
安科瑞 耿敏花
摘要:為了解決傳統(tǒng)印染企業(yè)對(duì)能源管理存在粗放、滯后、管理不足等問題,提出了一種基于工業(yè)云平臺(tái)的能源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。以大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的能源管理系統(tǒng)擁有很快的工作效率。該系統(tǒng)具有穩(wěn)定性盗扒、通用性、持續(xù)擴(kuò)展性缀去,為印染企業(yè)提供了能耗監(jiān)控侣灶、訂單產(chǎn)量損耗的能源監(jiān)測(cè)解決方案,以及未來能源管理系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)缕碎。
關(guān)鍵詞:云平臺(tái)褥影;大數(shù)據(jù);物聯(lián)網(wǎng)咏雌;能源監(jiān)測(cè)凡怎;穩(wěn)定性;通用性
印染行業(yè)在紡織工業(yè)中占據(jù)著重要的地位赊抖,而我國大部分印染企業(yè)都屬于中小型的勞動(dòng)密集型企業(yè)统倒,隨著企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大,企業(yè)運(yùn)作過程中需要管理的信息日益繁雜氛雪,傳統(tǒng)的管理模式已經(jīng)不能滿足實(shí)際的需求房匆,特別是企業(yè)的能源管理方式還存在相對(duì)落后的人手抄表和人工記錄耗損的情況。為此挫勿,本方案提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能源管理解決方案上辖,集“物聯(lián)網(wǎng)”“大數(shù)據(jù)”“云計(jì)算”“AI”“邊緣計(jì)算”“智能網(wǎng)關(guān)”等技術(shù)于一體,服務(wù)于園區(qū)琴哗、企事業(yè)單位在能源的生產(chǎn)、輸配粉只、使用過程中對(duì)能源管理的兩化(信息化吟叙、自動(dòng)化)融合需求,服務(wù)于安全用能暇鸦、經(jīng)濟(jì)用能以及精細(xì)化管理的需求揍丘。具體如下:(1)能耗管理系統(tǒng)采用分層分布式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu),對(duì)電力牺胎、天然氣楞庸、水、蒸汽等各分類能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行采集暂一、處理晾胡,并分析能耗狀況,實(shí)現(xiàn)節(jié)能應(yīng)用拐云;(2)采用儀表管理罢猪、能源監(jiān)控近她、能源統(tǒng)計(jì)、能耗預(yù)測(cè)分析膳帕、能耗設(shè)備管理粘捎、能源計(jì)量設(shè)備管理等多種手段,使企業(yè)管理者對(duì)企業(yè)的能源成本比重危彩、發(fā)展趨勢(shì)有準(zhǔn)確的掌握攒磨;(3)讓電力、用水汤徽、天然氣咧纠、蒸汽等用能信息可視化,并與生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)相結(jié)合泻骤,形成單位制品能耗漆羔、日均網(wǎng)損鳍咱、平均(水電氣)價(jià)格等指標(biāo)蒂禽,協(xié)助管理者快速掌控企業(yè)狀況,進(jìn)行客觀入驮、科學(xué)的分析陈伪,為企業(yè)精細(xì)化管理提供新的數(shù)據(jù)化維度深牲。
1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
1.1 業(yè)務(wù)架構(gòu)
業(yè)務(wù)架構(gòu)圖如圖1所示。
能耗管理系統(tǒng)采用分層分布式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)泛倦,對(duì)電力辽松、天然氣、水习环、蒸汽等各分類能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行采集裸努、處理,并分析能耗狀況芍规,實(shí)現(xiàn)節(jié)能應(yīng)用垃桨。技術(shù)路線為采集終端智能儀表水、電翰倡、蒸汽器赦、天然氣等數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)吹似、4G/5G 的形式傳輸刚垦、存儲(chǔ)至技研工業(yè)云平臺(tái)進(jìn)行相關(guān)的分析處理,用戶只需打開相應(yīng)系統(tǒng)的應(yīng)用軟件(Windows喷楣、Android趟大、IOS)即可通過手機(jī)APP、電腦客戶端完成對(duì)用能數(shù)據(jù)的調(diào)取抡蛙、監(jiān)控分析护昧、管理等需求魂迄,讓用能信息變得簡(jiǎn)單和直觀,使決策者惋耙、管理者更有效地掌控企業(yè)能源管理信息捣炬。
1.1.1 終端感知層
終端感知層提供的數(shù)據(jù)主要來自現(xiàn)場(chǎng)的水表、天然氣表绽榛、蒸汽表以及安裝在現(xiàn)場(chǎng)的智能電表湿酸、電氣安全預(yù)警儀等。
1.1.2 網(wǎng)絡(luò)傳輸層
網(wǎng)絡(luò)傳輸層主要提供工業(yè)網(wǎng)關(guān)灭美,負(fù)責(zé)終端智能表(計(jì))與平臺(tái)應(yīng)用層的連接推溃,實(shí)時(shí)采集設(shè)備數(shù)據(jù),上報(bào)到云上的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)届腐。
