。各省級(jí)平臺(tái)要按照統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳到國(guó)家平臺(tái)。國(guó)家平臺(tái)部署在國(guó)家電子政務(wù)外網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，由國(guó)家發(fā)展改革委負(fù)責(zé)建設(shè)，主要功能是接入、匯總、分析各省級(jí)平臺(tái)或重點(diǎn)用能單位直接上傳的數(shù)據(jù)，為能源消費(fèi)總量與強(qiáng)度“雙控”及重點(diǎn)用能單位節(jié)能管理等工作提供支持。三是建設(shè)重點(diǎn)用能單位接入端系統(tǒng)。重點(diǎn)用能單位接入端系統(tǒng)部署在重點(diǎn)用能單位內(nèi)部，由重點(diǎn)用能單位負(fù)責(zé)建設(shè)。主要功能是，通過(guò)計(jì)量?jī)x表、工控系統(tǒng)等采集、匯總本單位能耗數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)上傳至省級(jí)平臺(tái)，或直接上傳至國(guó)家平臺(tái)。

3、能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體技術(shù)路線

3.1 總體技術(shù)路線

能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用“國(guó)家平臺(tái)+省級(jí)平臺(tái)+重點(diǎn)用能單位端系統(tǒng)”的架構(gòu)和技術(shù)路線(見(jiàn)圖1),為各部委、各級(jí)節(jié)能主管部門(mén)和質(zhì)監(jiān)部門(mén)、重點(diǎn)用能單位等用戶提供不同層次的服務(wù)。重點(diǎn)用能單位需按照《用能單位能源計(jì)量器具配置和管理通則》(GB17167)配備計(jì)量?jī)x表。

圖1 能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)路線

國(guó)家平臺(tái)部署在國(guó)家電子政務(wù)外網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，由國(guó)家發(fā)展改革委負(fù)責(zé)建設(shè)，主要功能是接入、匯總、分析各省級(jí)平臺(tái)或重點(diǎn)用能單位直接上傳的數(shù)據(jù)，為能源消費(fèi)總量與強(qiáng)度“雙控”及重點(diǎn)用能單位節(jié)能管理等工作提供支持。國(guó)家平臺(tái)達(dá)到國(guó)家信息安全等級(jí)保護(hù)三級(jí)要求，可以為相關(guān)部門(mén)提供數(shù)據(jù)接口，實(shí)現(xiàn)信息共享。

省級(jí)平臺(tái)是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的區(qū)域性公共服務(wù)平臺(tái)，部署在各省(區(qū)、市)電子政務(wù)外網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，支持接入市級(jí)平臺(tái)數(shù)據(jù)，至少應(yīng)達(dá)到國(guó)家信息安全等級(jí)保護(hù)二級(jí)的要求。省級(jí)平臺(tái)由省級(jí)節(jié)能主管部門(mén)、質(zhì)監(jiān)部門(mén)負(fù)責(zé)建設(shè)，優(yōu)先使用政務(wù)云等計(jì)算資源。主要是接收本區(qū)域內(nèi)重點(diǎn)用能單位上傳的數(shù)據(jù)，整合能源供應(yīng)單位、其他行業(yè)節(jié)能主管部門(mén)系統(tǒng)，按統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)家平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)接，為本省節(jié)能主管部門(mén)、質(zhì)監(jiān)、住建、交通等相關(guān)部門(mén)以及重點(diǎn)用能單位等提供支持服務(wù)。

重點(diǎn)用能單位端系統(tǒng)一般由能耗在線監(jiān)測(cè)端設(shè)備、計(jì)量器具、工業(yè)控制系統(tǒng)、生產(chǎn)監(jiān)控管理系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)及相應(yīng)的管理軟件等組成，部署在重點(diǎn)用能單位內(nèi)部，由重點(diǎn)用能單位負(fù)責(zé)建設(shè)，主要為用能單位提供能源管理服務(wù)。重點(diǎn)用能單位端系統(tǒng)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或傳輸專線等方式將采集到的數(shù)據(jù)上傳至省級(jí)平臺(tái)，再由省級(jí)平臺(tái)經(jīng)電子政務(wù)外網(wǎng)上傳國(guó)家平臺(tái)。

3.2 技術(shù)方法建議

(1)完善能源計(jì)量器具配備

企業(yè)依法配備能源計(jì)量器具，并定期檢定或校準(zhǔn)，能源計(jì)量器具應(yīng)滿足數(shù)據(jù)采集接口要求。進(jìn)出用能單位(一級(jí))和進(jìn)出主要次級(jí)用能單位(二級(jí))計(jì)量器具配備率和在線率達(dá)到100%;企業(yè)根據(jù)重點(diǎn)耗能設(shè)備或工序的能耗情況和儀表安裝的可行性，完善主要用能設(shè)備(三級(jí))計(jì)量器具配備。計(jì)量器具配備率和準(zhǔn)確度等級(jí)達(dá)到《用能單位能源計(jì)量器具配備和管理通則》(GB17176)的要求。

