1前言
在我國,工業是能源消耗的大戶,工業用能占我國終端能耗總量的70%左右。而在發達國家,工業能耗僅占總能源消耗量的35%左右,隨著技術創新的重點向高新技術和知識經濟領域靠近,其制造業正在向發展中國家轉移,這一比重今后還可能下降。近年來,我國已逐步顯現出成為"世界制造業基地"的趨勢,這必將增加我國能源供應的負擔。而我國單位產品的能耗卻顯著高于國外先進水平,尤其高耗能產品的能源成本占生產成本的比例更高,進一步削弱了我國高耗能產品的世界競爭力。因此,通過能源技術進步,降低生產過程的能源消耗,將是緩解我國經濟發展需要與能源資源不足矛盾的關鍵。
我國單位產值能耗是世界平均水平的2倍多,主要常規能源儲量與世界常規能源儲量相比有非常大的差距。工業企業能源消耗占到全國的70%以上, 所以企業是節能的主體,節能降耗的空間很大。企業對自身整體能效狀況沒有全面了解, 也忽視運用管理手段從整體上調控企業合理用能, 而傳統的能源管理手段也已相對落后, 使進一步通過管理手段挖掘節能潛力, 降低能耗受到制約。
根據對高耗能企業如鋼鐵、有色金屬行業、石油石化行業、電廠、水泥廠、建材、加工、發酵行業等市場的調研和分析,發現在節能降耗的三項措施(技術改造、節能管理、綜合利用)中,利用高科技計算機系統輔助實施節能管理的企業,明顯具有投資小、見效快、技術風險小等特點,同時可以有效提高企業管理水平。在節能管理措施中,首先要轉變經營觀念和經營方式,向管理要效益,實行以能源監測計量數據為基礎的能源管理模式。
為了能更好的完成資源調配、組織生產、部門結算和成本核算,企業需要建立一套有效的自動化能源監測管理系統,通過對能源數據的實時獲取和對能源供應情況的計量監測,為能源自動化調控奠定堅實的數據基礎,使得企業實時掌握自身用能狀況和能源管理概括,同時也為企業的能源審計和成本核算工作提供便利條件。 能源數據具有標準化、專業化、科學化、時效性強的特點,采集難度較高。同時,考慮到能源數據對于企業決策的重要意義,以及能源本身具備危險性的特點,需要對企業建立的能源數據獲取系統提出更高的要求。因此,企業能源管理中心必須滿足專業性強、實時性好、可進行遠程資料交換、可用性強的需求。
能源計量管理工作是企業管理的一個重要組成部分,它又是國家和地方能源管理系統的終端部分。企業能源計量管理工作涉及的范圍是很廣泛的,因此構建工廠能源計量管理系統,實現能源合理有效的利用至關重要。
紫金橋公司致力于為中國企業的可持續發展出一份力量,以能源輸出和消耗為重點,并推動工業管理工作的監管重任。本著科學管理、量值準確、增創效益的方針,強化對企業能源計量的管理,提高能源量化管理水平,全面實施國家提倡的能源節能減排的方針。
2企業能源管理概述
2.1什么是企業能源管理?
廣義的理解能源管理是指對能源生產過程的管理和消費過程的管理。 狹義上的能源管理是指對能源消費過程的計劃、組織、控制和監督等一系列工作。
2.2企業能源管理目的
1.合理組織生產:
提高勞動生產效率,提高產品產量和質量,減少殘次品率,利用電網低谷組織生產,均衡生產,減少機器空轉,各種用能設備是否處在最佳經濟運行狀態,排查生產管理方面的“跑冒滴漏”,提高生產現場的組織管理水平,減少各種直接和間接能耗、物耗損失等。
2.合理分配能源:
不同品種、質量的能源應合理分配使用,減少庫存積壓和能源、物資的超量儲備,提高能源和原材料的利用效率。
3.加強能源購進管理:
提高運輸質量,減少裝運損耗和虧噸,強化計量和傳遞驗收手續、提高理化檢驗水平,按規定合理扣水扣雜等。
4.加強項目的節能管理:
新上和在建、已建項目是不是做了“節能篇”論證,核算其經濟效果、環境效果和節能效益是否達標。
5.規章制度落實情況:
企業能源管理各種規章制度是否健全合理,是否落實到位,如能源、物資的招標采購竟價制度,對質量、計量、定價、驗收、入庫、票據、成本核算是否嚴格把關,要認真細致地排查、分析、診斷問題。一般企業在管理方面存在的問題比較多,漏洞多,浪費大,管理節能是不花錢的節能,只要加強管理,嚴格制度,就能見效。
2.3能源分析與計劃
使用能源管理系統,可以掌握企業能源用于何處?是怎么用的?過去能源供耗是增加還是減少?能源供耗是否有季節性的變化?全廠、每個部門的能源供耗數據資料是否完整?能源消耗是否有暫時變化?(下班與上班,休息與工作日等)。為了了解能源利用的長期和短期的趨向,考慮過去的用能結構及其在能源管理項目中的重要性,深入領會以上趨向性問題,對能源管理者來說是有幫助的。能源數據的分析包括以下幾個階段:(1)回顧過去能源利用的情況;(2)能量審計;(3)工程分析;(4)經濟分析。
歷史情況的回顧,除揭示能源消耗的某種結構及趨勢外,還為能源審計和其它后繼工作作比較提供了基礎資料。通常展示歷史的能源消耗情況和生產量的關系是很有用的,這不僅在評價一個特殊工廠或生產工藝時有用,而且能夠為二個廠或幾個廠之間提供比較資料(要注意,這種能耗比較,往往會給人以錯覺。例如,二個相比較的工廠位于不同的氣候區城,則其能耗就沒有可比性)。
計劃工作是在考慮過去、現在和將來的基礎上制定的,把單位產量的用能稱作為能源指數(單耗),它取決于工廠生產的最終產品的性質。為了清楚地記錄各方面的用能情況并發現節能的可能性,通常要解決:購置能源;轉換成的能源;發生的能源;出廠產品中的能量以及能量損失。
對過去和現在的用能數據資料分析完成后,就可以開始制定計劃措施。計劃是必須的,因此公司的節能管理人員能較早地對如何執行項目作出決定。為了明確重點,必須確定有節能潛力的區域范圍。給基層管理人員提供工作準則、方法和意見,從而發揮他們的創造力,為項目作出重大貢獻。
2.4計量的作用
企業有完善的能源計量體系,是進行科學管理和技術進步的一項基礎工作。實行定額管理是節約用能、合理用能、控制能源消耗生產成本的基礎管理手段。在能源使用全過程的各個環節上安裝能源計量器具,各個環節上的能源是否按定額消耗就有了依據。制定生產車間和工段、班組、機臺的合理操作制度,是企業節能的一個重要環節。生產流程和工藝參數的制定水平與能源耗用關系極為密切。要通過大量的計量數據的分析,在保證產品質量、數量的同時,以單位產品綜合能源消費費用最少為目標,確定最佳工藝流程和參數控制點,制定出最佳工藝參數和操作制度,才能使企業的生產處于最佳技術經濟狀態運行,這就要以完備的計量體系為條件。