1.1.3 平臺(tái)應(yīng)用層
平臺(tái)應(yīng)用層基于技研云平臺(tái)工業(yè) PaaS 服務(wù)搭建万窄,提供面向能源管理領(lǐng)域的特定場(chǎng)景應(yīng)用。其中仪荞,通用 PaaS 提供云計(jì)算付忆、大數(shù)據(jù)、應(yīng)用開發(fā)江构、物聯(lián)網(wǎng)等基礎(chǔ) PaaS 服務(wù)能力艺退,提供以數(shù)據(jù)為核心的工業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)、機(jī)理模型服務(wù)和業(yè)務(wù)微服務(wù)在缆。應(yīng)用層提供安全預(yù)警与钳、能耗管理、設(shè)備監(jiān)控等功能茫失,服務(wù)安全用能精柒、經(jīng)濟(jì)用能以及精細(xì)化管理的需求,同時(shí)支持 PC 端和移動(dòng)端(微信小程序)訪問倔剩,滿足不同用戶群體的使用需求朦暖。
1.2 能源管理業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)
能耗業(yè)務(wù)邏輯:通過計(jì)量表管理對(duì)能源系統(tǒng)的底層現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行定義,計(jì)量表數(shù)據(jù)通過485通訊自動(dòng)采集與人工錄入作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的輸入端盖呼,將規(guī)定的計(jì)量表與統(tǒng)計(jì)對(duì)象(包括區(qū)域、設(shè)備等)進(jìn)行運(yùn)算賦值化撕、綁定連接几晤,生成各時(shí)間段的區(qū)域、設(shè)備等能耗明細(xì)植阴。
單耗業(yè)務(wù)邏輯:在能耗統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上蟹瘾,結(jié)合各統(tǒng)計(jì)對(duì)象的產(chǎn)量情況及各產(chǎn)品類型的系數(shù)加成,定時(shí)核算單耗數(shù)據(jù)掠手。系統(tǒng)設(shè)定統(tǒng)計(jì)對(duì)象的單耗基準(zhǔn)憾朴,在實(shí)際單耗與設(shè)定的單耗基準(zhǔn)出現(xiàn)一定的偏差時(shí)狸捕,自動(dòng)發(fā)起警報(bào)。
批耗業(yè)務(wù)邏輯:在能耗與單耗的基礎(chǔ)上众雷,結(jié)合每個(gè)訂單/批次的工藝數(shù)據(jù)灸拍、配方數(shù)據(jù)、機(jī)臺(tái)排程數(shù)據(jù)砾省、訂單/批次的開始與結(jié)束節(jié)點(diǎn)等信息鸡岗,核算出每個(gè)訂單/批次/工藝的生產(chǎn)能耗。
能源管理業(yè)務(wù)流程如圖2所示编兄。
2 主要功能設(shè)計(jì)
能源管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)信息采集管理系統(tǒng)的目標(biāo)是建立數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)咕烟,實(shí)現(xiàn)對(duì)能耗信息的自動(dòng)監(jiān)測(cè),進(jìn)而完成能源的管理淀祟,實(shí)現(xiàn)安全憎对、優(yōu)良供能,提高工作效率酌铺,降低能耗散岩,從而達(dá)到降低產(chǎn)品成本的目的。包括數(shù)據(jù)采集述逾、數(shù)據(jù)發(fā)布和數(shù)據(jù)分析管理盹清,主要功能是實(shí)現(xiàn)所有能耗數(shù)據(jù)的采集,并在企業(yè)內(nèi)部范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)布殴客。
整個(gè)能源管理系統(tǒng)采用可靠的硬件平臺(tái)輔以成熟的軟件平臺(tái)曾辙,構(gòu)成集中式數(shù)據(jù)采集監(jiān)控分析管理系統(tǒng),并實(shí)現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)的集中管理和歸檔傀铃,通過網(wǎng)絡(luò)在企業(yè)內(nèi)部范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)布糕米。
2.1 實(shí)時(shí)能耗采集
通過數(shù)據(jù)采集器自動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)儀表的能耗數(shù)據(jù)信息,為能源信息管理提供原始數(shù)據(jù)茫经。
2.1.1 通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)接口
本系統(tǒng)涉及到電巷波、水、天然氣卸伞、蒸汽等能耗監(jiān)測(cè)儀表設(shè)備的采集工作抹镊;提供的監(jiān)測(cè)儀表設(shè)備要支持RS-485、RS-232荤傲、RJ45垮耳、CDMA3G/4G 等多種網(wǎng)絡(luò)接口或支持 OPC、MODBUS遂黍、104终佛、CDT、DLT645 等多種通信協(xié)議的數(shù)據(jù)接入雾家,實(shí)現(xiàn)企業(yè)铃彰、分廠绍豁、車間、設(shè)備等多級(jí)能源介質(zhì)的采集牙捉、存儲(chǔ)管理竹揍。
