企業能源數據化管理系統

張亞利 楊素霞 李奇

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

【關鍵詞】能源；數據化；節能

一、 前言

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

二、背景

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

1）一級計量監管不到位、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、手工統計分析，能源統計報表不及時、不全面、存在時差，難以形成統一、準確的能源消耗報表。

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

三、系統建設內容

企業能源數據化管理系統的建設是一項系統工程，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 接口協議的儀表，為數據采集打下基礎。

2）對水系統、電力系統、動力燃氣系統、其它公輔系統及各工序工藝點的改造，使得這些系統具備聯網共享、遠程監視及控制的要求，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內的工藝參數、實時數據采集。

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

四、系統結構層次

系統層次化構建共設數據采集層、數據傳輸層、數據處理層和業務應用層四個。

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

數據傳輸層使用工業以太環網模式進行數據傳輸，保證整體網絡系統的穩定可靠。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、發布服務器以及備份服務器等組成。

業務應用層以綜合監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務單位的使用，在能源管理中心設立水系統調度、電力系統調度、氣系統調度、動力系統調度、生產調度等調度崗位。

五、系統功能

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，進行生產過程監控分析、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 系統報警功能是通過報警提醒專業人員、管理人員，如果公司有需求開發語音報警功能，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，環保部門可以瀏覽環境相關的儀表數據，節能部門還可以依據統計數據，結合節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，有效推動節能降耗工作。通過能源數據采集及監管系統的實施，極大地加強了企業能源使用的監管力度，減少了人為因素造成的計算誤差，使管理人員對企業的管理更有效，在制定相應措施時更有依據，數據的統計匯總更加便捷，提升了企業能源管理水平和綜合經濟效益。

六、系統特點

系統可廣泛應用于化工、醫藥、水利、煤炭、鋼鐵等多個行業，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、IO 冗余、主機冗余、通訊冗余，確保系統安全可靠運行。

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

4）逼真的圖形系統。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。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行相應操作。

七、結束語

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

企業能源數據化管理系統與工藝密切結合實現、重視能源使用品質、注重整體系統節能方案、積極推進能源循環利用，必將成為企業節能減排、提高能源利用率的利器。