一、概述

 

    1、立項背景

 

    中國經(jīng)濟(jì)在持續(xù)高速增長的同時也伴隨著能源緊張和環(huán)境惡化的巨大壓力。為此國家發(fā)改委，國家節(jié)能中心針對高能耗企業(yè)提出建設(shè)能耗在線監(jiān)測管理系統(tǒng)的要求，通過技術(shù)創(chuàng)新，提高能源使用效率，幫助企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能增效、清潔生產(chǎn)的目標(biāo)。本文為企業(yè)提供了能源在線監(jiān)監(jiān)測管理系統(tǒng)的可行技術(shù)方案，該技術(shù)方案既滿足國家節(jié)能中心關(guān)于《06重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)能耗監(jiān)測端設(shè)備功能規(guī)范》，《國家發(fā)改委在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)通知》文件的要求，又滿足企業(yè)自身節(jié)能降耗的需求。

 

    實現(xiàn)能耗在線監(jiān)測管理系統(tǒng)的前提是要在企業(yè)內(nèi)部建立一個分類清晰、數(shù)據(jù)詳實的能源管理平臺。目前國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)的用電、水、氣、汽等的管理模式有部分還采用人工管理的傳統(tǒng)方式，數(shù)據(jù)來源不統(tǒng)一，也無法真實反映日常運行業(yè)務(wù)水平的高低。因此提高管理節(jié)能，加強(qiáng)對各類能耗的管理，必須依靠現(xiàn)代科技手段。通過能耗的監(jiān)測、智能控制，可實現(xiàn)全廠能源消耗的分析、成本核算、節(jié)能檢測和能耗公示考核。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果有針對性的對能效低下的業(yè)務(wù)進(jìn)行專項節(jié)能改造或者優(yōu)化運行方式，對能源的日常運行模式進(jìn)行用能調(diào)節(jié)，實現(xiàn)工廠的節(jié)能控制和監(jiān)管等功能。據(jù)國外統(tǒng)計資料：工業(yè)企業(yè)每年10%以上能源損耗源于沒有能源監(jiān)測及維護(hù)計劃，每年12%的能源損耗源于沒有能源管理及控制系統(tǒng)。歐美發(fā)達(dá)國家先進(jìn)企業(yè)除了生產(chǎn)過程中廣泛采用計算機(jī)監(jiān)測、控制系統(tǒng)（DCS，SCADA）外，能源數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測、分析和優(yōu)化系統(tǒng)占有重要的位置。通過現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和分布式控制技術(shù)，建立完善的能耗監(jiān)測、管理體系，實現(xiàn)能源消耗動態(tài)過程的信息化、可視化、可控化，對企業(yè)生產(chǎn)過程中能源消耗的結(jié)構(gòu)、過程及要素進(jìn)行管理、控制和優(yōu)化，提高能源使用效率。建設(shè)智能用電及能效管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對工礦企業(yè)用電及能源消耗狀況的全面監(jiān)測、分析和評估，通過對能源消耗過程信息化、可視化管理，優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)工藝用能過程，科學(xué)、合理地制定企業(yè)能耗考核標(biāo)準(zhǔn)和考核體系，有效提升企業(yè)能源效率管理水平。

 

    2、項目概況

 

    該系統(tǒng)分為三部分，第一部分是數(shù)據(jù)采集端，目的是采集整個工廠的有關(guān)能耗數(shù)據(jù)；第二部分是能源管理中心，該部分是對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工、處理、對比、分析，找出能耗點；第三部分是數(shù)據(jù)上傳系統(tǒng)，該部分是采用端設(shè)備把能耗數(shù)據(jù)傳送到天津市節(jié)能中心平臺上。

 

    由于之前系統(tǒng)沒有充分考慮具體檢測點，缺少詳細(xì)的監(jiān)測設(shè)備，導(dǎo)致不能準(zhǔn)確掌握能耗的去向，使得能源浪費比較嚴(yán)重。構(gòu)建一套能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)，對水、電、氣、熱等多種能源數(shù)據(jù)做全面計量、采集、傳輸、分析與統(tǒng)計，增強(qiáng)企業(yè)對用能信息獲取的及時性和準(zhǔn)確性，實現(xiàn)企業(yè)對能耗的有效監(jiān)管，加強(qiáng)能耗預(yù)測與用電故障的預(yù)警。同時，系統(tǒng)在能源供應(yīng)及傳輸系統(tǒng)實時監(jiān)控的基礎(chǔ)上，對企業(yè)能耗信息、環(huán)境信息、設(shè)備信息及運營信息進(jìn)行統(tǒng)計、分析，得出與能源消耗及能源效率相關(guān)的決策性數(shù)據(jù)和信息，幫助管理人員了解歷史和當(dāng)前的能源使用狀況，輔助管理人員作出正確的能效改善策略，幫助公司領(lǐng)導(dǎo)層進(jìn)行決策支持，科學(xué)、合理地制定企業(yè)能耗考核標(biāo)準(zhǔn)和考核體系，便于挖掘節(jié)能潛力。

