淺析能源智控系統(tǒng)技術(shù)在印刷行業(yè)的應(yīng)用

謝廣興

摘 要：印刷行業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備較為復(fù)雜，使用能源較為廣泛，包括電力、天然氣、冷熱量、壓縮空氣等多種能源物質(zhì)，能耗水平較高，運(yùn)行效率相對(duì)較低。通過能源智控系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)υO(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)能源浪費(fèi)現(xiàn)象，立刻對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，從而減少不必要的能耗浪費(fèi)，提高能源的利用效率。文章主要針對(duì)能源智控系統(tǒng)技術(shù)在印刷行業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，重點(diǎn)對(duì)其在印刷行業(yè)計(jì)量與傳輸方案中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)與闡述。

關(guān)鍵詞：能源智控系統(tǒng)；印刷行業(yè)；電力安全監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào)：X796 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）19-0168-02

1 概述

能源智控系統(tǒng)的應(yīng)用不僅能夠相應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排的政策號(hào)召，隨著能源價(jià)格不斷上漲，能源的精細(xì)化管理還能夠有效降低企業(yè)的能源成本，對(duì)提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力有著重要的積極意義。通過實(shí)地調(diào)研，能源成本作為東莞市XXX印刷有限公司（以下簡(jiǎn)稱“XXX印刷”）的主要成本之一，在生產(chǎn)成本中占比較高。應(yīng)用能源智控系統(tǒng)技術(shù)可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)印刷廠主要生產(chǎn)設(shè)備、空調(diào)系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、辦公系統(tǒng)等能耗使用情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，便于管理者及時(shí)掌握企業(yè)的能耗數(shù)據(jù)，做出相應(yīng)的決策以提升企業(yè)的能源管理水平，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2 企業(yè)用能現(xiàn)狀分析

東莞市XXX印刷有限公司的用能情況種類為天然氣和外購(gòu)電力。天然氣主要是供給1臺(tái)熱壓生產(chǎn)線及工廠食堂使用，外購(gòu)電力是用于企業(yè)生產(chǎn)和企業(yè)發(fā)電站啟動(dòng)時(shí)使用。另外，企業(yè)用水主要是由兩部分組成：自來水和工業(yè)用水。自來水是從市政管網(wǎng)通過一根管道輸送至企業(yè)使用；工業(yè)用水通過水泵從旁邊河流抽取送至生產(chǎn)使用。

從甲方能源相關(guān)負(fù)責(zé)人及生產(chǎn)車間能源相關(guān)負(fù)責(zé)人了解到，XXX印刷轉(zhuǎn)換外購(gòu)電力的變壓器有5臺(tái)，其中容量為2000kVA的2臺(tái)，400kVA的1臺(tái)，250kVA的2臺(tái)。由于本次是做到企業(yè)能源利用的一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)，但由于涉及內(nèi)容較多，故在此不深入分析車間的使用能源情況。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與甲方提供的數(shù)據(jù)：企業(yè)的印刷車間對(duì)溫濕度有嚴(yán)格要求，當(dāng)溫濕度不達(dá)標(biāo)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的不良率提高，因此要求加裝溫濕度監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

壓縮空氣使用較為重要，且用能占甲方企業(yè)用能達(dá)15%，對(duì)空壓系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)尤為重要，對(duì)壓縮空氣的用電量、產(chǎn)氣量、各區(qū)域用氣量、壓力、露點(diǎn)等全面進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

甲方的印刷車間為恒溫恒濕車間，中央空調(diào)系統(tǒng)的制冷和制熱的用能量較大，占甲方企業(yè)用能達(dá)32%，對(duì)中央空調(diào)的用電量、冷量、溫度等進(jìn)行監(jiān)測(cè)是非常必要的。

3 總體方案設(shè)計(jì)