(2)部署完善能源數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)

開(kāi)展能源計(jì)量?jī)x表(含新增、改造及已有儀表)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的適應(yīng)性接入改造，基于已有自動(dòng)化系統(tǒng)(DCS、PLC及電力綜保系統(tǒng)等),完善現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)主干網(wǎng)絡(luò)，在滿足安全性和隔離性技術(shù)要求下，實(shí)現(xiàn)能源計(jì)量數(shù)據(jù)、能源系統(tǒng)操作和質(zhì)量數(shù)據(jù)、關(guān)鍵生產(chǎn)數(shù)據(jù)集中統(tǒng)一采集到能耗在線監(jiān)測(cè)端設(shè)備。

(3)開(kāi)發(fā)能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟硬件系統(tǒng)

企業(yè)能源管理中心信息系統(tǒng)分為三層：數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)應(yīng)用層和人機(jī)交互層。數(shù)據(jù)采集層由企業(yè)交互終端和數(shù)據(jù)采集機(jī)(如有必要)組成，企業(yè)交互終端內(nèi)置控制器及智能儀表標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，可與****品牌的控制器和智能儀表實(shí)現(xiàn)組態(tài)配置通訊接口，內(nèi)置實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，用于暫存關(guān)鍵數(shù)據(jù)；內(nèi)置OPC接口，便于與第三方控制系統(tǒng)或信息系統(tǒng)通訊。企業(yè)如果有特殊需要，也可以添置數(shù)據(jù)采集機(jī)，采集機(jī)須預(yù)置與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)智能儀表、PLC和DCS等現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和控制裝置的通訊協(xié)議，以便于相關(guān)數(shù)據(jù)的采集；數(shù)據(jù)應(yīng)用層由多臺(tái)服務(wù)器組成，服務(wù)器用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)和運(yùn)行模型庫(kù)(數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的固有關(guān)系)、存儲(chǔ)定制的人機(jī)交互界面等；人機(jī)交互層，該層由多種形式的人機(jī)交互設(shè)備組成，可以是大屏幕顯示器、PC機(jī)或移動(dòng)終端等，這些設(shè)備應(yīng)方便生產(chǎn)管理人員使用能源管理中心信息系統(tǒng)的各項(xiàng)功能。

(4)部署能源集中監(jiān)控平臺(tái)

基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和監(jiān)控圖組態(tài)系統(tǒng)，建設(shè)監(jiān)控系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)對(duì)各級(jí)(集團(tuán)、分廠、車間、重要耗能設(shè)備)多種能源介質(zhì)(煤、電、蒸汽、水、燃料氣、氮?dú)獾?產(chǎn)、存、耗全過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控，掌握其歷史和實(shí)時(shí)趨勢(shì)。實(shí)時(shí)記錄能源系統(tǒng)事件，實(shí)時(shí)掌握能源使用消耗情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類產(chǎn)能、供能和用能過(guò)程及設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控、異常報(bào)警和分析管理。對(duì)重點(diǎn)耗能設(shè)備(變壓器、鍋爐、加熱爐、汽機(jī)、風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)、泵等)進(jìn)行能效實(shí)時(shí)計(jì)算與監(jiān)控，實(shí)時(shí)監(jiān)控與優(yōu)化設(shè)備的能源利用率、設(shè)備運(yùn)行與生產(chǎn)負(fù)荷之間的匹配度。通過(guò)綜合監(jiān)控系統(tǒng)，建設(shè)集團(tuán)、分廠、車間、重要耗能設(shè)備四級(jí)能源監(jiān)控系統(tǒng)。

(5)健全管理制度

企業(yè)根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程和能量系統(tǒng)特點(diǎn)，制定切合實(shí)際的能耗在線監(jiān)測(cè)制度，充分發(fā)揮能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的作用。企業(yè)需將能源管理工作提升到與產(chǎn)品質(zhì)量管理和產(chǎn)量管理同等高度，針對(duì)不同產(chǎn)品和不同重點(diǎn)耗能設(shè)備或工序，制定能耗預(yù)警指標(biāo)體系；制定節(jié)能優(yōu)化生產(chǎn)操作指南?；谀茉垂芾硇畔⑾到y(tǒng)分析工具，制定持續(xù)改進(jìn)的節(jié)能工作方案，實(shí)施在線能效績(jī)效考核管理，落實(shí)節(jié)能獎(jiǎng)懲制度。