 

    構(gòu)建智能能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)建成后，可以達(dá)到以下目標(biāo)：

 

    2.1實現(xiàn)水、電、氣、冷、熱等各類能耗數(shù)據(jù)和能效指標(biāo)在線監(jiān)測、自動采集和儲存，并提供靈活多樣的查詢方式，并支持各種報表打??；同時，值班監(jiān)控人員只需在值班室就能實時準(zhǔn)確的監(jiān)控到每個車間單位與重點設(shè)備的耗能數(shù)據(jù)，實時的進(jìn)行抄表，省時省力，快速及時的掌握用能情況（從而取代人工抄表，減少維護(hù)人員工作量）。

 

    2.2建立以物理空間、重點設(shè)備、分類分項、用戶為管理維度對能耗進(jìn)行統(tǒng)計分析，對各公共區(qū)域進(jìn)行獨立的能耗核算，實現(xiàn)能耗費用分?jǐn)?，實行能耗限額標(biāo)準(zhǔn)管理，規(guī)范能源使用方式，控制能源支出。

 

    2.3提供多個能效分析工具，幫助管理人員發(fā)現(xiàn)不合理用能現(xiàn)象，為節(jié)能技術(shù)改造提供數(shù)據(jù)依據(jù)，以及檢驗節(jié)能改造效果。

 

    2.4實現(xiàn)對水、電、氣、冷、熱等各類重點耗能設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。

 

    建立一套獨立的能耗監(jiān)控系統(tǒng)，基于先進(jìn)的現(xiàn)場總線方式實現(xiàn)電力和工業(yè)控制系統(tǒng)信息的交換和管理，系統(tǒng)集測量、狀態(tài)監(jiān)控、信號采集、故障錄波、諧波分析、用電管理、電能質(zhì)量分析、負(fù)荷控制和運行管理為一體，通過通訊網(wǎng)絡(luò)、計算機(jī)和專業(yè)的監(jiān)控軟件使用戶的能耗監(jiān)測系統(tǒng)透明化，是一套提高電力和工業(yè)系統(tǒng)安全性、可靠性和管理水平的智能化系統(tǒng)。系統(tǒng)采用分層分布式的三層結(jié)構(gòu)。

 

    a、現(xiàn)場采集層：

 

    對于能源數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，分別進(jìn)行采集，通過現(xiàn)場傳感器配合相應(yīng)儀表將模擬量變換為數(shù)字化通訊方式，完成數(shù)據(jù)的自動采集。其中，電能系統(tǒng)通過具備數(shù)字化通訊總線接口的電力儀表，而其它能源消耗形式則是通過相應(yīng)的自動化儀表或智能變送器，而向系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。

 

    b、網(wǎng)絡(luò)通訊層：

 

    由底層通訊鏈路（如RS485）、通訊轉(zhuǎn)換設(shè)備（如串口服務(wù)器、以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)）以及頂層通訊鏈路（如光纖以太網(wǎng)、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)）等通訊設(shè)備組成，根據(jù)采集層的點位在廠區(qū)具體的分布情況組建相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，來完成整個系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通訊。

 

    c、管理系統(tǒng)層：

 

    是分站級能耗監(jiān)控系統(tǒng)的最高管理層，對于現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，實現(xiàn)能源消耗各環(huán)節(jié)的自動計量。存儲歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，監(jiān)控設(shè)備的運行情況，生成各類生產(chǎn)管理報表，提高了自動化水平，滿足各個系統(tǒng)的日常生產(chǎn)管理需要，同時具備數(shù)據(jù)分析功能。能耗監(jiān)控方案針對不同的用電負(fù)載特性，對其供電線路配置相應(yīng)的監(jiān)控設(shè)備分類監(jiān)控，達(dá)到優(yōu)化的監(jiān)控效果，使能耗系統(tǒng)處于最佳運行狀態(tài)。

 

    3、系統(tǒng)功能和特點

 

    我公司可以為企業(yè)提供智能在線能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)的解決方案，幫助企業(yè)建立完善的能耗監(jiān)測、管理體系，實現(xiàn)能源消耗動態(tài)過程的信息化、可視化、可控化，對企業(yè)能源消耗的結(jié)構(gòu)、過程及要素進(jìn)行管理、控制和優(yōu)化，提高能源使用效率。

 

    3.1在線監(jiān)測整個企業(yè)的能耗動態(tài)信息，了解和掌握各區(qū)域和重點設(shè)備的實時能耗狀況、單位能耗數(shù)據(jù)、能耗變化趨勢和實時運行參數(shù)等信息。

