能源可視化管理系統在企業節能增效中的實踐

張丹楓　楊翔宇　趙志英　東忠謙

摘 ? 要： 節能增效工程從初期的引進節能技術和設備性能提升，到現在向精細化管理要效益，其中可視化管理有較大潛力。提出一種集成了生產控制過程、安全關鍵點和能耗信息三方面的能源可視化管理系統。采用AX Energy能源分析管理軟件，實現自動化抄表和報表生成;引入能效比指標，實現能源消耗和產能結合的目標管理;將安全與生產控制有機結合，深度對接能耗信息的實時控制，保障設備及工藝運行安全。能源可視化管理系統將管理節能與設備節能緊密結合起來，對改善企業用能進行了多方位探索，為進一步優化工藝控制和設備管理提供了有力的保障。

關鍵詞： 精細管理;能源可視化;節能增效;AX Energy;能效比;工藝控制

中圖分類號：TK01+8 ? ?文獻標識碼：A ? ?文章編號：2095-8412 （2020） 04-074-06

工業技術創新 URL： http：//gyjs.cbpt.cnki.net ? ?DOI： 10.14103/j.issn.2095-8412.2020.04.014

引言

以往，節能增效以引進節能技術和設備為主要措施，只是針對點的改善，忽視了從可視化管理的角度進行節能增效的巨大潛力[1]。能源可視化管理系統，正是從管理的角度對企業的節能狀況進行全面把握的系統;將管理節能與設備節能緊密結合起來，優化能源使用效率的系統;針對企業能源使用的立體改善而建立的系統[2]。

從企業的整體生產管理來說，除了應關注生產與能耗問題，還應著重強調安全可視化管理的重要性，畢竟安全生產始終是關乎企業發展與效率的首要問題[3-4]。將生產控制過程、安全關鍵點和能耗信息三方面深度對接，可以同時將安全問題整合到能源可視化管理系統中，實現安全用電與設備保障的實時性與預見性應對[5]。

本文首先簡要分析構建能源可視化管理系統的必要性;其次從生產的可視化、安全的可視化和能耗的可視化三大模塊，給出能源可視化管理系統的總體設計方案;最后結合伽師縣銅輝礦業有限責任公司生產業務管理實踐，提出節能增效的詳細改善方法。

1 ?構建能源可視化管理系統的必要性

從生產監測來看，目前企業的電能消耗數據基本靠人工抄表、統計而得，統計方式也僅是簡單的匯總對比，對用能對象的統計也僅來源于變電站、廠區總進線等儀表的數據，亟需生產監測的可視化。

從能耗監測和安全保障來看，以往的企業用能情況只包括總能耗這一獨立指標，而對于企業各個廠區內的一些重點用電設備（如球磨機、提升機、浮選機等），并未做到詳細能耗情況的分析統計，這直接導致能耗的可視化無法實現，伴隨而來的問題就是生產的可視化無法與能耗的可視化相結合，用電安全、設備安全（如電流過載、漏電等）的可視化和預警更是無從談起。

2 ?總體設計方案

2.1 ?生產的可視化、安全的可視化和能耗的可視化

根據企業實際，將能源可視化總結為三大模塊：生產可視化、安全可視化和能耗可視化。圖1概述了三者在生產管理中的邏輯關系。

2.2 ?能源可視化管理系統

能源可視化管理系統結構如圖2所示。系統主要由能源可視化管理軟件、電能計量硬件和通信網絡組成;其中電能計量采用三菱能量測量儀（EcoMonitorPlus/EcoMonitorLight），對電壓、電流、電能、功率、諧波、漏電狀態等參數進行監測，電能數據通過三菱CC-LINK現場總線由PLC收集;最后能源可視化管理軟件通過Ethernet（以太網）與PLC通信，完成數據的收集、分析等工作。

經過詳細統計分類，全廠區分高壓變電站、選礦廠破碎車間和選礦廠磨浮車間三部分。其中，變電站為高壓輸電線路，共計8路10 kV供電輸出，均匯集到能源可視化管理系統。由于選礦廠的工藝流程較繁重，用電設備較多，電能消耗和控制工藝情況復雜，下文將重點介紹節能增效的詳細改善方法，為能耗分析提供依據。