2.1.2 斷網(wǎng)本地預(yù)存
在網(wǎng)絡(luò)中斷或者主數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備出現(xiàn)無法通信的情況時(shí),數(shù)據(jù)采集設(shè)備應(yīng)當(dāng)繼續(xù)采集能耗數(shù)據(jù)淌璧,并將采集到的能耗數(shù)據(jù)保存在本地拳镊,在網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通或者與主數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備恢復(fù)通信后將預(yù)存的數(shù)據(jù)上傳到云存儲(chǔ)設(shè)備中。
2.1.3 遠(yuǎn)程抄表
對(duì)規(guī)定區(qū)域內(nèi)的能耗監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程抄表禽忧,而且選擇規(guī)定的日期與時(shí)間對(duì)能耗儀表進(jìn)行遠(yuǎn)程抄表寓吼,將對(duì)應(yīng)的時(shí)間累積能耗數(shù)據(jù)推送給技研云平臺(tái)數(shù)據(jù)采集庫。
2.1.4 運(yùn)行監(jiān)測(cè)
(1)系統(tǒng)以數(shù)據(jù)列表衙乡、分布圖治牲、曲線等形式直觀展示企業(yè)實(shí)時(shí)或歷史生產(chǎn)能耗數(shù)據(jù)、生產(chǎn)指標(biāo)箱歪、能耗指標(biāo)和數(shù)據(jù)通信報(bào)警趁悦。
(2)通過集中監(jiān)控生產(chǎn)和能源系統(tǒng)指標(biāo)、生產(chǎn)異常實(shí)時(shí)報(bào)警揽膏、系統(tǒng)巡檢到位等措施提高企業(yè)能源系統(tǒng)的運(yùn)行管理水平及整體安全水平委蒿,確保生產(chǎn)安全進(jìn)行。
2.2 能耗統(tǒng)計(jì)分析
2.2.1 計(jì)量分析
能源管理系統(tǒng)計(jì)量分析采用餅狀圖的形式展現(xiàn)規(guī)定時(shí)間段內(nèi)各類能耗所占總能耗的百分?jǐn)?shù)歹朵;能耗趨勢(shì)分析采用折線圖的形式展現(xiàn)規(guī)定時(shí)間段內(nèi)規(guī)定能源的消耗黎人。
能耗報(bào)表管理:自動(dòng)生成所需要的數(shù)據(jù)(日/月/季度/年)報(bào)表、定期階段報(bào)表和事件報(bào)表挠说,并能以用戶所需要的格式和方式保存澡谭、導(dǎo)出或打印。報(bào)表的類型损俭、內(nèi)容和格式可由用戶動(dòng)態(tài)調(diào)整蛙奖,如圖3所示。
能耗報(bào)表分析:系統(tǒng)可提取各類能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)分析杆兵,確立值雁仲,并對(duì)各監(jiān)控點(diǎn)的能耗情況進(jìn)行水耗、電耗琐脏、氣耗判定伯顶,對(duì)能耗改善提出一套完整的診斷流程,并提供能耗分析報(bào)告骆膝,幫助用戶進(jìn)行節(jié)能措施及設(shè)備改造。
人工數(shù)據(jù)上傳:針對(duì)尚未安裝自動(dòng)采集儀的支路或無法使用數(shù)據(jù)采集儀進(jìn)行自動(dòng)采集的能源消耗(機(jī)械式儀表)提供人工數(shù)據(jù)上傳及審核的功能灶体,避免數(shù)據(jù)缺失導(dǎo)致的各類問題阅签。
數(shù)據(jù)備份管理:用戶手動(dòng)或系統(tǒng)自動(dòng)備份保存各項(xiàng)數(shù)據(jù)掐暮;當(dāng)發(fā)生特殊情況導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失時(shí),可自動(dòng)導(dǎo)入近期的備份數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)列序,避免特殊情況出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失導(dǎo)致的各項(xiàng)損失碧爬。
2.2.2 單耗分析
能源管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控整廠各區(qū)域、各設(shè)備的單位產(chǎn)量耗費(fèi)的能源情況睹肝。單耗通常作為各管理人員所管轄區(qū)域的能源考核指標(biāo)旺胳,可通過監(jiān)控、分析實(shí)際單耗與設(shè)定績(jī)效的偏差來判斷能源管理水平的優(yōu)劣画柜;單耗超出控制線出現(xiàn)異常時(shí)自動(dòng)發(fā)起警報(bào)捞蹈,通過及時(shí)的反饋提高能源的利用效率。
2.2.3 批耗分析
能源管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控各訂單/批次在各工序的能耗情況围杉,實(shí)現(xiàn)訂單/批次級(jí)別高顆粒度的能源分析钧鸳。在大量的批次能耗數(shù)據(jù)采集后,系統(tǒng)通過分布擬合的方法制定各訂單乖粘、批次搓睦、工藝的標(biāo)準(zhǔn)能耗模型,當(dāng)實(shí)際生產(chǎn)能耗與標(biāo)準(zhǔn)能耗模型偏差較大時(shí)發(fā)起警報(bào)砌熬,促進(jìn)能源問題的解決與完善傍念,同時(shí)系統(tǒng)通過行業(yè)BI 大數(shù)據(jù)自動(dòng)輸出工藝改進(jìn)的方案建議,提高染整工廠的能源利用效率葛闷。