4、工業(yè)企業(yè)能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)通用技術(shù)要求

能耗在線監(jiān)測(cè)端系統(tǒng)部署在重點(diǎn)用能單位內(nèi)部，主要功能是通過(guò)計(jì)量?jī)x表、工業(yè)控制系統(tǒng)等采集、匯總本單位能耗數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)上傳至省級(jí)平臺(tái)，或直接上傳至國(guó)家平臺(tái)。能耗在線監(jiān)測(cè)端系統(tǒng)要通過(guò)網(wǎng)閘、防火墻、隔離等安全措施，確保內(nèi)部系統(tǒng)安全和數(shù)據(jù)安全；要具備遠(yuǎn)程升級(jí)維保、一端多傳、接收國(guó)家和省級(jí)平臺(tái)推送信息和用能單位自身能源管理所需的功能。

端系統(tǒng)的核心是能耗在線監(jiān)測(cè)端設(shè)備，是重點(diǎn)用能單位的信息節(jié)點(diǎn)。重點(diǎn)用能單位管理信息系統(tǒng)、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)、儀表中的能耗相關(guān)數(shù)據(jù)通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的方式，傳輸?shù)侥芎脑诰€監(jiān)測(cè)端設(shè)備。能耗在線監(jiān)測(cè)端設(shè)備對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總，經(jīng)驗(yàn)證、篩選、整理打包后，采用HT-TPS進(jìn)行通道保護(hù)傳送至上級(jí)系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái)。能耗在線監(jiān)測(cè)端設(shè)備在接入互聯(lián)網(wǎng)之前應(yīng)采用防火墻隔離可能來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)攻擊，可選硬件或軟件防火墻。用能單位當(dāng)前未配置硬件防火墻時(shí)，需配置硬件防火墻。

能耗監(jiān)測(cè)端設(shè)備作為連接用能單位生產(chǎn)控制網(wǎng)絡(luò)與辦公網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)設(shè)備，須保障數(shù)據(jù)傳遞的安全隔離，即能耗監(jiān)測(cè)端設(shè)備數(shù)據(jù)接入端和數(shù)據(jù)發(fā)送端之間的物理隔離和邏輯隔離，數(shù)據(jù)接入端網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)發(fā)送端網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交換，只能通過(guò)配置的數(shù)據(jù)，其他數(shù)據(jù)都被**過(guò)濾無(wú)法通過(guò)。

能耗監(jiān)測(cè)端設(shè)備需采用“2+1”架構(gòu)設(shè)計(jì)，以雙主機(jī)加專用隔離部件的方式組成，即由內(nèi)網(wǎng)主機(jī)、外網(wǎng)主機(jī)、安全隔離數(shù)據(jù)交互單元三部分組成。用于連接生產(chǎn)控制網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)主機(jī)(如生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)、配電自動(dòng)化系統(tǒng)、企業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)等)網(wǎng)絡(luò)與企業(yè)辦公網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)傳遞、安全隔離、信息流訪問(wèn)控制、內(nèi)容過(guò)濾和信息交換等。能耗監(jiān)測(cè)端設(shè)備中的內(nèi)、外部主機(jī)通過(guò)安全隔離數(shù)據(jù)交互單元連接(由專用隔離部件構(gòu)成),安全隔離數(shù)據(jù)交互單元是兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的可信物理信道。該內(nèi)部信道裁剪了TCP/IP等功能網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，采用私有協(xié)議實(shí)現(xiàn)協(xié)議隔離。對(duì)于用能單位能耗數(shù)據(jù)的采集與遠(yuǎn)傳，屬于安全性要求較高而實(shí)時(shí)性要求相對(duì)較低的應(yīng)用場(chǎng)合，安全隔離數(shù)據(jù)交互單元還將采用一組互斥的分時(shí)切換電子開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)內(nèi)部物理信道的通斷控制，以分時(shí)切換連接方式完成信息擺渡，從而在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間形成一個(gè)不存在實(shí)時(shí)物理連接的隔離區(qū)。

5、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(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)狻⒄羝皦嚎s空氣等各類能源的消耗情況，通過(guò)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。

6、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(xiě)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)。

7、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)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(guò)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(kāi)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(guò)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)，保證服務(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。

平臺(tái)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：

8、系統(tǒng)功能

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(guò)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)。

8.1平臺(tái)登錄

在瀏覽器打開(kāi)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。

8.2大屏展示

用戶登錄成功之后進(jìn)入大屏展示頁(yè)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。

8.3首頁(yè)

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

8.4數(shù)據(jù)監(jiān)控

對(duì)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(cè)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(duì)于水、電、氣等能源消耗進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，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(duì)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(jí)分類，同時(shí)支持APP推送、手機(jī)短信、郵件、釘釘、語(yǔ)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(huà)入配電圖，實(shí)時(shí)展示接入的門(mén)禁、水浸、電水氣等儀表的實(shí)時(shí)參數(shù)、門(mén)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(guò)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(cè)：對(duì)能源報(bào)警信息進(jìn)行集中顯示，可以對(duì)報(bào)警閾值信息進(jìn)行相關(guān)處理操作，可以對(duì)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(jí)分類，具備APP推送、手機(jī)短信、郵件、釘釘、語(yǔ)音播報(bào)、系統(tǒng)彈窗等報(bào)警提示；

