能耗在線監測系統的應用研究

樊承彪

摘 要：本文在探究建設能耗在線監測系統重要目的的基礎上，對能耗在線監測系統的運營管理、功能應用和技術保障等諸多方面進行研究，分析了能耗在線監測系統主要功用，進而以電能量為例探究了能耗在線監測系統的重要應用，旨在為我國不斷提高能耗在線監測系統建設與應用水平提供更多參考與啟迪。

關鍵詞：能耗在線監測系統;技術路線;應用

中圖分類號：TM933 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）08-0044-02

0引言

近年來，黨中央、國務院頻頻發布相關文件，不斷推進生態文明建設進程，地方各級政府部門深入研究資源節約，節能減排工作，節能減排，利用現代傳感器技術、計算機信息技術和數據分析技術等建設能耗在線監測系統等智能監管體系，對使用較為廣泛的電能、氣能、熱能、水能等諸多能源資源進行高效率的在線監測與管理，不斷增強我國經濟可持續發展潛力，盡可能地滿足現代社會人們對高品質生活的追求。另一方面，還可借助能耗在線監測系統發揮分析企業成本效益的功用，為企業減少能源消耗、降低成本、擴大市場、提高經濟效益作出應有貢獻。因此，對能源在線監測系統應用的相關研究與探討也就具備重要理論意義和現實價值。

1建設能耗在線監測系統的目的

隨著我國信息應用技術和智能化管控水平的不斷提高，以及數字化能源管控體系的不斷完善，實現對能源資源的在線監督與實時管理，準確而科學地把握重點用能企業、重點行業甚至重點工序能源消耗過程，建立針對性較強、可操作性較強的能源消耗在線監測系統，實現對企業、行業甚至某一區域能源資源消耗的在線實時監測，不斷促進用能單位節能減排，實現綠色低碳和經濟可持續性發展有著重大意義。

首先，根據企業及行業發展情況建立能耗在線監測系統，能夠提供兩大層次的服務，既能為各級政府提供更加科學、更加直觀、更加簡明的數據信息，以便領導層和決策層能根據數據信息科學決策，也能保證行業、企業甚至某一地區的可持續經濟發展，還可使節能減排主管部門及相關企業監管部門根據能耗在線監測系統的運行現狀，動態分享相關數據信息，實現高效率管理。其次，運行能耗在線監測系統能夠盡可能地利用現代網絡技術和數據庫資源，通過與政府、行業甚至企業部門辦公平臺的對接實現深層次溝通，快速實現能耗在線監測系統數據信息共享和實時管理的目的。最后，利用能耗在線監測系統，能夠借助數學模型與在線監測系統的預警和示警模塊，結合數據挖掘技術等對能耗數據信息進行深加工和深處理，不斷提高能耗在線監測數據的應用水平。

2能耗在線監測系統建設技術路線

2.1管理方面

在運維管理能耗在線監測系統的過程中，主要依托于計算機信息技術、通信技術、智能控制技術、傳感器技術等高新科技，不斷實現能源資源與節能管控的數字化、智能化和網絡信息化，最大限度地完善能耗在線監測系統基礎數據體系，不斷建立科學合理的在線能耗監測管理評價功能，不斷創新能耗在線監測系統管理模式，從而為能耗在線監測系統更好地指導企業、行業甚至政府相關部門能源決策提供更可靠的數據支撐，最大限度地提升企業、行業甚至政府部門的信息化管控水平，實現企業、行業及政府部門的資源共享和信息共享，不斷促進區域能源資源的可持續應用。

2.2技術方面

利用計算機信息技術和智能化信息技術，建立能耗在線監測系統，根據企業、行業及政府主管部門的不同管控目的分別構建對應的智能化能耗信息管理體系，借助能源消耗分析搜索引擎不斷加強企業、行業甚至政府監管部門對區域能源消耗數據信息的動態監測、實時分析和高效率管理，從而生成多種綜合分析指標，以此判斷區域、行業甚至政府的能源消耗程度，生成相應的數據報告。目前，較為成熟的能耗在線監測系統主要為基于瀏覽器/服務器模式的在線監測系統，該模式實際運行維護管理費用較低，系統升級和系統維修成本占比較小，在能源資源消耗與監測方面存在著較強的先進性和可操作性。針對能耗在線監測系統的網絡通訊，現階段使用較為廣泛的能耗在線監測系統網絡通信主要包括網絡通訊管理機、以太網設備以及總線網絡三大部分。以計算機信息網絡數據傳輸為基礎的通訊模式，能借助企業、行業甚至政府能源消耗監管部門的實際情況，配合使用4G甚至5G移動網絡通訊系統，實現數據模式的轉換，達成企業、行業甚至地方政府對能耗在線監測系統數據采集點和信息中心點的智能連接目的。