2.3 能耗預(yù)測(cè)
以客觀數(shù)據(jù)為依據(jù)憋槐,以企業(yè)整體、分廠孵运、車間秦陋、生產(chǎn)線、主要用能設(shè)備為對(duì)象治笨,并結(jié)合歷史能耗數(shù)據(jù)驳概,對(duì)未來的能耗情況進(jìn)行預(yù)測(cè)分析:(1)利用歷史能耗數(shù)據(jù)分析未來能耗趨勢(shì);(2)按照日旷赖、月顺又、年的日期形式分別統(tǒng)計(jì)出對(duì)應(yīng)的能耗趨勢(shì)數(shù)據(jù);(3)與企業(yè)的生產(chǎn)線等孵、主要用能設(shè)備的使用情況相結(jié)合稚照;(4)趨勢(shì)圖表界面美觀,條目清晰俯萌,并提供在線打印與導(dǎo)出功能果录。
2.4 警報(bào)設(shè)置
企業(yè)可根據(jù)不同廠區(qū)、不同支路、不同設(shè)備的用能需求咖雀,分時(shí)間段設(shè)置不同的警報(bào)策略擎势。當(dāng)發(fā)生不合理的能源消耗時(shí),系統(tǒng)按照所設(shè)置的警報(bào)方式對(duì)用戶進(jìn)行提醒亮购,避免設(shè)備故障或人為原因造成的能源浪費(fèi)楚携。在一段時(shí)間后,用戶可通過歷史警報(bào)記錄分析當(dāng)前的節(jié)能策略是否需要修改岔爹,很大限度地確保能源和資金的合理利用茅囱。此外,當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生能源警報(bào)時(shí)旧伺,消息可推送給相關(guān)的生產(chǎn)角色(工人浆英、主管、企業(yè)高層管理者)赎躲。
3 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用
3.1 硬件設(shè)備
能源管理采用高性能智能網(wǎng)關(guān)作為硬件采集及通信設(shè)備避掩。該網(wǎng)關(guān)擁有自主嵌入式操作系統(tǒng),具有強(qiáng)大的功能擴(kuò)展和系統(tǒng)升級(jí)的空間肴熏,用于能源管理中各類能耗儀表的數(shù)據(jù)采集鬼雀、存儲(chǔ)與管理,可實(shí)現(xiàn)用能數(shù)據(jù)智能處理等邊緣計(jì)算功能蛙吏,可通過物聯(lián)網(wǎng)源哩、以太網(wǎng)等與云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互,具備邊緣計(jì)算能力鸦做,具備斷點(diǎn)續(xù)傳功能励烦。
智慧能源網(wǎng)關(guān)特點(diǎn):(1)水電氣熱4表合一,一臺(tái)網(wǎng)關(guān)可支持水泼诱、電坛掠、氣、熱等各類能耗儀表的信息采集治筒,支持多點(diǎn)位高速采集屉栓;(2)支持各類工業(yè)規(guī)約,支持符合 DLT645-2007 與 DLT645-1997 規(guī)約的所有電能表(計(jì))耸袜,支持符合CJ 188-2004-T規(guī)約的所有水友多、氣、熱表(計(jì))妨宪,支持協(xié)議擴(kuò)展锥约;(3)下行支持多協(xié)議RS485、M-Bus之灼、CAN侮搭、紅外等,上行支持多通信方式如以太網(wǎng)、GPRS(2G/3G/4G)拳沙、WIFI爽附、LORA、NB-IOT 等怔惯;(4)安裝方式靈活,導(dǎo)軌式易震、壁掛式任意可選庞取,終端設(shè)有4個(gè)固定孔位,可采用Φ3的標(biāo)準(zhǔn)螺絲進(jìn)行固定安裝烈瑰。
3.2 應(yīng)用場(chǎng)景
系統(tǒng)面向傳統(tǒng)印染紡織企業(yè)染色機(jī)鞍靴、定形機(jī)、絲光機(jī)镶摘、煮漂機(jī)嗽桩、開幅機(jī)等通用生產(chǎn)設(shè)備,針對(duì)企業(yè)能源管理粗放凄敢、存在用能監(jiān)測(cè)黑箱碌冶、能耗高、設(shè)備壽命短涝缝、問題點(diǎn)查找困難等扑庞,基于對(duì)整個(gè)車間的通用生產(chǎn)設(shè)備及傳感器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集,利用邊緣計(jì)算和云服務(wù)器實(shí)現(xiàn)對(duì)車間設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的智能優(yōu)化控制拒逮,提高企業(yè)的能源利用水平和用能安全水平罐氨,降低能耗。
普遍使用場(chǎng)景:(1)管理人員對(duì)工廠的能耗有基本的了解與整體的把控滩援;(2)作為進(jìn)一步分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)栅隐;(3)給抄表人員提供方便實(shí)用的工具;(4)區(qū)域單耗作為各車間管理人員的考核指標(biāo)玩徊,及時(shí)反饋分析總結(jié)租悄;(5)設(shè)備單耗作為能耗異常的深度分析;(6)單耗異常發(fā)起警報(bào)秫玉,發(fā)起查異常解決問題的流程瘫笋;(7)能源預(yù)信(分布擬合);(8)工藝改進(jìn)耀到;(9)制定訂單工藝的能耗標(biāo)準(zhǔn)锨堵;(10)訂單批號(hào)的耗能預(yù)警。
4 系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)