 

    3.2自動生成的多種能耗信息統(tǒng)計圖形、曲線和報表，如以日、周、月、年為周期的水、電、氣、冷、熱等各類能耗統(tǒng)計報表，報表類型可分為各車間、重要耗能設(shè)備二個層次，為用戶提供能源消耗結(jié)構(gòu)和能源消耗成本分析依據(jù)，評估節(jié)能措施的效果和關(guān)聯(lián)影響。

 

    3.3歷史能耗數(shù)據(jù)對比、分析

 

    具有強(qiáng)大的歷史能耗數(shù)據(jù)追溯和分析功能，分析人員可按不同需要靈活設(shè)置工作點參數(shù)，在的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和追溯，并可對多種參量的變化趨勢進(jìn)行對比、分析，從而發(fā)現(xiàn)能源消耗結(jié)構(gòu)和過程中存在的深層次問題，對企業(yè)能源消耗結(jié)構(gòu)和方式的改進(jìn)、優(yōu)化提出方案和建議。

 

    3.4通過動態(tài)的單位產(chǎn)量能耗曲線和數(shù)據(jù)，可以直觀地比較企業(yè)各車間、各設(shè)備的耗能差距，從而及時進(jìn)行管理調(diào)整與改造維護(hù)設(shè)備，使企業(yè)能耗和能源效率保持在科學(xué)、合理水平。

 

    3.5系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)上傳功能，支持企業(yè)能耗上報到市政府節(jié)能中心

 

    二、技術(shù)方案

 

    1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

 

    能耗在線監(jiān)測管理系統(tǒng)，采用分層部署的思想，每一層硬件設(shè)備均按照國家標(biāo)準(zhǔn)和維護(hù)簡易性進(jìn)行安裝，并充分考慮系統(tǒng)的可擴(kuò)展性進(jìn)行配置和布局。系統(tǒng)根據(jù)具體的工程情況來組網(wǎng)，采用分層分布式三層結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)監(jiān)控層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層和現(xiàn)場儀表層。整體能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如下：

 

    

 

    1.1能源管理層

 

    能源管理層是系統(tǒng)的核心組成部分，所有能耗數(shù)據(jù)、設(shè)備運行狀態(tài)信息、環(huán)境條件信息等都在該層進(jìn)行集中處理、分析、評估，并向用戶發(fā)布當(dāng)前能效信息，提供給用戶友好的人機(jī)界面及工作窗口。

 

    該層硬件配置包括：數(shù)據(jù)服務(wù)器、管理服務(wù)器、通訊設(shè)備、打印機(jī)和UPS。該層軟件配置包括：EMS能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)軟件、Linux版本電腦操作系統(tǒng)。本項目的能源管理系統(tǒng)工作主站設(shè)置在能源管理監(jiān)控中心，服務(wù)器采用在線式UPS供電，以保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)在停電時可以得到有效保存和備份。

 

    系統(tǒng)主要實現(xiàn)對所有分散配電數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲、處理、統(tǒng)計、分析與展示等，通過建立符合企業(yè)管理模式的各類耗能計算模型，對能耗進(jìn)行系統(tǒng)深入的分析，實現(xiàn)數(shù)字圖形化處理。系統(tǒng)計算機(jī)采用高性能配置服務(wù)器，支持以太網(wǎng)絡(luò)通訊，具有大容量存儲空間。

 

    1.2網(wǎng)絡(luò)傳輸層

 

    網(wǎng)絡(luò)傳輸層是連接能源管理層與生產(chǎn)管理層的中間鏈路，負(fù)責(zé)把分散的能耗計量裝置所測量的數(shù)據(jù)采集并上傳到能源管理系統(tǒng)的服務(wù)器。同時，該層還提供其它智能化系統(tǒng)接入本系統(tǒng)的硬件接口。

 

    該層硬件配置包括：通訊管理機(jī)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、單模光電轉(zhuǎn)換器和開關(guān)電源。上述設(shè)備均安裝在操作臺內(nèi)部，操作臺的尺寸將根據(jù)硬件設(shè)備的數(shù)量和現(xiàn)場安裝條件設(shè)計。

 

    該層設(shè)備配置及用途如下：

 

    通訊管理機(jī)：將現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)包（以MODBUS、DLT645等傳輸協(xié)議）轉(zhuǎn)換為監(jiān)控層可識別的信號，實現(xiàn)信號傳輸協(xié)議轉(zhuǎn)換。

 

    工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)：實現(xiàn)多臺通訊管理機(jī)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一上傳到系統(tǒng)監(jiān)控層；實現(xiàn)與其它智能化系統(tǒng)的對接和數(shù)據(jù)交換。

 

