淺析能源智控系統(tǒng)技術(shù)在印刷行業(yè)的應用

謝廣興

摘 要：印刷行業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備較為復雜，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，運行效率相對較低。通過能源智控系統(tǒng)技術(shù)的應用，能夠?qū)υO(shè)備的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)能源浪費現(xiàn)象，立刻對系統(tǒng)進行動態(tài)調(diào)節(jié)，從而減少不必要的能耗浪費，提高能源的利用效率。文章主要針對能源智控系統(tǒng)技術(shù)在印刷行業(yè)中的應用進行了分析，重點對其在印刷行業(yè)計量與傳輸方案中的應用進行了詳細設(shè)計與闡述。

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

中圖分類號：X796 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）19-0168-02

1 概述

能源智控系統(tǒng)的應用不僅能夠相應國家節(jié)能減排的政策號召，隨著能源價格不斷上漲，能源的精細化管理還能夠有效降低企業(yè)的能源成本，對提高企業(yè)的經(jīng)濟效益與市場競爭力有著重要的積極意義。通過實地調(diào)研，能源成本作為東莞市XXX印刷有限公司（以下簡稱“XXX印刷”）的主要成本之一，在生產(chǎn)成本中占比較高。應用能源智控系統(tǒng)技術(shù)可以有效實現(xiàn)對印刷廠主要生產(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時監(jiān)測，便于管理者及時掌握企業(yè)的能耗數(shù)據(jù)，做出相應的決策以提升企業(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電力。天然氣主要是供給1臺熱壓生產(chǎn)線及工廠食堂使用，外購電力是用于企業(yè)生產(chǎn)和企業(yè)發(fā)電站啟動時使用。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)負責人及生產(chǎn)車間能源相關(guān)負責人了解到，XXX印刷轉(zhuǎn)換外購電力的變壓器有5臺，其中容量為2000kVA的2臺，400kVA的1臺，250kVA的2臺。由于本次是做到企業(yè)能源利用的一級、二級、三級，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)場調(diào)查與甲方提供的數(shù)據(jù)：企業(yè)的印刷車間對溫濕度有嚴格要求，當溫濕度不達標時，會導致產(chǎn)品的不良率提高，因此要求加裝溫濕度監(jiān)測點。

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

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32%，對中央空調(diào)的用電量、冷量、溫度等進行監(jiān)測是非常必要的。

3 總體方案設(shè)計

根據(jù)企業(yè)用能現(xiàn)狀分析，按照國家標準和東莞市地方驗收標準確定本能源智控方案（針對一級、二級和三級）包含：（1）能源智控中心1個，設(shè)于發(fā)電站監(jiān)控機房；（2）一級用電（外購電）監(jiān)測點5個，配備率100%；（3）二級用電監(jiān)測點37個，配備率100%；（4）二級用電監(jiān)測點102個，配備率100%；（5）一級用水監(jiān)測點2個，配備率100%；（6）一級用天然氣監(jiān)測點1個，配備率100%；（7）二級用天然氣監(jiān)測點2個，配備率100%；（8）車間溫濕度監(jiān)測點41個；（9）壓縮空氣的產(chǎn)氣量、各區(qū)域用氣量、壓力、露點等監(jiān)測點共22個；（10）中央空調(diào)的冷量、壓差、溫度等監(jiān)測點18個。

具體的整個系統(tǒng)總體監(jiān)測點部署圖的設(shè)計如圖1所示。

4 具體方案設(shè)計

4.1 計量方案

由于1級監(jiān)測點與2級監(jiān)測點所用計量方案類似，由于篇幅有限，在此僅對1級監(jiān)測點的計量方案進行闡述。

（1）用電計量情況

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

供電給1#車間的變壓器為：變壓器2000kVA的2臺；該2臺變壓器是并聯(lián)運行，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臺和250kVA的2臺。

故企業(yè)轉(zhuǎn)換外購電的5臺變壓器計量情況為： 5臺變壓器分別設(shè)置電力監(jiān)測，共5個一級計量點。

（2）用水計量情況

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。應企業(yè)的需求，需要對自來水和工業(yè)用水情況進行計量監(jiān)測。故企業(yè)需要設(shè)置一級用水計量點2個。

（3）用天然氣計量情況

根據(jù)企業(yè)介紹該天然氣計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。企業(yè)另在1臺熱壓生產(chǎn)線及工廠食堂各增加一個天然氣智能計量儀表，故企業(yè)用天然氣的一、二級計量共設(shè)置3個計量點。

設(shè)置一個能源智控系統(tǒng)管理中心，包括能源智控系統(tǒng)軟件、網(wǎng)絡服務器、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

（1）組網(wǎng)方式

系統(tǒng)網(wǎng)絡架構(gòu)采用綜合布線和無線結(jié)合的方式，施工簡單方便、工期短。圍繞服務器及現(xiàn)場計量點位置進行展開，根據(jù)現(xiàn)場的實際情況進行定位布置，通過在現(xiàn)場設(shè)立不同類型的節(jié)點進行數(shù)據(jù)的采集與傳輸，將分布在各個節(jié)點位置的數(shù)據(jù)有效地傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫服務器終端。同時，為企業(yè)提供覆蓋廠區(qū)范圍的計算機無線網(wǎng)絡。具體的組網(wǎng)方式拓撲結(jié)構(gòu)的設(shè)計如圖2所示。

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

（2）傳輸方式

系統(tǒng)采用的是有線網(wǎng)絡和無線網(wǎng)絡相結(jié)合。有線網(wǎng)絡布置方式采用RS485通訊，通過串聯(lián)的方式，把多個儀表集中到數(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掌髦小?/p>

5 能源智控系統(tǒng)實現(xiàn)功能

5.1 能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析功能

能源管理中心系統(tǒng)應能對用能單位的能耗數(shù)據(jù)實現(xiàn)按時間、能源類型等多維度進行統(tǒng)計、對比、趨勢分析。

5.2 能源利用狀況報告自動上報功能

系統(tǒng)實現(xiàn)自動生成能源利用狀況報告，并按要求實現(xiàn)自動上報到相關(guān)政府能源主管部門系統(tǒng)平臺。

5.3 重點設(shè)備能耗定額設(shè)定及分析功能

能源管理中心系統(tǒng)實現(xiàn)重點用能設(shè)備的能耗數(shù)據(jù)采集、分析功能，并以此為基礎(chǔ)制定重點耗能設(shè)備的定額，幫助企業(yè)對該設(shè)備進行管理與優(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)應能夠根據(jù)企業(yè)實際能耗數(shù)據(jù)和產(chǎn)品產(chǎn)量數(shù)據(jù)自動地計算主要產(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)部應有相應的設(shè)備或者外置存儲器保存?zhèn)浞莞鞣N能源的數(shù)據(jù)，以達到數(shù)據(jù)安全的目的。

5.6 異常報警功能

系統(tǒng)中應能夠以基礎(chǔ)能耗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，定制化的制定合理用能基準線，當超過該基準線或者發(fā)生能源消耗重大波動時，應能及時發(fā)布警報提醒管理人員進行處理，查找原因。

5.7 定制能耗指標功能

系統(tǒng)中應能夠自動的或者手動的定制化設(shè)定企業(yè)內(nèi)部的能耗指標，幫助企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能目標分解考核，進行能效對標等工作。

6 結(jié)束語

在市場競爭日趨激烈、能源價格不斷上漲的今天，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)進行能源精細化管理，為降低能源成本、設(shè)備維護成本提供依據(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)運行能耗。

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