能源管理系統(tǒng)是綜合運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)和能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)莲吐,實(shí)現(xiàn)對(duì)印染企業(yè)能耗的在線監(jiān)測(cè)粟墩、動(dòng)態(tài)
分析和集中管理,建立“多能互補(bǔ),需求響應(yīng)”新機(jī)制惨槐,精細(xì)化问嬉、信息化的能源管理方式,可提升印染企業(yè)能源管理水平瘤褒,降低能源成本炮姑,實(shí)現(xiàn)能源的動(dòng)態(tài)需求響應(yīng)和企業(yè)能源的優(yōu)化調(diào)度。系統(tǒng)具體的優(yōu)勢(shì)如下:(1)易部署悲组、易實(shí)施检痰、見效快。能源管理服務(wù)根據(jù)當(dāng)前印染企業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行實(shí)際調(diào)研與分析锨推,幫助企業(yè)制定一套輕量化的能效監(jiān)控系統(tǒng)铅歼,系統(tǒng)基于云平臺(tái)模式搭建,可以快速部署换可,免去復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與安裝椎椰。在不影響當(dāng)前生產(chǎn)的前提下進(jìn)行實(shí)施,可以使企業(yè)減少在安裝實(shí)施過程中帶來的損失沾鳄。能源管理服務(wù)在整個(gè)系統(tǒng)部署完畢后 2 個(gè)月就會(huì)有明顯的優(yōu)化效果慨飘,見效快。(2)便捷的使用方式洞渔。系統(tǒng)提供 PC 端套媚、手機(jī)端等豐富的展示方式,提供簡(jiǎn)易的人性化的使用界面磁椒,幫助用戶快速地獲取所需用能信息堤瘤,降低使用者學(xué)習(xí)的成本;同時(shí)為設(shè)備管理人員浆熔、企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)等管理者提供數(shù)字化的設(shè)備模型和實(shí)時(shí)運(yùn)行情況的各種健康指標(biāo)本辐,作為決策分析依據(jù)。(3)實(shí)時(shí)的自動(dòng)預(yù)警通知矢匾。系統(tǒng)可以向移動(dòng) APP 應(yīng)用自動(dòng)推送預(yù)警通知懂崭,實(shí)時(shí)告知相關(guān)人員能源事件信息。
5 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)化区戚、信息化技術(shù)和集中管理模式处淘,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)化管理挣堪,監(jiān)測(cè)企業(yè)電栈眉、水、燃?xì)饣聿摇⒄羝皦嚎s空氣等各類能源的消耗情況榛架,通過數(shù)據(jù)分析箍负、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唤鳍、能源質(zhì)量麦回、產(chǎn)品能源單耗、各工序能耗恕刘、工藝缤谎、車間、產(chǎn)線雪营、班組弓千、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)比分析献起、能源成本分析镣陕、碳排分析谴餐,為企業(yè)加強(qiáng)能源管理,提高能源利用效率呆抑、挖掘節(jié)能潛力岂嗓、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
鋼鐵鹊碍、石化厌殉、冶金、有色金屬侈咕、采礦选浅、醫(yī)藥、水泥庇讥、煤炭尚技、造紙、化工润沸、物流潭耙、食品、水廠燥箍、電廠都宅、供熱站、軌道交通朦晋、航空工業(yè)愧橄、木材、工業(yè)園區(qū)锻宵、醫(yī)院从肮、學(xué)校筐子、酒店、寫字樓以及汽車制造缓苛、機(jī)電設(shè)備芳撒、電器產(chǎn)品、工器具制造等離散制造業(yè)未桥。
7 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
現(xiàn)場(chǎng)通過廠區(qū)局域網(wǎng)和平臺(tái)通訊笔刹,平臺(tái)搭建在客戶自己配置的服務(wù)器上。搭建完成之后冬耿,客戶可以在任意能與局域網(wǎng)聯(lián)通的地方舌菜,通過有權(quán)限的賬號(hào)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(chǎng)設(shè)備層亦镶、網(wǎng)絡(luò)通訊層和平臺(tái)管理層日月。
現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層:主要是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于水、電缤骨、氣等參量采集測(cè)量的各類型的儀表等爱咬,也是構(gòu)建該配電、耗水绊起、耗氣系統(tǒng)必要的基本組成元素精拟。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)電力儀表箩晦、溫濕度控制器甫蹄、開關(guān)量監(jiān)測(cè)模塊以及合格供應(yīng)商的水表、氣表淀甘、冷熱量表等缚粮。