根據(jù)企業(yè)用能現(xiàn)狀分析，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和東莞市地方驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)確定本能源智控方案（針對(duì)一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)）包含：（1）能源智控中心1個(gè)，設(shè)于發(fā)電站監(jiān)控機(jī)房；（2）一級(jí)用電（外購(gòu)電）監(jiān)測(cè)點(diǎn)5個(gè)，配備率100%；（3）二級(jí)用電監(jiān)測(cè)點(diǎn)37個(gè)，配備率100%；（4）二級(jí)用電監(jiān)測(cè)點(diǎn)102個(gè)，配備率100%；（5）一級(jí)用水監(jiān)測(cè)點(diǎn)2個(gè)，配備率100%；（6）一級(jí)用天然氣監(jiān)測(cè)點(diǎn)1個(gè)，配備率100%；（7）二級(jí)用天然氣監(jiān)測(cè)點(diǎn)2個(gè)，配備率100%；（8）車間溫濕度監(jiān)測(cè)點(diǎn)41個(gè)；（9）壓縮空氣的產(chǎn)氣量、各區(qū)域用氣量、壓力、露點(diǎn)等監(jiān)測(cè)點(diǎn)共22個(gè)；（10）中央空調(diào)的冷量、壓差、溫度等監(jiān)測(cè)點(diǎn)18個(gè)。

具體的整個(gè)系統(tǒng)總體監(jiān)測(cè)點(diǎn)部署圖的設(shè)計(jì)如圖1所示。

4 具體方案設(shè)計(jì)

4.1 計(jì)量方案

由于1級(jí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)與2級(jí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)所用計(jì)量方案類似，由于篇幅有限，在此僅對(duì)1級(jí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的計(jì)量方案進(jìn)行闡述。

（1）用電計(jì)量情況

東莞市XXX印刷有限公司共有5臺(tái)變壓器。容量分別為2000kVA的2臺(tái)、400kVA的1臺(tái)、250kVA的2臺(tái)。具體情況是：

供電給1#車間的變壓器為：變壓器2000kVA的2臺(tái)；該2臺(tái)變壓器是并聯(lián)運(yùn)行，并有統(tǒng)一開關(guān)。

供電給2#車間的變壓器為：變壓器400kVA的1臺(tái)和250kVA的2臺(tái)。

故企業(yè)轉(zhuǎn)換外購(gòu)電的5臺(tái)變壓器計(jì)量情況為： 5臺(tái)變壓器分別設(shè)置電力監(jiān)測(cè)，共5個(gè)一級(jí)計(jì)量點(diǎn)。

（2）用水計(jì)量情況

XXX印刷公司的用水主要是由兩部分組成，分別是自來水和工業(yè)用水。應(yīng)企業(yè)的需求，需要對(duì)自來水和工業(yè)用水情況進(jìn)行計(jì)量監(jiān)測(cè)。故企業(yè)需要設(shè)置一級(jí)用水計(jì)量點(diǎn)2個(gè)。

（3）用天然氣計(jì)量情況

根據(jù)企業(yè)介紹該天然氣計(jì)量表是天然氣公司提供并具有智能通訊接口，該接口可開放用于智能監(jiān)測(cè)。企業(yè)另在1臺(tái)熱壓生產(chǎn)線及工廠食堂各增加一個(gè)天然氣智能計(jì)量?jī)x表，故企業(yè)用天然氣的一、二級(jí)計(jì)量共設(shè)置3個(gè)計(jì)量點(diǎn)。

設(shè)置一個(gè)能源智控系統(tǒng)管理中心，包括能源智控系統(tǒng)軟件、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、顯示系統(tǒng)、智能電表和互感器、智能水表、智能天然氣表、溫濕度傳感器、UPS不間斷電源、無線發(fā)射系統(tǒng)、無線接收系統(tǒng)及其他相關(guān)附屬設(shè)備。

4.2 傳輸方案設(shè)計(jì)

（1）組網(wǎng)方式

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用綜合布線和無線結(jié)合的方式，施工簡(jiǎn)單方便、工期短。圍繞服務(wù)器及現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量點(diǎn)位置進(jìn)行展開，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行定位布置，通過在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)立不同類型的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與傳輸，將分布在各個(gè)節(jié)點(diǎn)位置的數(shù)據(jù)有效地傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器終端。同時(shí)，為企業(yè)提供覆蓋廠區(qū)范圍的計(jì)算機(jī)無線網(wǎng)絡(luò)。具體的組網(wǎng)方式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)如圖2所示。