    單模光電轉(zhuǎn)換器：當(dāng)通訊管理機(jī)與系統(tǒng)監(jiān)控層服務(wù)器距離超過100米時，會采用光纖傳輸數(shù)據(jù)，此時需要使用光電轉(zhuǎn)換器完成光信號與電信號之間的轉(zhuǎn)換。

 

    開關(guān)電源：通訊機(jī)柜內(nèi)安裝的設(shè)備部分需要12~36VDC供電，中間需要電源轉(zhuǎn)換模塊將220VAC的電源轉(zhuǎn)換成設(shè)備所需的電源。

 

    網(wǎng)絡(luò)傳輸層采用以下三種傳輸介質(zhì)，即RS485總線、單模光纖和超五類網(wǎng)線。其中RS485總線負(fù)責(zé)能耗計量裝置與通訊管理機(jī)的連接，單條RS485總線鏈路最多可連接32臺能耗計量裝置，傳輸距離最大不超過1200米；單模光纖和超五類網(wǎng)線負(fù)責(zé)通訊管理機(jī)與監(jiān)控層之間的連接，若中間的距離超過100米選擇單模光纖，否則選擇超五類網(wǎng)線。

 

    1.3現(xiàn)場設(shè)備層

 

    現(xiàn)場儀表層主要包括：智能水表、多功能電能表、智能煤氣表、蒸汽流量計、油流量計、皮帶秤等，以及現(xiàn)場已運行的ERP、PI、PLC、DCS系統(tǒng)等。現(xiàn)場儀表及系統(tǒng)具有實時測量、邏輯控制、異常報警、通訊傳輸?shù)裙δ?。所有儀表設(shè)備具有RS485通訊接口，并可以通過總線接到網(wǎng)絡(luò)傳輸層。

 

    2.管理維度劃分及采集點位

 

    本項目根據(jù)各個車間能源消耗特性和規(guī)模，結(jié)合能耗管理的經(jīng)驗，將全廠分為三級監(jiān)測。第一級是廠級；第二級是車間級；第三極是重點設(shè)備。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將以上三級的智能水表、多功能電能表、智能煤氣表、蒸汽流量計進(jìn)行統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集及集中管理，全面地監(jiān)控全廠三級各設(shè)備的能耗情況。

 

    3.系統(tǒng)特點

 

    3.1對廠區(qū)的使用水、電、氣、汽的設(shè)備，實現(xiàn)在線監(jiān)測和控制，智能化管理；

 

    3.2smartDAQ系列智能數(shù)據(jù)采集器，可通過RS485通訊方式對智能水表、多功能電能表、智能煤氣表、蒸汽流量計等智能設(shè)備實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集；而且具有采集時間靈活設(shè)定，具有internet傳輸機(jī)制，能夠?qū)崿F(xiàn)斷點續(xù)傳，確保數(shù)據(jù)在15天斷線的情況下，數(shù)據(jù)有效本地存儲，在上線后續(xù)傳；

 

    3.3數(shù)據(jù)采集傳輸：通信管理機(jī)負(fù)責(zé)把分散的設(shè)備和能耗計量裝置所采集的數(shù)據(jù)上傳到系統(tǒng)服務(wù)器。將數(shù)據(jù)上傳天津市節(jié)能中心平臺，同時，該層還提供其它智能化系統(tǒng)接入本系統(tǒng)的硬件接口。

 

    QT系列通訊管理機(jī)：將現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)包（以MODBUS、DNP、CDT、103、PROFIBUS等為傳輸協(xié)議）轉(zhuǎn)換為應(yīng)用管理層可識別的信號，實現(xiàn)信號傳輸協(xié)議轉(zhuǎn)換。

 

    3.4數(shù)據(jù)應(yīng)用管理：數(shù)據(jù)應(yīng)用管理是系統(tǒng)的核心組成部分，所有能耗數(shù)據(jù)、設(shè)備運行狀態(tài)信息、環(huán)境條件信息等都在該層進(jìn)行集中處理、分析、評估，并向用戶發(fā)布當(dāng)前能效信息，提供給用戶友好的人機(jī)界面及工作窗口。

 

    4.軟件功能及

 

    效果

 

    

    

    

 

    4.1在線監(jiān)測頁面，主要檢測站點的實時數(shù)據(jù)，包括電壓，電流，功率，電能等數(shù)據(jù)。顯示該站點的一次圖狀態(tài)。

 

    

 

    SVG一次圖顯示現(xiàn)場一次接線圖：

 

    

 

    4.2電量分析主要是：用電量的分析?？筛鶕?jù)不同的費率（尖、峰、平、谷）方案來預(yù)價。可以增加新的方案，不同的費率時段）和價格。

 

    

 