2.5自動化監控基礎
能源計量檢測作為自動化和計算機控制的第一個環節而倍受重視。各種數據信息的準確測量和傳遞是自動控制、自動調節的基礎。良好的能源計量檢測手段,可供計算機收集、處理、反饋各種能源信息,并提高能源管理的質量和速度,可使企業能源利用經常處于最佳狀態。企業各種能源轉換設備、能源輸送管線、各種用能設備的效率、能源利用率、能源損耗量及有關運行的各種能源的參數測定,是通過必要的計量和計算而得到的。利用這些計量數據和計算結果,可以找出能源利用上的薄弱環節,為對這些設備進行節能技術改造提供科學、準確、有力的數據。
2.6節能意識
企業能源管理項目,需要全體人員的支持,特別是最高管理部門的積極支持,這不僅包括批準所需要資源,而且將說服其他人了解,提高能源利用率從總體上講,是企業的一項重要任務。節能意識愈強,就愈能節約大量的能源。
2.7節能目標
以初步的能耗量審計為基礎,典型的節能目標涵蓋如下:
每年減少公司耗電量、減少蒸汽使用量、減少燃油使用量、減少天然氣使用量、減少壓縮空氣使用量、減少企業工廠井水、一次水、自來水的使用量。
2.8適用企業現狀需求
目前,很多公司在能源計量、統計管理方面較落后于國內工業企業平均水平,廠內沒有進行能源統計的各類儀表如:水表、電表、蒸汽表、風表等等。日常的采樣數據基本靠人工到現場手抄,并逐級統計、上報,達不到實時性、實控性、準確性、并且每次統計上來的數據還需要增用大量的人力資源來進行較為復雜的運算過程,工作效率低,不能滿足大范圍的數據采集需要,也有些企業、單位目前已把部分能源數據通過技術手段,接入PLC、DCS上位系統中進行實時監控,但一般這樣的設備都布置在現場主控室里,如公司高管和調度中心想了解能源的供耗情況,就需要到現場或電話詢問的方式才能了解情況,實效性很差,并且有的公司結構中,PLC、DCS這樣的系統數據都掌握在車間儀表主任或儀表工的手里,這其中就難免會出現漏量、改量的行為,導致公司管理由下到上的瞞報、謊報,常年累月的缺陷對企業造成了巨大損失。因此,建立企業能源管理系統,是深化企業管理、維護企業的正常運營具有重要意義。
3組織與結構
紫金橋實時數據庫能源管理系統,是集自動化智能技術、計算機技術、現場總線原理技術等各項專業技術為一體,利用紫金橋實時數據庫作為網絡服務終端,將水、電、汽、風、石油、天然氣等各類能源、物料數據實時采集到前置機,根據用戶需求,進行數據上傳或動態數據顯示。實現了由計算機集中數據處理、統計報表、打印等功能;并且網絡內的任何一臺聯網計算機通過高層授權后都可以查詢整個系統的計量管理情況。采用本系統能及時了解整個系統的能源、物料供耗情況,最大限度地提高能源和物料的利用率,從而達到全面節能降耗的目的,提高企業的經濟效益。
實時數據庫是能源計量管理系統的核心,它負責整個系統的實時數據處理、歷史數據存儲、統計數據處理、報警信息處理和數據服務請求處理,完成與設備數據采集的雙向數據通信。
3.1系統拓撲結構圖