通常來講，采用有線的布線方式會(huì)使系統(tǒng)更具穩(wěn)定性和可靠性，但布置方式不具靈活性，布線施工難度相對(duì)較大，成本也相對(duì)較高；無線雖然不需要布置通訊線，施工難度相對(duì)較小，但是相對(duì)有線來說穩(wěn)定性較弱。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況以及對(duì)數(shù)據(jù)穩(wěn)定性的要求，我司將在項(xiàng)目實(shí)施的過程中，進(jìn)行工程網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量測(cè)試，確保通訊質(zhì)量。本次能源智控系統(tǒng)的實(shí)施范圍為東莞市XXX印刷有限公司的一分廠和二分廠的一級(jí)計(jì)量和二級(jí)計(jì)量。

（2）傳輸方式

系統(tǒng)采用的是有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合。有線網(wǎng)絡(luò)布置方式采用RS485通訊，通過串聯(lián)的方式，把多個(gè)儀表集中到數(shù)據(jù)采集模塊；數(shù)據(jù)采集模塊上行采用以太網(wǎng)，通過網(wǎng)線連接到最近的無線傳輸模塊；無線傳輸模塊通過自組網(wǎng)接力，把數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器中。

5 能源智控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能

5.1 能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析功能

能源管理中心系統(tǒng)應(yīng)能對(duì)用能單位的能耗數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)按時(shí)間、能源類型等多維度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、對(duì)比、趨勢(shì)分析。

5.2 能源利用狀況報(bào)告自動(dòng)上報(bào)功能

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生成能源利用狀況報(bào)告，并按要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上報(bào)到相關(guān)政府能源主管部門系統(tǒng)平臺(tái)。

5.3 重點(diǎn)設(shè)備能耗定額設(shè)定及分析功能

能源管理中心系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)用能設(shè)備的能耗數(shù)據(jù)采集、分析功能，并以此為基礎(chǔ)制定重點(diǎn)耗能設(shè)備的定額，幫助企業(yè)對(duì)該設(shè)備進(jìn)行管理與優(yōu)化使用。

5.4 產(chǎn)品定額設(shè)定及分析功能

能源管理中心系統(tǒng)應(yīng)能夠根據(jù)企業(yè)實(shí)際能耗數(shù)據(jù)和產(chǎn)品產(chǎn)量數(shù)據(jù)自動(dòng)地計(jì)算主要產(chǎn)品單耗，并以此為基礎(chǔ)制定合理的產(chǎn)品能耗定額，幫助企業(yè)進(jìn)行能源消耗的分析考核等。

5.5 能耗數(shù)據(jù)備份功能

企業(yè)內(nèi)部應(yīng)有相應(yīng)的設(shè)備或者外置存儲(chǔ)器保存?zhèn)浞莞鞣N能源的數(shù)據(jù)，以達(dá)到數(shù)據(jù)安全的目的。

5.6 異常報(bào)警功能

系統(tǒng)中應(yīng)能夠以基礎(chǔ)能耗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，定制化的制定合理用能基準(zhǔn)線，當(dāng)超過該基準(zhǔn)線或者發(fā)生能源消耗重大波動(dòng)時(shí)，應(yīng)能及時(shí)發(fā)布警報(bào)提醒管理人員進(jìn)行處理，查找原因。

5.7 定制能耗指標(biāo)功能

系統(tǒng)中應(yīng)能夠自動(dòng)的或者手動(dòng)的定制化設(shè)定企業(yè)內(nèi)部的能耗指標(biāo)，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)分解考核，進(jìn)行能效對(duì)標(biāo)等工作。

6 結(jié)束語(yǔ)

在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈、能源價(jià)格不斷上漲的今天，能源智控系統(tǒng)技術(shù)不僅是為滿足節(jié)能政策需求，還能幫助企業(yè)進(jìn)行能源精細(xì)化管理，為降低能源成本、設(shè)備維護(hù)成本提供依據(jù)。通過將能源智控系統(tǒng)引入某印刷企業(yè)中，能夠有效提高該企業(yè)能源利用效率，降低系統(tǒng)運(yùn)行能耗。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳建華.能源智能管控系統(tǒng)在鋼鐵企業(yè)的應(yīng)用前景分析[J].現(xiàn)代冶金，2014（8）：10-12.

[2]潘井寶.能源計(jì)量管理存在的問題及對(duì)策[J].中國(guó)計(jì)量，2013：9-11.

[3]成建設(shè).能源計(jì)量的現(xiàn)狀分析與未來展望[J].工程技術(shù)：全文版，2015（5）：21-26.