    4.3以時間維度，分析時間內(nèi)的各設(shè)備能耗能排名，可以有效地對長期高耗能設(shè)備采取相應(yīng)的節(jié)能措施，提高管理水平，切實降低用電成本。

 

    

 

    4.4智能用電，通過監(jiān)測點對比，能效排名，電能質(zhì)量的分析，得出智能用電的結(jié)果

 

    

 

    4.5報表管理，數(shù)據(jù)報表分析和導(dǎo)出。報表包含：電量統(tǒng)計報表，負(fù)荷統(tǒng)計報表，原始值報表等。將各回路能耗數(shù)據(jù)采集到工作站監(jiān)控計算機(jī)上，監(jiān)控計算機(jī)將采集數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫中，能耗管理系統(tǒng)將存儲數(shù)據(jù)進(jìn)行分項統(tǒng)計計算以圖形化的方式展現(xiàn)給用戶，方便用戶分析設(shè)備的用電用水情況。為管理者進(jìn)行能耗評估提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)，為決策者進(jìn)行改造及管理節(jié)能制定節(jié)能措施提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺，同時也為運行人員檢驗節(jié)能效果提供高效的管理工具。通過歷史數(shù)據(jù)庫可方便的進(jìn)行分類查詢，并可定制用戶需求的報表。可產(chǎn)生Excel格式的報表方便提供給財務(wù)進(jìn)行核算。

 

    

 

    

 

    4.6水、電、氣實時數(shù)據(jù)、累積數(shù)據(jù)顯示：

 

    

 

    4.7配電室維護(hù)、運維管理：

 

    

 

    4.8對比分析：通過勾選站點的多個設(shè)備回路進(jìn)行電壓、電流等同一時間段的數(shù)據(jù)對比分析。

 

    

 

    4.9電能質(zhì)量分析：以不同的數(shù)據(jù)密度，從線損、功率因數(shù)、三相不平衡和諧波上綜合分析用電質(zhì)量，掌握用電數(shù)據(jù)，多種顯示方式更加直觀：

 

    

 

    4.10電能質(zhì)量分析：根據(jù)負(fù)載額定功率和負(fù)載實時數(shù)據(jù)，計算負(fù)載率，深度分析用戶設(shè)備運行效率，為錯峰用電和DSM提供依據(jù)，深層次引導(dǎo)企業(yè)用電從粗放型向精細(xì)化轉(zhuǎn)變。

 

    

 

    4.11人機(jī)交互、圖表動態(tài)、數(shù)據(jù)可視化、多平臺應(yīng)用

 

    

 

    4.12能耗報警：電壓，電流等越線報警；開關(guān)量報警；事件報警；其他報警。記錄報警的的總數(shù)和類別，根據(jù)不同搜索條件篩選報警信息，并且可以查看報警的狀態(tài)。

 

    

 

    4.13能耗預(yù)警：顯示用能實際值、變化絕對值、變化相對值，與基本指標(biāo)有無異常，根據(jù)對比分析情況給出運行風(fēng)險提示。

 

    

 

    5.手機(jī)APP

 

   

 

    

 

    6、系統(tǒng)的目標(biāo)和實現(xiàn)優(yōu)化節(jié)能的途徑

 

    6.1節(jié)能的目標(biāo)

 

    系統(tǒng)通過計算能源消耗的弱點，分析節(jié)能潛力，幫助企業(yè)合理使用能源、經(jīng)濟(jì)運行，最終實現(xiàn)降低成本、提高效益；

 

    6.2節(jié)能的途徑

 

    6.2.1降低能源系統(tǒng)運行管理成本，提高勞動生產(chǎn)率

 

    大型企業(yè)的能源系統(tǒng)規(guī)模較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。傳統(tǒng)的現(xiàn)場管理、運行值班和檢修及其管理的工作量大，成本高。能源監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)，將為企業(yè)的管理體制改革中發(fā)揮重要示范作用。中小企業(yè)雖然能源數(shù)據(jù)少一些，能源監(jiān)測將更加直觀有效。系統(tǒng)的可以實現(xiàn)能源計量統(tǒng)一監(jiān)控，簡化能源運行管理，減少日常管理的人力投入，節(jié)約人力資源成本，提高勞動生產(chǎn)率。

 

    6.2.2向能源監(jiān)測要效益

 

    減少能源監(jiān)測環(huán)節(jié)，優(yōu)化能源監(jiān)測流程，建立客觀能源消耗評價體系，能源監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)，實現(xiàn)在信息分析基礎(chǔ)上的能源監(jiān)控和能源監(jiān)測的流程優(yōu)化再造，實現(xiàn)能源設(shè)備管理、運行管理，有效實施客觀以數(shù)據(jù)為依據(jù)的能源消耗評價體系，績效考核體系，獎懲體系，能源監(jiān)測系統(tǒng)配合管理手段實現(xiàn)降低能源監(jiān)測成本和能源消耗成本，提高能源監(jiān)測的效率，及時了解真實的能耗情況和提出節(jié)能降耗的技術(shù)和管理措施，最終實現(xiàn)向能源監(jiān)測要效益。