各站結構詳細描述如下:
1、基礎數據站:系統內最底層的數據來源,通常有儀表、儀器設備,DCS系統、PLC系統以及無自動采集源需要人工行為錄入的數據端構成。
2、隔離集中站:前置機、串口服務器等數采端設備安置點,此處體現出分布式結構的優點,極大的減輕服務器數采系統的負載量與數據量,維護管理簡單易控。
3、數據中心站:能源系統所有涉及到的數據集中站,管理著底層設備數據及人工錄入數據的匯總、分析、存儲、調用、轉儲等一系列主要功能。
4、外界交流站:提供對外系統的接口功能,可以通過關系數據表模式進行接口開放,或者按照標準的OPC DA通訊協議等進行接口開放,還可調用軟件的DbAtl.dll動態連接庫進行數據交互。
5、系統邏輯站:平臺結構規劃、功能模塊設計、代碼編寫開發、業務流程等一系列邏輯性組織的主要工作。
6、人機界面站:也可稱之為客戶端,屬于能源系統為使用者開辟的一個窗口,通常使用IE瀏覽器進行訪問,用戶可以在此處登陸能源管理系統并使用。
3.2網絡拓撲結構圖

詳細介紹如下:
最終用戶:公司局域網內的用戶可以通過瀏覽器在調度中心、辦公室、會議室等工作地點進行訪問,擁有手機的用戶還可以接受能源系統發來的關鍵數據報警信息。
中央服務群:此處放置著上層應用的各類硬件設備,通常位于公司的信息中心機房內。
分布式結構:按照區域、部門、車間或工段,以分布式結構分配前置數采機進行管理,有效的緩解數采端的負載壓力,隔離計算機病毒,增加系統可靠性、穩定性,給系統管理與維護增加了便捷。
數字采集:全稱數字信號采集,這種采集方式通常是需要儀表端的變送器支持數字通訊協議才可實現,一般情況下,數字信號是以二進制來表示的,有效的加強了通信的保密性,提高了抗干擾能力,增強了數據采集的安全與準確性,隨著電子技術的飛速發展,數字信號的應用也日益廣泛。很多現代的媒體處理工具,尤其是需要和計算機相連的儀器都從原來的模擬信號表示方式改為使用數字信號表示方式。
模擬采集:全稱模擬信號采集,屬于傳統的數采方式,一般情況通過4-20mA電流進行傳輸,指最小電流為4mA,最大電流為20mA。這類傳統的采集方式對于計算機來說,并不能直接進行通訊,需要一些介質來進行轉換,如帶數字輸出的計算儀這類設備等,并且通訊協議最好是標準的公開協議。
人工數據:系統對非自動采集數據開通的一道橋梁,如廠內的機械表、或沒有輸出信號的儀表儀器、人為化驗、人為計算的數據等,都可通過此模塊進行錄入。
控制系統:現場中控室的數據上傳,主要由DCS控制系統、PLC控制系統組成,通常會使用標準的OPC、DDE通訊協議,在數采的工作執行前,需要落實提供數據的一方(被采端)支持并已提供調試可用的OPC Server等,如果涉及到非標準協議,也應提前協商該協議是否可具備開發與采集條件。
紫金橋實時數據庫能源計量管理系統旨在為全國的大中小型企業提供一套集企業能源管理、能源數據統計于一體的信息化平臺。該系統將“科學計量、管理節能”的概念引入到企業管理中,系統利用計算機技術和現場自動化技術組成一個綜合的能源管理網絡,將耗能設備進行依級別分部門、分用途獨立計量,實現計量數據自動采集。對各計量點、區域實現能源在線動態監測、能源匯總分析、故障自動報警、歷史數據查詢、報表自動生成等。為能源合理調配提供根據,為能源自動化管理提供手段,為系統地節能降耗考評提供科學的依據。
4系統功能
4.1前端數采
4.1.1關鍵技術
系統站內采用國內外最專業的串口終端服務器將現場以星型布線方式連接各采集點(計量用儀表),站間由光纖以太網經TCP/IP傳輸數據;為了使采集數據過程中信號穩定,此處沒有應用總線型布線,由于此方法對各采集點、各類型儀表和通訊協議互有干擾,維護難,分支節點故障查找難。因此紫金橋實時數據庫能源計量管理系統應用了星型布線方式,它具有如下特點:結構簡單,便于管理;控制簡單,延遲時間較小,傳輸誤差較低。保證了現場設備穩定、連接可靠、互不干擾等諸多自動化行業一直追求的目標。并且實現了數字采集。簡單說,就是以數字通信替代了傳統4-20mA模擬信號,提高設備的智能化水平。全局的光纖以太網傳輸又保證了信息量、實效性、實時性、低成本的企業管理目地。

