企業(yè)能源數(shù)據(jù)化管理系統(tǒng)

張亞利 楊素霞 李奇

【摘 要】 “企業(yè)能源數(shù)據(jù)化管理系統(tǒng)” 全面實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)數(shù)據(jù)化，整合自動(dòng)化、信息化和大數(shù)據(jù)技術(shù)，通過(guò)對(duì)企業(yè)能源生產(chǎn)、輸配和消耗實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)控和管理，提高能源管理水平，改進(jìn)和優(yōu)化能源平衡，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性節(jié)能降耗。

【關(guān)鍵詞】能源；數(shù)據(jù)化；節(jié)能

一、 前言

在日益競(jìng)爭(zhēng)和節(jié)能技術(shù)迅速推廣的今天，對(duì)于生產(chǎn)型企業(yè)深入挖潛節(jié)能降耗的出路在于系統(tǒng)節(jié)能，必須與工藝密切結(jié)合，以準(zhǔn)確、系統(tǒng)的能源和工藝生產(chǎn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用各種節(jié)能技術(shù)，形成系統(tǒng)節(jié)能解決方案。

二、背景

隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能減排工作的全面重視，各級(jí)政府、各行業(yè)都將節(jié)能工作提到了前所未有的高度。當(dāng)前多數(shù)企業(yè)在能源管理方面存在以下問(wèn)題：

1）一級(jí)計(jì)量監(jiān)管不到位、二級(jí)能源計(jì)量建設(shè)不全、三級(jí)能源計(jì)量基本缺失，能源使用人工分?jǐn)偮瘦^高，計(jì)量不夠準(zhǔn)確。

2）采用人工抄表、手工統(tǒng)計(jì)分析，能源統(tǒng)計(jì)報(bào)表不及時(shí)、不全面、存在時(shí)差，難以形成統(tǒng)一、準(zhǔn)確的能源消耗報(bào)表。

3）系統(tǒng)專業(yè)化的能源管理需要不同層次的管理體系，其基礎(chǔ)是多層次、全方位的能源統(tǒng)計(jì)和評(píng)價(jià)，只有建立科學(xué)、系統(tǒng)、全面、長(zhǎng)期的能源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)才能滿足這一要求，但大多數(shù)企業(yè)基本沒(méi)有建立，使得管理和決策沒(méi)有科學(xué)的依據(jù)。

三、系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容

企業(yè)能源數(shù)據(jù)化管理系統(tǒng)的建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，主要建設(shè)內(nèi)容分為以下部分：

1）將型號(hào)較好的機(jī)械式儀表和不具備數(shù)據(jù)采集接口的儀表改造成具備 RS-485/232、4-20mA、Can 或 Hart 接口協(xié)議的儀表，為數(shù)據(jù)采集打下基礎(chǔ)。

2）對(duì)水系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、動(dòng)力燃?xì)庀到y(tǒng)、其它公輔系統(tǒng)及各工序工藝點(diǎn)的改造，使得這些系統(tǒng)具備聯(lián)網(wǎng)共享、遠(yuǎn)程監(jiān)視及控制的要求，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)集中的能源管理模式。

3）實(shí)現(xiàn)對(duì)水、電、風(fēng)、氣、汽介質(zhì)的計(jì)量?jī)x表數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集。

4）實(shí)現(xiàn)各個(gè)主控室自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)的工藝參數(shù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。

5）借助實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝流程監(jiān)控、 各種能源介質(zhì)管網(wǎng)監(jiān)控、電力系統(tǒng)監(jiān)控、各種公輔系統(tǒng)監(jiān)控、重要裝備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、 實(shí)時(shí)/歷史趨勢(shì)、事件記錄、數(shù)據(jù)預(yù)報(bào)警、安全聯(lián)鎖控制等。

四、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次

系統(tǒng)層次化構(gòu)建共設(shè)數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳輸層、數(shù)據(jù)處理層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層四個(gè)。

數(shù)據(jù)采集層設(shè)立專門(mén)的數(shù)據(jù)采集站通過(guò)多種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)I/O驅(qū)動(dòng)軟件實(shí)現(xiàn)不同種類(lèi)系統(tǒng)和設(shè)備的數(shù)據(jù)采集。

數(shù)據(jù)傳輸層使用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)模式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，保證整體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠。能源網(wǎng)絡(luò)和工控網(wǎng)絡(luò)通過(guò)防火墻或通信網(wǎng)關(guān)嚴(yán)格隔離，確保工控網(wǎng)絡(luò)安全。

數(shù)據(jù)處理層以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為核心，通過(guò)各種服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)的集中、歸檔、過(guò)濾、校正、轉(zhuǎn)儲(chǔ)和分發(fā)等處理動(dòng)作。這些服務(wù)器由I/O 服務(wù)器、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、集中存儲(chǔ)、應(yīng)用服務(wù)器、發(fā)布服務(wù)器以及備份服務(wù)器等組成。

業(yè)務(wù)應(yīng)用層以綜合監(jiān)控平臺(tái)和基礎(chǔ)能源管理平臺(tái)為核心，提供各種功能滿足各業(yè)務(wù)單位的使用，在能源管理中心設(shè)立水系統(tǒng)調(diào)度、電力系統(tǒng)調(diào)度、氣系統(tǒng)調(diào)度、動(dòng)力系統(tǒng)調(diào)度、生產(chǎn)調(diào)度等調(diào)度崗位。