3 ?詳細改善方法介紹

3.1 ?能耗可視化：自動化抄表和報表生成

能源可視化管理系統通過采用三菱AX Energy能源分析管理軟件收集計量數據，并以報表和曲線的形式將電量數據展示出來，其中AX Energy對電能數據的收集周期為15 min。同時，如圖3所示，用戶可以通過自定義的方式選擇查看的日期區間，以及按設備、按分鐘、按小時、按天等統計的電能消耗數據，通過鼠標拖放的方式查看指定設備在指定的時間內的耗用電量、最大值、最小值等。

如圖4所示，在能源可視化管理系統中，通過ReportWorX組件，可以讓用戶在Excel中自定義要導出的數據的內容和格式，用戶提前將表格設計好，并配置相關查詢參數，即可輕松導出所需要的報表。

3.2 ?生產可視化：能源消耗和產能結合的目標管理

通過與現場自動化系統的生產信息對接，獲取現場實時生產的產量、設備的啟停等信息，結合對應的電能消耗，可以匯總出當時的能效比，這里的能效比的計算方式為：指定的設備在特定時段內的電能消耗量與該設備在該時段的產量值的比值。比值越小，表示能效更高。能效比的比較畫面如圖5所示，異常時段分析示意如圖6所示。

3.3 ?安全可視化：設備及工藝運行的安全性

對現場設備實時運行的電流、電壓、功率因數等參數進行監控，并將這些參數實時與正常值比較，一旦出現設備異常運行的情況，系統自動記錄并顯示報警信息，提醒現場維護人員，結合現場自動化控制系統運行情況，提前預警，如圖7所示。

3.4 ?合理用電：倡導合理安排峰平谷時段用電

如圖8所示，通過對現場設備的峰、平、谷不同時段的耗電情況做出橫向比較，能夠看出占比較高的峰值時間用電是否合理，指導現場生產合理安排用電，并在用電高峰時段，關閉不必要的待機設備，減少不必要的用電。

4 ?結束語

伽師縣銅輝礦業有限責任公司通過能源可視化管理系統的綜合應用和實踐，在減少能源消耗、合理有序用電、保障安全用電等方面得到了改善。能源可視化管理系統顯著降低了不必要的能源消耗量，規范了用電，保證了設備的安全和工藝的合理運行。自動化的數據收集和報表統計功能降低了人為參與統計分析的成本，為進一步優化工藝控制和設備管理提供了有力的保障。

參考文獻

[1] 黃光鳳. 關于選礦廠節能降耗途徑的分析探討[J]. 世界有色金屬， 2019（7）： 18， 20.

[2] 郭以東， 何曉梅. 從能源管控建設談石油化工企業的節能管理[J].中國能源， 2020， 42（5）： 44-47.

[3] 孫召龍， 孫秀玲， 安學先， 等. 建設能源管控中心平臺， 實現企業提質增效[J]. 石油石化節能與減排， 2018， 3（3）： 6-8， 14.

[4] 胡嵩， 殷立， 郭曉冬， 等. 可視化節能系統在大型工廠的應用[J]. 上海節能， 2012（3）： 35-40.

[5] 何世念， 陶炎， 王群偉. 信息化打開節能增效空間[J]. 中國石化， 2016（10）： 30-31.

作者簡介：

張丹楓（1989—），男，山東招遠人，大專，主要從事礦山自動化控制技術工作。

E-mail： 772028366@qq.com

（收稿日期：2020-06-20）

Practice of Energy Visualization Management System in Energy Saving and Efficiency Increase for Enterprises

ZHANG Dan-feng1， YANG Xiang-yu1， ZHAO Zhi-ying1， DONG Zhong-qian2

（1. Jiashi County Tonghui Mining Co.， Ltd.， Kashgar 844000， China;

2. Zhaoyuan Mining Industry Co.， Ltd.， Zhaoyuan 265400， China）

Abstract： The engineering of energy saving and efficiency increase has been improved from the introduction of energy saving technology and equipment performance in the initial stage to asking for the benefit from refined management at present， among which visual management has great potential. A visualized energy management system which integrates three aspects： control process of production， key points of safety and information of energy consumption is presented. Energy analysis and management software AX Energy is used to realize automatic meter reading and report generation; energy efficiency index is introduced to realize the target management of energy consumption and capacity combination; by organically connecting the safety control with production control and deeply jointing the real-time control of energy consumption information， to ensure the safety of equipment and process operation. The energy visualization management system combines management energy saving and equipment energy saving closely， and explores the improvement of enterprise energy consumption in many aspects， which provides a strong guarantee for further optimization of process control and equipment management.

Key words： Refined Management; Energy Visualization; Energy Saving and Efficiency Increase; AX Energy; Energy Efficiency Ratio; Process Control