貝加萊工業(yè)自動化（中國）有限公司 潘 俊

貝加萊基于APROL EnMon平臺的能源管理系統(tǒng)

貝加萊工業(yè)自動化（中國）有限公司 潘 俊

1 項目背景

國內(nèi)某知名礦泉水公司廠區(qū)內(nèi)的部分設(shè)備是信息孤島，尚未實現(xiàn)全廠設(shè)備的全面數(shù)據(jù)采集，無法及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)管理中的瓶頸問題、優(yōu)化生產(chǎn)流程。由于工廠中存在著不同廠家、不同時期采購的設(shè)備，不僅不同設(shè)備直接存在能耗差異，即使是同樣的設(shè)備，由于不同的班組操作人員，或者是不同的參數(shù)設(shè)定，也會有能耗的較大差異。此外，由于廠區(qū)內(nèi)的能源數(shù)據(jù)基本是通過人工定期抄表的手段來計量，不僅耗費大量的人工，并且由于不可能同時進行抄表，數(shù)據(jù)的實時性也大打折扣，也不具備分析優(yōu)化和實時統(tǒng)計的功能，同時還無法避免人為篡改或者抄錯數(shù)字的可能性；即使數(shù)據(jù)有偏差，也無法及時報警或者提醒。

2 項目目標(biāo)與原則

本項目計劃為該礦泉水公司生產(chǎn)廠建立一個全面的、集成的、先進的和穩(wěn)定的能源管理系統(tǒng)，建立一套能源和設(shè)備數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)。通過應(yīng)用先進的軟硬件及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，準(zhǔn)確、快速地記錄能源消耗相關(guān)數(shù)據(jù)，并提供基于WEB的監(jiān)控、配置、查詢、分析等功能，供各相關(guān)部門查詢分析能源相關(guān)信息。

此外，本項目還需要實現(xiàn)以下需求：

（1）實現(xiàn)兩個層次的服務(wù)，即一方面為企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)提供直觀、簡明、快捷的數(shù)據(jù)信息查詢和決策支持服務(wù)；另一方面是為相關(guān)管理部門實現(xiàn)企業(yè)能源消耗情況的動態(tài)數(shù)據(jù)和信息共享服務(wù)；

（2）系統(tǒng)的運行能夠充分利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫，通過與企業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)平臺的對接，實現(xiàn)信息快速傳遞、共享、管理和應(yīng)用；

（3）利用數(shù)學(xué)模型、預(yù)測和預(yù)警、數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘等理論方法和技術(shù)對有關(guān)數(shù)據(jù)進行深入地加工處理及分析，以提高監(jiān)控數(shù)據(jù)的應(yīng)用水平。

3 應(yīng)用情況介紹

根據(jù)現(xiàn)場情況給出的系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1 所示。

該項目目前已經(jīng)實施完成，完美解決了客戶現(xiàn)場生產(chǎn)的問題，現(xiàn)場操作畫面如圖2、圖3所示。

圖1 系統(tǒng)拓?fù)鋱D

圖2

圖3

4 效益分析

（1）不再手動抄表，節(jié)約人力成本；

（2）實現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備橫向、縱向的實時能源數(shù)據(jù)采集，發(fā)現(xiàn)瓶頸問題，優(yōu)化生產(chǎn)流程；

（3）對全廠能耗及負(fù)荷特性等進行具體分析，優(yōu)化能源使用；

（4）具備能源用量預(yù)警、能源用量預(yù)測功能，對下一階段的能源使用進行提前準(zhǔn)備和安排，避免由于用電高峰期超負(fù)荷用電而產(chǎn)生罰單；

（5）基于APROL EnMon平臺，可采取措施優(yōu)化設(shè)備運行及用電效率；

（6）基于APROL EnMon平臺，可采取措施降低電能質(zhì)量問題帶來的能耗，保證供電系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、節(jié)能運行；

（7）基于APROL EnMon平臺，可建立能源績效考核的平臺，實現(xiàn)精細(xì)化管理，方便成本核算。

綜合實際生產(chǎn)應(yīng)用效果，借助于APROL EnMon能源管理系統(tǒng)，預(yù)計全年能夠為企業(yè)至少節(jié)省3%～5%的能源使用費用。

精彩對話

貝加萊工業(yè)自動化（中國）有限公司工廠自動化銷售經(jīng)理 潘俊

《自動化博覽》：貝加萊的能源管理解決方案主要針對哪些行業(yè)？涉及哪些產(chǎn)品？

潘俊：貝加萊公司的能源管理系統(tǒng)是基于APROL平臺的應(yīng)用系統(tǒng)，簡稱APROL EnMon，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)對水、電、煤氣、蒸汽等能源介質(zhì)的實時用量采集和歷史用量分析，可以按照能源介質(zhì)類別或耗能單元進行統(tǒng)計分析，并根據(jù)能源價格系數(shù)不同，統(tǒng)計工廠整體耗能成本，結(jié)合工廠產(chǎn)量，可以細(xì)化到單個產(chǎn)品的能耗成本。由于APROL EnMon主要是針對能源介質(zhì)進行采集，而在不同的行業(yè)中能源介質(zhì)基本相似，所以APROL EnMon系統(tǒng)是面向所有行業(yè)的能源管理方案，并且APROL EnMon滿足ISO 50001全球標(biāo)準(zhǔn)，可以作為獨立的能源管理系統(tǒng)應(yīng)用，也可以根據(jù)客戶需求集成到現(xiàn)場DCS系統(tǒng)或SCADA系統(tǒng)。從目前現(xiàn)有的應(yīng)用業(yè)績來看，APROL EnMon的應(yīng)用可以歸納為基礎(chǔ)設(shè)施自動化、工廠自動化、設(shè)備自動化、過程控制等幾個方面。