五、系統(tǒng)功能

與使用單位管理和技術(shù)人員充分交流，了解生產(chǎn)工藝流程，明確數(shù)據(jù)監(jiān)控的目的，確定操作者需要觀察的信息，并按信息重要性分類(lèi)為總是觀看、經(jīng)常觀看、偶爾觀看、不觀看只須記錄等幾類(lèi)。根據(jù)這個(gè)原則，總體設(shè)計(jì)畫(huà)面布局，根據(jù)工藝相關(guān)性等原則，將相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)組織到同一幅畫(huà)面。

再通過(guò)采取一鍵切換手段，使得所有的參數(shù)瀏覽均能方便的切換。安全可靠的用戶管理系統(tǒng)既保障了管理人員和部門(mén)專用人員的數(shù)據(jù)查詢需求， 有關(guān)人員通過(guò)自己的權(quán)限用戶登錄操作系統(tǒng)，進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控分析、報(bào)警信息查閱處理，通過(guò)查閱歷史記錄曲線和數(shù)據(jù)報(bào)表。管理人員還可進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)的安全報(bào)警限設(shè)定，EDMS 系統(tǒng)報(bào)警功能是通過(guò)報(bào)警提醒專業(yè)人員、管理人員，如果公司有需求開(kāi)發(fā)語(yǔ)音報(bào)警功能，用戶只需添加一個(gè)音響便可實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言報(bào)警功能。

各管理部門(mén)按需提取自己有用的數(shù)據(jù)，生產(chǎn)部可以調(diào)取關(guān)鍵工藝點(diǎn)的歷史數(shù)據(jù)曲線，安全部可以查詢重大危險(xiǎn)源的儀表的運(yùn)行品質(zhì)，環(huán)保部門(mén)可以瀏覽環(huán)境相關(guān)的儀表數(shù)據(jù)，節(jié)能部門(mén)還可以依據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，結(jié)合節(jié)能降耗指標(biāo)考核體系，對(duì)各責(zé)任單位的能耗使用情況進(jìn)行考核分析、成本核算，有效推動(dòng)節(jié)能降耗工作。通過(guò)能源數(shù)據(jù)采集及監(jiān)管系統(tǒng)的實(shí)施，極大地加強(qiáng)了企業(yè)能源使用的監(jiān)管力度，減少了人為因素造成的計(jì)算誤差，使管理人員對(duì)企業(yè)的管理更有效，在制定相應(yīng)措施時(shí)更有依據(jù)，數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)匯總更加便捷，提升了企業(yè)能源管理水平和綜合經(jīng)濟(jì)效益。

六、系統(tǒng)特點(diǎn)

系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、水利、煤炭、鋼鐵等多個(gè)行業(yè)，其主要特點(diǎn)為：

1）具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)處理核心，可以提供從量程轉(zhuǎn)化、報(bào)警、歷史記錄到 PID 控制、設(shè)備管理再到關(guān)系庫(kù)交互等多種多樣的數(shù)據(jù)處理功能。

2）可靠的冗余功能，全面支持雙機(jī)/多機(jī)熱備份、群集系統(tǒng)、IO 冗余、主機(jī)冗余、通訊冗余，確保系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。

3）強(qiáng)大的報(bào)表系統(tǒng)，報(bào)表形式靈活，可以編制任意格式的報(bào)表。同時(shí)該報(bào)表系統(tǒng)可以把各類(lèi)數(shù)據(jù)無(wú)縫嵌入 EXCEL。

4）逼真的圖形系統(tǒng)。全面支持各類(lèi)圖元的繪制以及靈活的動(dòng)畫(huà)設(shè)置。同時(shí)還提供了獨(dú)特的樣板功能，方便對(duì)一個(gè)工程內(nèi)的事物屬性進(jìn)行統(tǒng)一修改。

5）通過(guò)授權(quán)，可以在 Internet 上進(jìn)行訪問(wèn)和操作。WEB 客戶端采用 windows 系統(tǒng)公認(rèn)的代碼簽名數(shù)字證書(shū)進(jìn)行簽名和認(rèn)證，保證了可靠性和安全。用戶可以通過(guò) IE 直接瀏覽。

6）周密的安全管理系統(tǒng)。各類(lèi)操作都提供了完整的安全保護(hù)機(jī)制，只有授權(quán)用戶才可以執(zhí)行相應(yīng)操作。

七、結(jié)束語(yǔ)

隨著競(jìng)爭(zhēng)的加劇和企業(yè)節(jié)能意識(shí)的不斷提高，工藝技術(shù)不斷優(yōu)化、節(jié)能技術(shù)迅速推廣、能源管理力度不斷加大，節(jié)能空間越來(lái)越小，對(duì)于如何進(jìn)一步開(kāi)展節(jié)能降耗，大家一籌莫展。

企業(yè)能源數(shù)據(jù)化管理系統(tǒng)與工藝密切結(jié)合實(shí)現(xiàn)、重視能源使用品質(zhì)、注重整體系統(tǒng)節(jié)能方案、積極推進(jìn)能源循環(huán)利用，必將成為企業(yè)節(jié)能減排、提高能源利用率的利器。