張亞利 楊素霞 李奇

【摘 要】 “企業(yè)能源數據化管理系統(tǒng)” 全面實現能源系統(tǒng)數據化，整合自動化、信息化和大數據技術，通過對企業(yè)能源生產、輸配和消耗實施動態(tài)監(jiān)控和管理，提高能源管理水平，改進和優(yōu)化能源平衡，實現系統(tǒng)性節(jié)能降耗。

【關鍵詞】能源；數據化；節(jié)能

一、 前言

在日益競爭和節(jié)能技術迅速推廣的今天，對于生產型企業(yè)深入挖潛節(jié)能降耗的出路在于系統(tǒng)節(jié)能，必須與工藝密切結合，以準確、系統(tǒng)的能源和工藝生產數據為基礎，采用各種節(jié)能技術，形成系統(tǒng)節(jié)能解決方案。

二、背景

隨著國家對節(jié)能減排工作的全面重視，各級政府、各行業(yè)都將節(jié)能工作提到了前所未有的高度。當前多數企業(yè)在能源管理方面存在以下問題：

1）一級計量監(jiān)管不到位、二級能源計量建設不全、三級能源計量基本缺失，能源使用人工分攤率較高，計量不夠準確。

2）采用人工抄表、手工統(tǒng)計分析，能源統(tǒng)計報表不及時、不全面、存在時差，難以形成統(tǒng)一、準確的能源消耗報表。

3）系統(tǒng)專業(yè)化的能源管理需要不同層次的管理體系，其基礎是多層次、全方位的能源統(tǒng)計和評價，只有建立科學、系統(tǒng)、全面、長期的能源統(tǒng)計數據才能滿足這一要求，但大多數企業(yè)基本沒有建立，使得管理和決策沒有科學的依據。

三、系統(tǒng)建設內容

企業(yè)能源數據化管理系統(tǒng)的建設是一項系統(tǒng)工程，主要建設內容分為以下部分：

1）將型號較好的機械式儀表和不具備數據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，為數據采集打下基礎。

2）對水系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、動力燃氣系統(tǒng)、其它公輔系統(tǒng)及各工序工藝點的改造，使得這些系統(tǒng)具備聯網共享、遠程監(jiān)視及控制的要求，進而實現集中的能源管理模式。

3）實現對水、電、風、氣、汽介質的計量儀表數據的自動采集。

4）實現各個主控室自動化系統(tǒng)內的工藝參數、實時數據采集。

5）借助實時數據庫和組態(tài)軟件實現生產工藝流程監(jiān)控、 各種能源介質管網監(jiān)控、電力系統(tǒng)監(jiān)控、各種公輔系統(tǒng)監(jiān)控、重要裝備運行狀態(tài)監(jiān)控、 實時/歷史趨勢、事件記錄、數據預報警、安全聯鎖控制等。

四、系統(tǒng)結構層次

系統(tǒng)層次化構建共設數據采集層、數據傳輸層、數據處理層和業(yè)務應用層四個。

數據采集層設立專門的數據采集站通過多種工業(yè)標準I/O驅動軟件實現不同種類系統(tǒng)和設備的數據采集。

數據傳輸層使用工業(yè)以太環(huán)網模式進行數據傳輸，保證整體網絡系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠。能源網絡和工控網絡通過防火墻或通信網關嚴格隔離，確保工控網絡安全。

數據處理層以實時數據庫為核心，通過各種服務器進行數據的集中、歸檔、過濾、校正、轉儲和分發(fā)等處理動作。這些服務器由I/O 服務器、實時數據庫服務器、關系數據庫服務器、集中存儲、應用服務器、發(fā)布服務器以及備份服務器等組成。

業(yè)務應用層以綜合監(jiān)控平臺和基礎能源管理平臺為核心，提供各種功能滿足各業(yè)務單位的使用，在能源管理中心設立水系統(tǒng)調度、電力系統(tǒng)調度、氣系統(tǒng)調度、動力系統(tǒng)調度、生產調度等調度崗位。

五、系統(tǒng)功能

與使用單位管理和技術人員充分交流，了解生產工藝流程，明確數據監(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為總是觀看、經常觀看、偶爾觀看、不觀看只須記錄等幾類。根據這個原則，總體設計畫面布局，根據工藝相關性等原則，將相關參數設計組織到同一幅畫面。

再通過采取一鍵切換手段，使得所有的參數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專用人員的數據查詢需求， 有關人員通過自己的權限用戶登錄操作系統(tǒng)，進行生產過程監(jiān)控分析、報警信息查閱處理，通過查閱歷史記錄曲線和數據報表。管理人員還可進行生產過程參數的安全報警限設定，EDMS 系統(tǒng)報警功能是通過報警提醒專業(yè)人員、管理人員，如果公司有需求開發(fā)語音報警功能，用戶只需添加一個音響便可實現語言報警功能。

各管理部門按需提取自己有用的數據，生產部可以調取關鍵工藝點的歷史數據曲線，安全部可以查詢重大危險源的儀表的運行品質，環(huán)保部門可以瀏覽環(huán)境相關的儀表數據，節(jié)能部門還可以依據統(tǒng)計數據，結合節(jié)能降耗指標考核體系，對各責任單位的能耗使用情況進行考核分析、成本核算，有效推動節(jié)能降耗工作。通過能源數據采集及監(jiān)管系統(tǒng)的實施，極大地加強了企業(yè)能源使用的監(jiān)管力度，減少了人為因素造成的計算誤差，使管理人員對企業(yè)的管理更有效，在制定相應措施時更有依據，數據的統(tǒng)計匯總更加便捷，提升了企業(yè)能源管理水平和綜合經濟效益。

六、系統(tǒng)特點

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

1）具有強大的數據庫處理核心，可以提供從量程轉化、報警、歷史記錄到 PID 控制、設備管理再到關系庫交互等多種多樣的數據處理功能。

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

3）強大的報表系統(tǒng)，報表形式靈活，可以編制任意格式的報表。同時該報表系統(tǒng)可以把各類數據無縫嵌入 EXCEL。

4）逼真的圖形系統(tǒng)。全面支持各類圖元的繪制以及靈活的動畫設置。同時還提供了獨特的樣板功能，方便對一個工程內的事物屬性進行統(tǒng)一修改。

5）通過授權，可以在 Internet 上進行訪問和操作。WEB 客戶端采用 windows 系統(tǒng)公認的代碼簽名數字證書進行簽名和認證，保證了可靠性和安全。用戶可以通過 IE 直接瀏覽。

6）周密的安全管理系統(tǒng)。各類操作都提供了完整的安全保護機制，只有授權用戶才可以執(zhí)行相應操作。

七、結束語

隨著競爭的加劇和企業(yè)節(jié)能意識的不斷提高，工藝技術不斷優(yōu)化、節(jié)能技術迅速推廣、能源管理力度不斷加大，節(jié)能空間越來越小，對于如何進一步開展節(jié)能降耗，大家一籌莫展。

企業(yè)能源數據化管理系統(tǒng)與工藝密切結合實現、重視能源使用品質、注重整體系統(tǒng)節(jié)能方案、積極推進能源循環(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。