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)備迟赶。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)创哩,并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)堵但,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)器波笆,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)铁厌,保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失褂苔。
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)器惹模,一般應(yīng)用服務(wù)器和WEB服務(wù)器可以合一配置贩贵。
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)化灵妨、信息化技術(shù)和集中管理模式解阅,對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)落竹、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货抄,通過數(shù)據(jù)分析述召、挖掘和趨勢(shì)分析,幫助企業(yè)加強(qiáng)能源管理蟹地,提高能源利用效率和節(jié)能潛力积暖,為節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)依據(jù)。
8.1平臺(tái)登錄
在瀏覽器打開云平臺(tái)鏈接怪与、輸入賬戶名和權(quán)限密碼夺刑,進(jìn)行登錄,防止未授權(quán)人員瀏覽有關(guān)信息分别。
8.2大屏展示
用戶登錄成功之后進(jìn)入大屏展示頁面遍愿,展示企業(yè)及各區(qū)域的能耗折標(biāo)、產(chǎn)值耘斩、異常曾搪、排名、占比扯连、通訊情況,點(diǎn)擊區(qū)域展示該區(qū)域的分類能耗唆皇、產(chǎn)值等相關(guān)信息梨浑。
8.3首頁
首頁展示峰谷平用電、變壓器情況吨肆、年能耗趨勢(shì)迂儡、單耗趨勢(shì)、分類能耗等企業(yè)級(jí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)劳仿。
8.4數(shù)據(jù)監(jiān)控
對(duì)企業(yè)各點(diǎn)位的能源使用杰打、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)作情況甜海,同時(shí)能更快的掌握點(diǎn)位的報(bào)警搁鞭,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)支撐饵来。
能源實(shí)時(shí)監(jiān)控:對(duì)于水恢恼、電、氣等能源消耗進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)胰默,確保用能環(huán)節(jié)的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行场斑,顯示配電圖、能流圖牵署、能源平衡網(wǎng)絡(luò)圖漏隐、能源計(jì)量網(wǎng)絡(luò)圖等功能喧半。
能流圖:需要在能流圖上對(duì)水、電青责、氣的消耗情況進(jìn)行實(shí)時(shí)展示挺据;當(dāng)能源參數(shù)越限報(bào)警,可提供報(bào)警重要性等級(jí)分類爽柒,同時(shí)支持APP推送吴菠、手機(jī)短信、郵件浩村、釘釘做葵、語音播報(bào)、系統(tǒng)彈窗報(bào)警提示等心墅;
配電圖:將配電房真實(shí)情況畫入配電圖翠墩,實(shí)時(shí)展示接入的門禁、水浸辖京、電水氣等儀表的實(shí)時(shí)參數(shù)帝匙、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)工廠克干、車間反狞、工序、設(shè)備的當(dāng)年讽噪、季度跳清、月、周渠吮、日客止、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)域僻绸、不同設(shè)備的不同的能耗參數(shù)巾甲;
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)處理操作蛀醉,可以對(duì)報(bào)警參數(shù)進(jìn)行在線設(shè)置悬襟,當(dāng)能源參數(shù)越限報(bào)警,可提供報(bào)警重要性等級(jí)分類滞欠,具備APP推送古胆、手機(jī)短信、郵件筛璧、釘釘逸绎、語音播報(bào)、系統(tǒng)彈窗等報(bào)警提示夭谤;
8.5視頻監(jiān)控
接入攝像頭棺牧,實(shí)時(shí)掌控企業(yè)內(nèi)實(shí)際情況巫糙。
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)劃颊乘。通過各種運(yùn)行參數(shù)狀態(tài)下用電效能的對(duì)比分析参淹,找出更好的運(yùn)行模式。根據(jù)運(yùn)行模式調(diào)整負(fù)載乏悄,從而降低用電單耗浙值,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)變化褥辰,以曲線圖的方式展示构鸭。
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)比分析力邻,實(shí)現(xiàn)各個(gè)產(chǎn)業(yè)線的對(duì)比旬性,幫助領(lǐng)導(dǎo)掌控整個(gè)工廠的能源消耗,能源成本认平,標(biāo)煤排放等的情況抒崖。