《自動化博覽》：貝加萊的能源管理解決方案的主要特點和優(yōu)勢是什么？

潘?。篈PROL EnMon為了方便能源管理項目實施，縮短工程時間，采用“開箱即用”方式，用戶只需設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)即可應(yīng)用。APROL EnMon系統(tǒng)由一臺APC910工業(yè)PC和一臺X20CP3586作為硬件主體，軟件系統(tǒng)及所有必要應(yīng)用軟件都可以預(yù)裝到APC910中，根據(jù)現(xiàn)場需求，系統(tǒng)組態(tài)也可以由技術(shù)開發(fā)人員預(yù)先配置在APC910中，現(xiàn)場調(diào)試工作量大大降低。

APROL EnMon系統(tǒng)采用多層架構(gòu)，它包含了從傳統(tǒng)現(xiàn)場層到車間/生產(chǎn)線級的數(shù)據(jù)層，車間到工廠的公司級能源優(yōu)化，并為ERP/CIMS等預(yù)留了全廠財務(wù)、運營優(yōu)化數(shù)據(jù)互聯(lián)的接口。

· 設(shè)備層：基于傳統(tǒng)的總線儀表、模擬量通過現(xiàn)場采集網(wǎng)絡(luò)傳輸至車間/生產(chǎn)線層。

· 車間層：通過現(xiàn)場層數(shù)據(jù)的傳輸，經(jīng)由車間級路由和交換網(wǎng)絡(luò)，提供在控制層的數(shù)據(jù)存儲、記錄、報警的保存、查詢等。

· 公司級：通過APROL EnMon平臺，將車間級數(shù)據(jù)進行顯示，包括趨勢圖、報警、報表、計費、分析與優(yōu)化功能，并提供直接對現(xiàn)場設(shè)備的遠(yuǎn)程操控。

APROL EnMon系統(tǒng)具有強大的分析功能，可以為企業(yè)生產(chǎn)提供支持，主要包括以下幾個方面：

· 指示器：提供了對單元批次的跟蹤；

· 峰值負(fù)載分析：提供超負(fù)荷下的甩負(fù)荷控制；

· 趨勢分析：精確按照時間順序排列，繪制設(shè)備能耗曲線，用于分析；

· 負(fù)載管理：對不同的計費區(qū)間進行負(fù)載的動態(tài)管理；

· 價格分析：追蹤每個消耗相關(guān)的價格；

· 能耗單元狀態(tài)分析：通過電子表格追蹤生產(chǎn)過程。

為了測量現(xiàn)場的能量、流量、負(fù)載等能源信息，貝加萊公司的X20系列產(chǎn)品可以提供多種I/O模塊和通訊模塊，以滿足現(xiàn)場能源計量需求。

APROL EnMon系統(tǒng)集成了貝加萊公司硬件產(chǎn)品的魯棒性和軟件系統(tǒng)的靈活性，極大程度地滿足了各個行業(yè)對于能源測量的需求，綜合來看，主要有以下優(yōu)點：

（1）穩(wěn)定性與開放性兼顧。貝加萊X20系列數(shù)據(jù)采集單元，具備環(huán)境適應(yīng)能力強的特點，系統(tǒng)穩(wěn)定，可長期連續(xù)工作，可遠(yuǎn)程維護；

（2）各個能源監(jiān)控分站之間相互獨立，依存性弱，可以自成系統(tǒng)，可以分期、分批建設(shè)，自由擴展；

（3）系統(tǒng)投資回報率高。系統(tǒng)充分應(yīng)用了所有分站的運算能力，使中心端專注于數(shù)據(jù)的接收和分發(fā)工作，在保證效率、效能的基礎(chǔ)上，降低對硬件的需求，可降低企業(yè)對硬件的投入。并且當(dāng)采集點多、數(shù)據(jù)量大時，可對系統(tǒng)進行方便的分布、叢集部署，而這種部署能同樣充分保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟性。

《自動化博覽》：能源管理是智能制造中的重要一環(huán)，您如何看待能源管理在用戶工廠中的作用？

潘俊：隨著工業(yè)生產(chǎn)的飛速發(fā)展，各行各業(yè)對能源的消耗日益增加，不僅對生存環(huán)境造成了嚴(yán)重威脅，導(dǎo)致一系列的生態(tài)變化，危及人類及其他生物的生存環(huán)境，而且，隨著產(chǎn)品競爭的日益激烈，將產(chǎn)品成本降低到極致成為各個工廠的生存秘訣，其中也包括產(chǎn)品的耗能成本。在以往粗獷的生產(chǎn)方式下，工廠的能源消耗情況根本無從計量，計量設(shè)備的缺失、節(jié)能意識的缺乏都導(dǎo)致了產(chǎn)品的耗能成本無從查證，導(dǎo)致生產(chǎn)成本居高不下。隨著精細(xì)化生產(chǎn)和智能化生產(chǎn)的逐步推進，能源計量手段也逐步完善，通過能源管理系統(tǒng)可以將工廠的耗能情況透明化，杜絕“跑、冒、滴、漏”等能源浪費情況，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中的瓶頸問題，改善生產(chǎn)工藝，從而進一步降低產(chǎn)品耗能，降低生產(chǎn)成本。另外，能源管理也根除了以往人工記錄的弊端，在解放人力的同時，可以實時地采集、分析全部能耗數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)更直觀、及時，結(jié)合不同時段、不同種類能源介質(zhì)的不同費率，為能源結(jié)算提供依據(jù)。