2.3功能方面

以企業為例，能耗在線監測系統功能主要包括對本企業重點用能工序和重點用能部門的能源消耗情況，包括電能、氣能、熱能、水能甚至其他能源資源的采集、上報匯總和數據分析，從而生成動態的能源資源消耗在線監測數據信息和數據報表，利用分析后得到的數據信息，在我國現階段的節能法規和能源監測標準體系內進行較為科學的專家咨詢和企業決策，從而有針對性地就不同企業的不同生產、同一企業的不同工序存在的能源消耗過大問題，提出對應解決方案，幫助企業盡可能科學高效、合理用能，以此達到節約能源資源的重要目的。

3能耗在線監測系統的主要功能

能耗在線監測系統應具備的功能主要包括用能數據信息采集、能源管理、基礎數據管理、數據存儲查詢、能耗統計分析、網絡化服務、數據顯示監控以及輸出功能等部分[1]。其中用能數據信息采集功能主要是運用網絡通訊系統，例如企業局域網、工業城市網、工業總線網絡等，對計量點信號數據進行采集，同時借助網絡通訊技術與工業控制系統以及企業信息管理系統進行連通，實現數據信息的相互交流與溝通，實現對能源資源的采購、加工、轉化、消耗、損耗甚至庫存信息等的錄入更新以及實時監管。能耗統計分析功能模塊主要是對各種電能、氣能、熱能、水能等能源數據信息利用的全過程進行統計分析，建立企業、行業甚至區域的能源消耗平衡數據，對能源的產生和消耗進行平衡優化。其次，能源統計分析模塊還包括對企業不同工序的不同設備能源消耗狀態進行分析，將設備的能效狀態與歷史數據信息、標準值和參考值以及企業管理指標等進行優化對比，在超出偏差較大時及時報警。最后，能耗統計分析功能還包括初步能源審計功能，對企業能源消耗結構、消耗趨向、綜合能耗、單位產品耗能以及單位耗能產值、節能情況等進行匯總分析，有針對性地對地區、行業進行優化。

4能耗在線監測系統的實際應用（電能量為例）

4.1電能量在線監測系統硬件組成

在設計電能量在線監測系統硬件的過程中，電能耗在線監測系統硬件部分主要包括電能表模塊、前置機模塊、網絡隔離模塊和服務器模塊四大部分，整個架構圖如圖1所示。電能耗在線監測系統的前置機往往有多個接口，保證前置機與現場智能電能表相互連接，實現對數據信息的實時傳輸[2]。同時，往往還具備相應的RJ45接口，實現前置機與一臺網絡的智能連接。另外，根據企業的電能分布情況，考慮到電能耗在線監測系統今后的擴展需求，盡可能地將各電能表按區域分成多組電能表，以每組一路總線與前置機端口相互連接的方式，為后續現場電能表的擴展安裝提供方便。另外，電能量在線監測系統采用串行協議，將其與運行在管理信息系統上的數據服務器相連，借助前置機端口與ADAM端口相連的方式，實現以太網、前置機及網絡數據信息系統的連接，保證信息管理系統局域網絡實現數據信息的實時通訊。

4.2電能量在線監測系統軟件結構

電能量在線監測系統的軟件架構主要可分為支持層、中間層以及應用層三大層級，其結構示意圖如圖2所示。支持層是整個電能耗在線監測系統運行的重要基礎，主要包括前置機、網絡通訊系統、服務器和計算機硬件設備等諸多內容。中間層則是電能耗在線監測系統前置機運用操作系統的重要體現，服務器則借助操作系統實現相關功能。中間層之后即為應用層，應用層分為前置機層、服務器層和瀏覽頁面層。前置機層主要安裝相應的監控通訊組態軟件，實現對電能量在線監測系統的數據信息采集、數據存儲、網絡通訊、規約設置、參數設置以及電能表ID設置等。以數據信息采集為例，探究前置層安裝監控通訊組態軟件的相關內容可知，數據信息采集主要根據用戶所設定的采集時間間隔，對現場的電能表各項數據信息進行實時采集。網絡通訊軟件主要借助OPC方式和CCM交換數據信息，通過相應協議實現前置機和數據服務器間的數據信息接收與發送。服務器層裝有相應的數據轉換軟件，可借助程序編寫實現相應功能，瀏覽層則主要包括數據信息查詢、報表管理、權限管理、警告數據顯示以及日志記錄等諸多內容。

5結語

總之，科學高效的能耗在線監測系統的應用，不僅能實現對企業資源的優化配置，提高企業的成本管控水平，不斷改善企業現有環境，使企業由傳統模式下的單一裝備節能轉為整個生產鏈過程優化，更是行業甚至區域創造能源資源節約型社會和可持續性經濟發展的必然要求，因此，針對不同企業、不同行業甚至同一企業的不同生產過程，建立相應的能耗在線監測系統，實現對工業生產的全過程能源資源消耗的在線監督和科學管理，對整個社會經濟發展有著不可替代的重要價值。

參考文獻

[1] 時翔，石憲.對企業用電能耗在線監測技術的探討[J].電子制作，2016（z1）：33-34.

[2] 王凱，李學臣.能耗在線監測系統在工業節能中的應用[J].綠色科技，2014（11）：214-215.