8.9用能統(tǒng)計(jì)
從能源使用種類、監(jiān)測(cè)區(qū)域弃净、車間婉烈、生產(chǎn)工藝、工序绩罩、工段時(shí)間蒙搅、設(shè)備、班組母逸、分項(xiàng)等維度,采用曲線届慈、餅圖徒溪、直方圖、累積圖金顿、數(shù)字表等方式對(duì)企業(yè)用能統(tǒng)計(jì)臊泌、同比、環(huán)比分析揍拆、實(shí)績(jī)分析渠概,折標(biāo)對(duì)比、單位產(chǎn)品能耗嫂拴、單位產(chǎn)值能耗統(tǒng)計(jì)播揪,找出能源使用過程中的漏洞和不合理地方,從而調(diào)整能源分配策略筒狠,減少能源使用過程中的浪費(fèi)猪狈。
8.10 成本分析
統(tǒng)計(jì)各個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)(工廠箱沦、車間)的當(dāng)年、季度雇庙、月谓形、周、日各類能源消耗費(fèi)用穆惩,其中電包括峰電量柒谈、峰電費(fèi)、谷電量咖自、谷電費(fèi)以及平均電量和平均電費(fèi)胖辨。
8.11產(chǎn)品單耗統(tǒng)計(jì)
與企業(yè)MES系統(tǒng)對(duì)接,通過產(chǎn)品產(chǎn)量以及系統(tǒng)采集的能耗數(shù)據(jù)嘶忘,在產(chǎn)品單耗中生成產(chǎn)品單耗趨勢(shì)圖氏石,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(duì)標(biāo)躁银,以便企業(yè)能夠根據(jù)產(chǎn)品單耗情況來調(diào)整生產(chǎn)工藝愿航,從而降低能耗。
8.12績(jī)效分析
對(duì)各類能源使用蔑辽、消耗身音、轉(zhuǎn)換,按班組触尚、區(qū)域叔收、車間,產(chǎn)線傲隶、工段饺律、設(shè)備等進(jìn)行日、周跺株、月复濒、年、規(guī)定時(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比較考核乒省,幫助企業(yè)了解內(nèi)部能效水平和節(jié)能潛力巧颈,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)域袖扛、工段砸泛、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)蛆封,如溫度唇礁、濕度、流量、壓力垒迂、速度等屁坛,并支持變配電系統(tǒng)一次運(yùn)行監(jiān)視”空可直接從動(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)宽缎,支持按能源種類、車間讶粹、工段着雪、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
用戶可通過自定義報(bào)表頭與列贩仇,靈活生產(chǎn)各種報(bào)表瞎励,查看企業(yè)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的能耗,單耗切役,成本蒜肥,綜合能耗等信息,并同比蕉妇、環(huán)比報(bào)表碟堵,支持導(dǎo)出報(bào)表。
8.15同比腹忽、環(huán)比
提供能耗成本的圖形對(duì)比分析来累,包括分時(shí)段(日、月窘奏、年)的同比嘹锁、環(huán)比分析,分類着裹、分時(shí)段领猾、分項(xiàng)(地點(diǎn)、機(jī)構(gòu)骇扇、設(shè)備)統(tǒng)計(jì)圖形對(duì)比分析(柱狀圖瘤运、餅圖、堆積圖等)匠题。
同比
環(huán)比
8.16分析報(bào)告
以年、月但金、日對(duì)企業(yè)的能源利用情況韭山、線路損耗情況、設(shè)備運(yùn)行情況冷溃、運(yùn)維情況等進(jìn)行仔細(xì)的統(tǒng)計(jì)分析腻危,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)備異常雇法,從而找出改善點(diǎn)战辨,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)行嗜吉、停機(jī)及異常狀態(tài)莱火,及時(shí)解決設(shè)備故障停運(yùn)導(dǎo)致無法正常生產(chǎn)。
8.18線損分析
根據(jù)節(jié)點(diǎn)熄自、能源分類驻碟,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)的問題专菠,提醒用戶及時(shí)進(jìn)行干預(yù)卸禽。
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)比分析茄敲。對(duì)單位產(chǎn)值碳排放量進(jìn)行計(jì)算洪稿,并結(jié)合減排指標(biāo)實(shí)現(xiàn)超標(biāo)預(yù)警,提升區(qū)域減排水平狠持,促進(jìn)碳達(dá)峰目標(biāo)實(shí)現(xiàn)疟位。
8.20電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)諧波含量、三相不平衡度工坊、功率因數(shù)等献汗,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)故障王污。
8.21運(yùn)維管理