 

    6.2.3向用能設(shè)備要效益（經(jīng)濟(jì)運行和操作指導(dǎo)）

 

    系統(tǒng)實時動態(tài)計算各項參數(shù)在運行過程中偏離規(guī)定值時對能耗的影響，得出各種能耗和耗差分析圖表，通過計算，分析出最適宜生產(chǎn)線的操作參數(shù)，為運行人員提供了各參數(shù)運行調(diào)整的依據(jù)。系統(tǒng)在允許的控制范圍內(nèi)，還能對設(shè)備進(jìn)行自動化控制。如配合各經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的在線考核，可獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

 

    6.2.4服務(wù)于領(lǐng)導(dǎo)決策（技改高能耗設(shè)備和生產(chǎn)工藝）

 

    系統(tǒng)對存儲的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行計算分析，得出高能耗設(shè)備和生產(chǎn)工藝的運行效率（能耗效率、放散率、轉(zhuǎn)化率等），能源監(jiān)測部門得出高耗能設(shè)備和低效率的客觀的數(shù)據(jù)，為領(lǐng)導(dǎo)決策技改工程提供有力的科學(xué)依據(jù)。

 

    6.2.5加快突發(fā)故障和異常處理的效率，降低能源不必要的浪費

 

    能源調(diào)度可以通過系統(tǒng)迅速從全局的角度了解系統(tǒng)的運行狀況，發(fā)現(xiàn)故障點，以便及時采取措施，降低損失。這在能源監(jiān)測系統(tǒng)非常情況下特別有效。通過優(yōu)化能源調(diào)度和平衡指揮系統(tǒng)，節(jié)約能源和改善環(huán)境。能源監(jiān)測系統(tǒng)的建成，將通過優(yōu)化能源監(jiān)測的方式和方法，改進(jìn)能源平衡的技術(shù)手段，實時了解企業(yè)的能源需求和消耗的狀況，使能源的合理利用達(dá)到一個新的水平。為進(jìn)一步對能源數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘、分析、加工和處理提供條件。數(shù)據(jù)是財富，數(shù)據(jù)可以成為信息，它將為企業(yè)的能源監(jiān)測提供現(xiàn)實的可能性。

 

    7、節(jié)能總體設(shè)計思路和節(jié)能方式

 

    實現(xiàn)貴單位的能源合理的使用，相比老廠節(jié)約能耗5-10%的目標(biāo)；利用能源監(jiān)測系統(tǒng)與企業(yè)能源使用的規(guī)章制度和獎懲制度的執(zhí)行是可以達(dá)到難度不高的目標(biāo)。

 

    能源監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)能源成本結(jié)構(gòu)的分析、利用系統(tǒng)定義的成本結(jié)構(gòu)模型自動計算，找到表面能源消耗的跑冒滴漏和潛在的節(jié)能方式和方法，實現(xiàn)主管和客觀的節(jié)能，軟件平臺系統(tǒng)實現(xiàn)如下主要功能：

 

    7.1能源成本構(gòu)成分析

 

    能源成本=動力費總量/產(chǎn)品總產(chǎn)量內(nèi)產(chǎn)市場化管理模式下的計算方法：

 

    動力費總量=電量*電價+蒸汽量*蒸汽價+一次水量*水價+冷鹽水量*冷鹽水價+空氣量*空氣價+循環(huán)水量*循環(huán)水價

 

    財務(wù)成本中：

 

    動力動力費總量=(車間一次用電量+車間二次用電量)*電價+(車間一次用汽量+車間二次用汽量)*汽價

 

    二次用電量=∑(二次能源用量*動力車間生產(chǎn)該品種單耗電量)二次用汽量=∑(二次能源用量*動力車間生產(chǎn)該品種單耗汽量)

 

    注：(1)一次電量、汽量是車間總表顯示的直接用于用電設(shè)備和用汽設(shè)備，不經(jīng)動力車間轉(zhuǎn)換的電、蒸汽。

 

    (2)二次能源是由動力車間經(jīng)過動力設(shè)備生產(chǎn)轉(zhuǎn)換而得的能源品種。其耗電、耗汽按生產(chǎn)車間用量進(jìn)行分解后稱為二次電量與二次汽量。

 

    7.2成本動態(tài)分析計算

 

    7.2.1動態(tài)分析能耗突破點

 