如上圖,布線要求,數據采集的時候,是按照分布式結構進行的。所以為了信號傳輸的穩定, 最好是按照區域劃分儀表。一般情況下,某個區域的所有儀表都要集中布線到區域內的某匯聚點位置上,每塊儀表到這個點的距離按照485傳輸協議原理來說是800到1200米。但考慮廠內信號干擾問題,我們實際建議是在控制在300米范圍內。
網絡要求:根據儀表劃分的區域,所有匯聚點都要布置網絡傳輸點,并且保證該傳輸點要與信息中心或服務器機房網絡通訊暢通。
4.1.2數據處理技術
4.1.2.1實時采集數據
能源管理系統的前置機支持最小采集周期單位是毫秒級,保證了各能源品種如水、電、汽、風等能源的瞬時值、累計值、溫度、壓力各參數的實時采集效果,并且實現了各類能源品種計量數據的分站、分類、分級匯總。
4.1.2.2多采集渠道
對于大多數企業來說,由于各部門、車間的建造與擴建有時間之差,施工單位也不一樣,自動化標準程度并不能保證一致性,這就導致用于計量的一次設備或控制系統種類繁多,數據上傳所需要的通訊協議不計其數,對數據采集造成了巨大的障礙。紫金橋公司憑借著組態軟件與實時數據庫兩套主打產品擁有多年的技術經驗,與各類自動化設備和控制系統無數次的對接,目前所成熟的驅動接口通訊協議有近千種,在行業中遙遙領先,同時還支持的國內外標準通訊協議如:OPC、DDE、MODBUS、DL645等等。因此,能源管理系統會讓企業更換儀表設備的數量達到最小值。
4.1.2.3故障處理
當采集過程中,儀表設備或線路出現故障時,前置機會按照設置的查詢周期不間段的對當前采集鏈路進行檢測,當檢測設備或線路恢復正常時,驅動程序會自動重新進行數據采集,故障恢復檢測的最大時間為45天。如果故障問題在45天內還沒有處理,系統才會認定設備為失效狀態并停止進行采集。
采集故障時,前置采集系統還可以進行數據清零、保持原值、系統故障值、用戶自定義數值等操作。滿足了不同行業不同專業對數據處理的要求。
4.1.2.4能源電量處理
我們在采集智能電表的過程中,常常遇到電表上顯示止碼量并非電量數據,需要乘以電流互感器變比,才是實際的電量,通過前置數采機軟件中的運算點類型,可以解決此問題,它的工作原理是通過驅動發送指令到儀表設備,后者返回的數據值增加一條運算操作符與常量,可以把返回的數據按照加、減、乘、除、乘方、取余其中一個方式與預定義好的常量進行運算,得到的最終結果就是處理后的數據,也是在系統中所顯示、存儲的數據值。
4.1.2.5負荷正反向處理
一般情況下,許多企業在做廠內平衡驗證時,總是發現電量的負荷時而平衡,時而不平衡,出現這樣的現象是由于某些設備的供電方向發生變化,導致整體平衡結構中供量突然增加,反之耗量突然減少,也可能供量突然減少,耗量突然增大,這樣一來會導致平衡驗證的偏差值出現報警,對此問題,紫金橋能源管理系統已經實現了解決辦法,通過實時數據庫后臺數值改變功能,進行了對正反累計量的判斷,應用此方法有效的獲取了電量計量設備的供電方向問題,該項處理也支持多設備的同步判斷。
4.2平臺應用
4.2.1實時數據
實現了各類能源計量數據的集中監測。數據顯示畫面根據不同區域進行劃分,每個區域作為一個獨立的單元,實時顯示現場各采集點的計量值。該畫面的特點是能夠集中管理所有采集點,畫面 簡潔,可對各參數進行直觀地比較,方便查看各參數是否異常,如下圖:

數據展示主要含兩類:最原始二次表數據(單獨某個計量儀表儀器)和經計算后的結點數據(組合若干二次表數據后的結果,要帶相應計算公式);生產過程監視對一次水、冷凝水、污水、蒸汽、風量、電量等瞬時流量、當日累積量及以上數據的供、耗在線顯示,滿足生產管理者對能源流公網系統的全面、及時掌控。支持調度人員的點檢和巡檢實現調度員以及各部門對生產各部所屬車間一次水、蒸汽、冷凝水、污水、電量電負荷、風量的日常檢查和記錄,通過在線實時顯示即可達到要求。
4.2.1.1趨勢分析模塊
實時數據的擴展功能,對實時數據中所顯示的能源數據生成趨勢曲線進行分析,并調度監督生產部門,已達到節能減排的目的。優化調度,根據能源日耗波動圖既峰、谷分析及預警,直觀的給調度人員實施能源平衡協調,合理安排各生產工藝環節控制。

通過雙擊實時數據界面中的某參數瞬時量或負荷,會擴展對該參數的瞬時量趨勢分析圖,使用此功能來分析能源供量、耗量情況,同步實時數據庫中采集到的最新數據,同時能夠拖動游標定位到當前時間前一時刻,在坐標軸縱軸顯示該時刻各個區域的瞬時流量值。 歷史趨勢主要功能為在指定的時間范圍內顯示歷史流量的趨勢圖,能夠拖動游標定位到某一時刻,在坐標軸縱軸顯示該時刻各個區域的歷史流量值。在坐標軸底下有一排按鈕進行歷史趨勢追憶的設置,可向前向后追憶固定的時間,亦可通過曲線時間設置對話框指定起始時間和結束時間。趨勢分析還可以進行若干參數的對比及參照。比方:查看2部1車間耗電量后,點擊增加對比按鈕,添加2部2車間耗電量。通過以上操作,即可在畫面中分別顯示1車間與2車間的耗電量對比趨勢,幫助用戶分析現場情況,以做出相應對策。
4.2.1.2能耗計算模塊
實時數據的擴展功能,按公司級、部門級、車間級劃分,實現能源供耗計算,以直觀的柱型圖、曲線圖進行顯示,增加了統計工作的效率性、準確性。通過雙擊實時數據界面中的某參數累積值,會擴展該參數的各類能耗計算結果。(包括:水、電、汽、風每月的日耗量,產量。每年的月耗量,產量等)借助計算機快速的運算處理,替代了傳統的人工算盤、人工手算、人工計算器。滿足了工作人員及時了解能源產耗情況。避免了公司領導收到下屬偽造工作內容的辦法。為各崗位提供了感受發展信息化建設的便利。

圖1
計算信息除了常用的合計、平均值、最大最小值外,還可以統計出其他數學計算結果。
例如:
實現標準差如:S=[(A-D)平方+(B-D)平方……./n]開根號,其中D為平均值、n為數組個數、AB等為數組元素。
眾數:統計集合數據內有重復出現次數最多的值進行現實,否則為返回空。
中位數:將數據按照從小到大或從大到小的順序排列,如果數據個數是奇數,則處于最中間位置的數就是這組數據的中位數;如果數據的個數是偶數,則中間兩個數據的平均數是這組數據的中位數。它的求出不需或只需簡單的計算。

圖2
4.2.2結構圖
系統流程分布圖以實際地理空間作為背景,并能夠以動畫的形式描述整個數據采集監控系統的組成及分布情況。在該模塊中可查看到當前的各參數數采實時值,如數據采集覆蓋了某些關鍵閥門與開關信號后,既能在結點上顯示設備狀態是否正常。

在結構圖中,每一個部門或車間結點都有當前瞬時能源供耗量、當日或當月累積量數據。該功能很明顯的描述了本部門與下屬車間的能源計量點邏輯關系。廠內整體的能源管理結構一覽無余。滿足公司能源流查詢,按一次水、風、蒸汽、電、污水、冷凝水能源流數據分類查詢,分別呈現公司級、部門級和車間級的總供/耗情況;
4.2.3歷史數據
歷史數據管理是對調取以往所產生的歷史數據。系統會定時從終端數據庫存入自動采集數據,并能夠查詢數據庫中保存的所有歷史數據,查詢的時間間隔和時間范圍可由用戶指定,查詢后的數據以歷史時間相對應。