系統(tǒng)支持設(shè)備日常巡檢計(jì)劃罢吃、派工、消缺昭齐、報(bào)修尿招、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)劃阱驾、派工就谜,巡檢人員執(zhí)行巡檢、完成工單里覆、巡檢發(fā)現(xiàn)問題消缺丧荐,進(jìn)行故障報(bào)修、跟進(jìn)維修進(jìn)度哮瓦,滿足日常巡檢圣辩、設(shè)備維修保養(yǎng)需要。
8.22報(bào)警管理
針對(duì)于電氣正常開展岛盗、限電和能耗雙控匆罗,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)警记辖、限電報(bào)警等禁脏,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)致用能成本過高苗圃。支持分級(jí)分類報(bào)警谣泄,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笙吠,可自定義抄表的分類分項(xiàng)禀锋。
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)轴座。
8.25容需量報(bào)表
提供容需量報(bào)表禀综,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)容改需苔严,降低基本電費(fèi)定枷。
8.26復(fù)費(fèi)率報(bào)表
對(duì)尖、峰届氢、平欠窒、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)用電退子,優(yōu)化成本效益提供數(shù)據(jù)支持岖妄。
8.27文檔管理
對(duì)國標(biāo)、能源管理制度寂祥、能源指標(biāo)體系等文件進(jìn)行歸檔荐虐,可快速查詢相關(guān)文檔。對(duì)儀表臺(tái)賬進(jìn)行系統(tǒng)管理丸凭,支持文件的上傳和下載福扬。
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)行及能源消耗情況惜犀,可實(shí)現(xiàn)分層預(yù)覽铛碑、轉(zhuǎn)場(chǎng)展示、風(fēng)格切換势纺、智能巡檢等效果赦锰,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)行虛擬仿真演茂,展示子系統(tǒng)的動(dòng)力管線灼址、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)的能源流向效果履剔。
8.30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(cè)數(shù)據(jù)轨来。
8.31自定義駕駛艙
可通過圖形化的操作方式自定義駕駛艙肢抚,以折線圖、餅圖基霞、表格等圖形展示采集數(shù)據(jù)及各類統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)别主,數(shù)據(jù)源包括API、數(shù)據(jù)庫查詢阎瘩、MQTT色罚、Excel等方式。
8.32基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理
對(duì)系統(tǒng)的項(xiàng)目账劲、探測(cè)器戳护、設(shè)備型號(hào)、電參量瀑焦、節(jié)點(diǎn)腌且、能源、公示榛瓮、及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行配置铺董、修改、刪除等管理禀晓、進(jìn)行用戶添加和授權(quán)管理精续、合同管理。
8.33手機(jī)APP
APP支持Android粹懒、iOS操作系統(tǒng)重付,方便用戶按能源分類、區(qū)域崎淳、車間境猜、工序、班組寨衣、設(shè)備等不同維度掌握企業(yè)能源消耗胸叠、產(chǎn)線比對(duì)、效率分析遇托、同環(huán)比分析债烹、能耗折標(biāo)、事件記錄笔广、運(yùn)行監(jiān)視闪侨、異常報(bào)警、配電圖灿西、工藝流程圖挑明、能流圖断猩。
8.34知識(shí)產(chǎn)權(quán)證書
9 系統(tǒng)硬件配置
10 結(jié)語
設(shè)計(jì)了一種基于工業(yè)云平臺(tái)的針對(duì)印染企業(yè)的能源管理系統(tǒng),對(duì)印染企業(yè)傳統(tǒng)能耗管理進(jìn)行了深層次的信息整合沪翔,實(shí)現(xiàn)了全廠設(shè)備的互通互聯(lián)肪瘤,有效地幫助企業(yè)提高了設(shè)備的綜合運(yùn)行效率,并運(yùn)用信息化手段改善企業(yè)的業(yè)務(wù)流程潮瓶。未來陶冷,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將迎來加速發(fā)展期,不斷打造和完善面向染整行業(yè)毯辅、覆蓋全技術(shù)層次和全生命周期業(yè)務(wù)流程的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)埂伦,以微服務(wù)、工業(yè) APP 等多種技術(shù)和形式提供資源整合思恐、個(gè)性化定制等綜合服務(wù)沾谜,將幫助更多的企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)。
參考文獻(xiàn)
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