    由成本公式可以看出，成本與動力費總量和產(chǎn)品生產(chǎn)總量有關(guān)系，分析成本首先考慮動力費總量變動與產(chǎn)量變動的關(guān)系，當(dāng)動力費總量正向變動大于產(chǎn)量正向變動時，則成本上升，反之，成本下降。當(dāng)動力費總量負(fù)向變動大于產(chǎn)量負(fù)向變動時，則成本下降，反之，成本上升。因此，成本分析要從產(chǎn)量變動和動力費總量變動兩個方面進(jìn)行分析。

 

    7.2.2動態(tài)分析產(chǎn)量變動對單耗的影響

 

    考慮設(shè)備利用狀況、單機(jī)投料量、綜合收率、工藝控制點變動、原材料的質(zhì)量等因素，同時，考

 

    慮以上各因素對動力消耗的影響量。

 

    7.2.3動力費總量分析

 

    對于生產(chǎn)成本考核，由于各項二次能源的價格均是固定計劃價，因此，生產(chǎn)考核成本只與車間耗能總量有關(guān)。在分析過程中可只分析各項能源用量變化的原因，找出變動量影響因素后采取相應(yīng)措施降低消耗總量，以降低成本。

 

    對于財務(wù)成本則應(yīng)分別考慮一次能源成本和二次能源成本兩個方面，二次能源成本既受本車間用能總量影響，又受動力車間轉(zhuǎn)換成本影響(即二次能源單耗影響)。因此分別分析找出問題。

 

    7.2.4各項能源變動分析的要素

 

    1）用電分析

 

    設(shè)備運行臺數(shù)、單機(jī)和綜合運行時間、運行電流、投入設(shè)備的功率變化情況等，引起這些數(shù)據(jù)變動的原因定義模型，實現(xiàn)自動計算。

 

    2）用汽分析

 

    供汽質(zhì)量(壓力、溫度)、閥門開度、物料溫度、運行時間、疏水閥使用情況、預(yù)熱時間、停機(jī)狀況、設(shè)備運行結(jié)構(gòu)變化、換熱器效率、余熱是否利用等。

 

    3）用冷分析考慮

 

    供水溫度(與動力車間成本有關(guān))、進(jìn)出水溫差、用水流量變化、供水壓力(與動力車間成本有關(guān))、用冷設(shè)備運行狀況、換熱器效率、停料后閥門狀況等。

 

    4）空氣量分析

 

    供氣壓力、溫度(動力車間成本有關(guān))、用氣流量、罐壓變化、閥門開度、罐批量變動等。

 

    5）一次水分析

 

    主要用水設(shè)備效率、閥門控制程度；各用水點是否可控，有無溢流；是否串水、用水質(zhì)量可否由其他水源（中水、蒸汽凝水、空氣凝水、生產(chǎn)二次水）替代。分析以上要素，找出動力費總量變動原因，采取相應(yīng)措施加以改進(jìn)。

 

    7.2.5杜絕跑冒滴漏與合理的使用能源

 

    EMC自動事項多種能耗平衡和效率計算，消除跑、昌、滴、漏，杜絕開空車減少浪費；系統(tǒng)自動根據(jù)模型實現(xiàn)提醒設(shè)備清洗提高換熱效率；加強(qiáng)生產(chǎn)工藝改進(jìn)，提高生產(chǎn)指數(shù)；加強(qiáng)調(diào)度，減少用冷高峰引起的制冷設(shè)備開機(jī)消耗；合理調(diào)節(jié)動力車間供能參數(shù)，發(fā)揮動力車間設(shè)備運行效率；調(diào)整用電時間，多用低價電減少費用支出(少用峰電量，多用谷電量)。

 

    7.2.6能源使用規(guī)章制度的建立

 

    主管節(jié)約能源工作是一項體現(xiàn)責(zé)任心的工作，不是無謂地增加大家的工作量，而是我們共同管理的基礎(chǔ)，結(jié)合能源監(jiān)測系統(tǒng)分析方法，是可以發(fā)現(xiàn)問題的，找出措施，大的進(jìn)行節(jié)能技改，小的加強(qiáng)節(jié)能管理控制，我們的能源消耗定能達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。

 

    7.3能源動態(tài)分析的構(gòu)成

 

    系統(tǒng)實現(xiàn)主要包括能源監(jiān)測情況、用能情況及能源流程、能源計量及統(tǒng)計、能源消費結(jié)構(gòu)、用能設(shè)備運行效率、產(chǎn)品綜合能耗及實物能耗、能源成本、節(jié)能量、節(jié)能技改項目等。

 

    7.3.1能源監(jiān)測情況

 

    能源監(jiān)測組織機(jī)構(gòu)（體系組成），各項職責(zé)與制度、考核辦法等(含能源監(jiān)測綜合評價標(biāo)準(zhǔn))。用能情況及能源流程能源構(gòu)成，各種能源分配情況（按生產(chǎn)產(chǎn)品分），企業(yè)綜合能耗分配情況（消耗量結(jié)構(gòu)）。各種能源流程圖。