8.5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。

8.6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(guò)各種運(yùn)行參數(shù)狀態(tài)下用電效能的對(duì)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。

8.7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。

8.8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(duì)比分析，實(shí)現(xiàn)各個(gè)產(chǎn)業(yè)線的對(duì)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。

8.9用能統(tǒng)計(jì)

從能源使用種類、監(jiān)測(cè)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(duì)企業(yè)用能統(tǒng)計(jì)、同比、環(huán)比分析、實(shí)績(jī)分析，折標(biāo)對(duì)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(guò)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(guò)程中的浪費(fèi)。

8.19成本分析

統(tǒng)計(jì)各個(gè)監(jiān)測(cè)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)。

8.11產(chǎn)品單耗統(tǒng)計(jì)

與企業(yè)MES系統(tǒng)對(duì)接，通過(guò)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(shì)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(guó)家/國(guó)際指標(biāo)對(duì)標(biāo)，以便企業(yè)能夠根據(jù)產(chǎn)品單耗情況來(lái)調(diào)整生產(chǎn)工藝，從而降低能耗。

8.12績(jī)效分析

對(duì)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、**時(shí)段績(jī)效統(tǒng)計(jì)按照能源計(jì)劃或定額制定的績(jī)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(píng)定能源消耗是否合理。

8.13運(yùn)行監(jiān)測(cè)

系統(tǒng)對(duì)區(qū)域、工段、設(shè)備能源消耗進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，監(jiān)測(cè)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。可直接從動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)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。

8.14自定義能耗報(bào)表

用戶可通過(guò)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。

8.15同比、環(huán)比

提供能耗成本的圖形對(duì)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(duì)比分析（柱狀圖、餅圖、堆積圖等）。

同比

環(huán)比

8.16分析報(bào)告

以年、月、日對(duì)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(duì)用能情況挖掘節(jié)能潛力。

8.17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(wú)法正常生產(chǎn)。

8.18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(guò)程中的跑冒滴漏和異常用能等浪費(fèi)的問(wèn)題，提醒用戶及時(shí)進(jìn)行干預(yù)。

8.19碳排放管理

按照區(qū)域?qū)μ寂欧趴偭康淖兓厔?shì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)行同環(huán)比分析。對(duì)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)。

8.20電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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。

8.21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(wèn)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。

8.22報(bào)警管理

針對(duì)于電氣正常開(kāi)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(guò)高。支持分級(jí)分類報(bào)警，可對(duì)報(bào)警進(jìn)行派發(fā)與閉環(huán)處理。

8.23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)。

8.24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)。

8.25容需量報(bào)表

提供容需量報(bào)表，實(shí)時(shí)展示容量需量?jī)r(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)。

8.26復(fù)費(fèi)率報(bào)表

對(duì)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。

8.27文檔管理

對(duì)國(guó)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(duì)儀表臺(tái)賬進(jìn)行系統(tǒng)管理，支持文件的上傳和下載。

8.28 3D可視化大屏

對(duì)場(chǎng)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(chǎng)展示、風(fēng)格切換、智能巡檢等效果，支持模型與監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的自定義綁定。

8.29 3D子系統(tǒng)

對(duì)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。

8.30工業(yè)組態(tài)

可通過(guò)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(cè)數(shù)據(jù)。

8.31自定義駕駛艙

可通過(guò)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(kù)查詢、MQTT、Excel等方式。

8.32基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

對(duì)系統(tǒng)的項(xiàng)目、探測(cè)器、設(shè)備型號(hào)、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。

8.33手機(jī)APP

APP支持Android、iOS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(duì)、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。

8.34知識(shí)產(chǎn)權(quán)證書(shū)

9、系統(tǒng)硬件配置

參考文獻(xiàn)

[1]劉永光.能耗在線監(jiān)測(cè)項(xiàng)目建設(shè)技術(shù)方案研究[J]建筑技術(shù)開(kāi)發(fā)，2020(2):146-147

[2]楊紹鵬.王璐.時(shí)希杰.工業(yè)企業(yè)能耗在線監(jiān)測(cè)通用技術(shù)研究[J].應(yīng)用能源技術(shù)，2021(8):38-41.

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

[4]安科瑞企業(yè)能源管控平臺(tái).2020.08版.

作者簡(jiǎn)介：李明君，男，江蘇安科瑞電器制造有限公司，主要研究方向?yàn)楣I(yè)能源管理系統(tǒng)。