查詢條件有起始時間、結束時間、間隔時間、以及想要查詢的能源參數。還可以擴展此模塊功能,加入組查詢,根據不同組織機構劃分組,每個組都有自己的瀏覽權限,按照登陸用戶不同,統計并羅列權限范圍內所能查看的公司重要能源計量信息。另外,結果數據可以實現查詢后導出文本做為工作依據。
為了方便用戶,此處在查詢結果最后一行增加了時間范圍內差量的計算,該計算是以結束時間的數值減去起始時間的數值,對于能源累積分析時,該計算值就是時間范圍內的供耗累積量。
4.2.4報表管理
自動生成各能源數據的報表。系統按照各公司工藝、能源參數、用戶需求不同,切合每家公司與生產部門的情況,定制開發統計匯總表單,開發獨有的報表進行管理,根據用戶定義的周期基準時間,生成日報表、月報表、年報表等。報表暫按如下種類:
1)查詢能源消耗日報
系統實現按照設定日期范圍查詢能源供耗數據。
2)查詢能源消耗周報
系統實現按照設定每周條件查詢能源供耗數據。
3)查詢能源消耗月報
系統實現按照設定月份條件查詢能源供耗數據。
4)查詢能源消耗季報
系統實現按照設定季份條件查詢能源供耗數據。
5)查詢能源消耗年報
系統實現按照設定年份條件查詢能源供耗數據。
報表返回結果后,支持導出文本文件功能,便于工作交流。通常,日報表在每天0點整即生成前一天數據、月報表在每月最后一天的上午8點整生成本月數據、年報在每年公歷最后一天上午8點整生成本年數據。以上時間支持按各公司扎帳時間進行調整。報表示意圖如下:

紫金橋能源管理系統,可達到以下技術指標:
1)日常報表信息查詢:公司、生產部各類能源流技術報表查詢。
2)成本管理,本系統輸入給SAP準確的能源供耗計算量。后者對生產部各主導產品單 位產品能耗實施計算和分析,分析其降或超情況。由各生產部以此制訂預防措施,穩定生產成品控制。符合同產品2條生產線要求的,實施同品種主導產品單位產品能耗實施計算和分析,為能耗高生產線制訂預防措施、節能技術改造奠定基礎提供給SAP精準、有效、無誤的能源計量數據,用于計算成本。
3)實現自動合成并輸出——節能減排目標完成情況報表、節能辦生產能源消耗日報。
4)實現生產日報表自動合成并輸出——各類表報明細如下圖:

5)實現自動合成并輸出——能源平衡報表:
24小時動力部、生產系統蒸汽供、耗平衡表。
24小時動力部、生產系統風量供、耗平衡表。
24小時動力部、生產系統電量供、耗平衡表。
24小時生產系統污水、冷凝水平衡表。
24小時生產系統一次水供、耗平衡表。
4.2.5平衡驗證
根據實時數據,進行數據挖掘,分析供、耗結點的累積平衡關系。在經過了前期覆蓋所有計量結點的數據采集后,能源管理系統在后臺實時數據庫中,根據供、耗關系進行計算,把計算后的結果實時響應給公司各崗位相關責任人,平衡驗證關系圖如下:
所示圖片為電、汽、風、污水、一次水五類能源平衡,每一類分別實時展示出公司:
1)當前瞬時量供、耗平衡關系與實時偏差率。
2)當日累積量供、耗平衡關系與實時偏差率。
3)當月累積量供、耗平衡關系與實時偏差率。
該項功能對調度人員的過程操作與調整有著很大的支持,根據一次水、蒸汽、污水、電、風在線負荷、供、耗平衡,找出最大的耗量或最小的耗點,并對其進行相應的調整。
同時,平衡驗證支持報警和預警功能,實現對五類能源供、耗偏差率的報警,當偏差率超過能源指標的上下線時,畫面中會有報警閃爍提示功能。或根據月度平均值進行預警,具體分兩個層次:一層是公司對總水量預警;按日和月度總水量限額控制。另一層是對排放量累積計算,按上限設定值進行對比分析,當符合接近上限設定值范圍內時,予以預警提示。
4.2.5.1能源比例分析
平衡驗證擴展功能,顯示當前瞬時、當日累積、當月累積各生產部所在公司電量、蒸汽、風量、污水、一次水的比例及其分配圖(餅圖),如下圖:

在餅圖中,分別列出了公司總量與下屬各部門的分量情況,查詢后,還可以看到右側的當前供、耗量與計劃量的對比,是否超出預定計劃會在主型分布圖中一覽無余。除實時顯示能源數據外,也可以調取歷史數據以餅圖的形式進行查詢,方便了公司主要領導協調各生產部門之間的能耗分配。
4.2.6報警信息
能源管理的報警信息主要以數采設備的工作是否正常為主,在前面我們已經介紹了底層的數采結構,這個環節中每個獨立采集的儀表儀器都會有通訊狀態,該設備是否處于正常采集在報警信息中都有記錄,每臺用于分布式采集的集中站(前置機)也會有數據源傳輸狀態進行記錄。如下圖:

通過報警信息的反饋,可以使得工作人員了解目前系統中有哪些結點上的數據為無效的,如此可以避免在能源管理系統中有錯誤的點存在。
另外能源管理系統可以給關鍵的能源結點設定報警限值,根據參數限值能源供耗的突發狀態,在數據庫中提供報警提示、記錄故障時間及內容。實時報警可跟蹤最新的報警數據,實時反映各采集點的實時瞬時量的低報、高報等信息,并保存報警信息以供隨時查詢。
4.2.7用戶管理
為了增強系統的安全性,保證公司生產信息不外漏,紫金橋能源管理系統可以對使用者進行集中管理與權限劃分,用戶需要登陸后才能看到權限范圍內的相關信息。此功能只為有需求的企業特殊提供。

4.2.8事件記錄
在能源系統關系庫后臺,存貯著一些系統上過程事件記錄,如:用戶登陸信息、退出信息、人工錄入信息、通訊狀態等。方便系統管理員查詢分析。
4.2.9公式分解
能源管理系統中,公司級別的數據是由各部門合計組成,部門級別的數據是由各車間合計組成,車間級別的數據是由各儀表儀器設備組成,還有些數據結點是在其他組織中抽取數據的。這種繁瑣的結構公式,通常無法完全記住,因此,系統提供了方便用戶的公式分解功能,只要用戶輸入一個計量結點編碼后,系統就會自動解釋該結點下所有關聯的公式并逐級進行分解。如下圖:

通過解析后,使用者可以非常容易對總結點、分支結點、結點源頭的能源數據進行查詢。節省了查詢公司能源組成部分的時間,進一步提高工作實效性。
4.3軟件核心技術
4.3.1斷點續傳
斷點續傳功能是為保證整套系統數據的完成性而設計的。當網絡中斷或其他原因導致服務器與前置機通訊中斷后,在前置機上會記錄中斷的時間。當通訊恢復后,雙方會自動恢復中斷的這段時間數據。這樣就增加了平臺使用的可靠性。

4.3.2數據轉儲
該功能是為數據庫之間自動轉儲做的調度程度,目的就是有效的把現場采集的實時數據轉入到關系型數據庫中(如:SQL Server)以數據表的方式進行保存。另外,還有一項主要任務就是對外接軟件或平臺提供一個開放式的接口,這樣可以實現紫金橋企業能源管理系統對各類ERP或其他業務系統的數據交互,保證了公司能源數據在內部的信息流通,及時有效。
5未來方向
隨著社會的迅速發展,企業創新環保、節能減排也是國家一貫所支持的,對于信息化的建設也會是未來各家企業的發展趨勢,紫金橋公司會不斷提高自身的水平,提供能源管理系統更完善的解決方案,把企業增效節能示為重點發展方向。為廣大企業群體做出優質的服務。
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