 

    7.3.2能源計量與統(tǒng)計

 

    能源計量情況，（計量網(wǎng)絡(luò)圖、能源計量臺帳、計量表動態(tài)檢查表）

 

    7.3.3.統(tǒng)計報表

 

    能源日報表（總量、部門（產(chǎn)品）分類表、能源產(chǎn)品分類表）、周報（產(chǎn)品周成本、同品種對比電力調(diào)峰表）月報（能源消耗量及產(chǎn)品成本表、購銷存表、綜合能耗表、產(chǎn)品綜合能源單耗表、綜合成本同期對比表、單品種單耗對比表）

 

    7.3.4能源消費結(jié)構(gòu)

 

    各種能源占公司總用能的比重分配。及能源消費流向（各產(chǎn)品或部門所占比重分配。）

 

    7.3.5用能設(shè)備運行效率

 

    設(shè)備的電能利用率（電機(jī)設(shè)備節(jié)能監(jiān)測結(jié)果匯況表）、換熱設(shè)備效率（用熱設(shè)備監(jiān)測結(jié)果匯總表）、工序能源利用率、水的復(fù)用率等。能源收支平衡表

 

    7.3.6產(chǎn)品綜合能耗及實物能耗

 

    收支平衡表、產(chǎn)品綜合能耗表能源成本、節(jié)能量、節(jié)能技改項目。

 

    7.3.7節(jié)能技改措施計算

 

    節(jié)能潛力分析（依據(jù)收支平衡表，電機(jī)設(shè)備節(jié)能監(jiān)測結(jié)果匯況表、用熱設(shè)備監(jiān)測結(jié)果匯總表），工藝設(shè)備消耗與同行業(yè)對比，與同類設(shè)備對比，同類工藝不同裝備的能耗對比。

 

    8、數(shù)據(jù)上傳系統(tǒng)

 

    數(shù)據(jù)上傳系統(tǒng)采用獨立雙主機(jī)專用能耗在線監(jiān)測端設(shè)備

 

    8.1產(chǎn)品概述

 

    獨立雙主機(jī)（外部處理單元、內(nèi)部處理單元、隔離安全數(shù)據(jù)交換單元）架構(gòu)設(shè)計，內(nèi)、外部主機(jī)通過安全隔離數(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)議實現(xiàn)協(xié)議隔離。適用于重點耗能單位、大型工業(yè)企業(yè)、安全生產(chǎn)監(jiān)管單位等領(lǐng)域的能管中心系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集、加密上傳、本地存儲、斷點續(xù)傳和網(wǎng)絡(luò)隔離等功能需求。主要應(yīng)用于重點用能企業(yè)能耗數(shù)據(jù)的在線采集、分析、匯總及上報，是符合重點用能單位能耗在線監(jiān)測端設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范的產(chǎn)品。

 

    8.2能耗在線監(jiān)測端設(shè)備特點

 

    超高的可靠性：采用看門狗技術(shù)及軟件防死機(jī)技術(shù)，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定；采用雙路冗余電源設(shè)計，防止電源故障；采用低功耗工業(yè)級主板設(shè)計，保證主機(jī)的穩(wěn)定運行。

 

    超高的安全性：采用獨立“2+1”結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)物理隔離及單向?qū)?，保證內(nèi)網(wǎng)主機(jī)數(shù)據(jù)的絕對安全；支持https+vpn、CA認(rèn)證等多種安全認(rèn)證方式，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?；通過EMC4級，獲得公安部安全產(chǎn)品銷售許可。

 

    數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)傳輸性能：最多支持1024個計量設(shè)備接入，支持多種數(shù)據(jù)采集協(xié)議（SQL、OPC、Modbus、DL/T645、CJ/T188等數(shù)據(jù)通訊協(xié)議）；支持多數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)上傳。

 

    豐富的外圍接口：4路串口，4路千兆網(wǎng)口，1路vga，1路DP，2路12vDC輸入。

 

    良好的人機(jī)界面：配備5寸液晶顯示屏，支持顯示內(nèi)容自定義及界面操作交互。

 

    8.3參照標(biāo)準(zhǔn)

 

    GB/T20279信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)和終端隔離產(chǎn)品安全技術(shù)要求GB/T30976.1工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全

 

    GB/T17626.2靜電放電抗擾度試驗

 

    GB/T17626.3射頻電磁場輻射抗擾度試驗

 

    GB/T17626.4電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗

 

    GB/T17626.5浪涌（沖擊）抗擾度試驗

 

    GB6587.4電子測量儀器振動試驗

 

    GB/T17214.1工業(yè)過程測量和控制裝置環(huán)境試驗