CS/BS混合模式能源監測系統在棉紡織企業的應用

趙小崗，高 陽

（西安紡織集團有限責任公司，陜西 西安 710025）

電力能源消耗費用在棉紡織企業的生產成本中占有很大的比重，約為20%，電力能源消耗控制事關企業生存，因此，棉紡織企業對其高度重視。

能源計量統計是有效控制能源消耗的前提條件，棉紡織企業在電力計量傳統上采用一次購入計量和二次配電計量，一般情況下計量至各車間部門，以日、月、季度、年報的形式進行統計分析。傳統產業中，棉紡織企業在能源利用及監測方面存在以下問題。

（1）缺乏實時性：無法進行實時計量；（2）缺乏準確性：數據獲取人為因素較多；（3）缺乏專業性：能源使用各環節無分析指導；（4）缺乏可比性：無法及時建立快速的反應與對比機制；（5）缺乏決策性：主管不能及時制定節能與能源管理決策；（6）缺乏高效性：能源管理的整體運行效率較低；（7）缺乏持續性：缺乏能源數據的連續性和指標體系。

隨著智能電表和通信技術的的發展，能源數據在線實時采集、監測成為可能，發展出的能源監測管理系統（Energy Management System，EMS）是幫助企業通過能源計劃、監測、統計、審計、消費分析、重點能耗設備管理和能源計量設備管理等多種手段，合理計劃、利用能源，減少單位產品能源消耗，以提高經濟效益為目的的信息化管控系統。

具體而言，能源管理系統就是對企業的能源消耗進行監測、記錄、分析，對比和指導，如水、氣（汽）、電的使用過程數據，實時監測各種能源的詳細使用情況，為節能降耗提供直觀、科學的依據，為企業查找能耗弱點，促進管理水平進一步提高以及運營成本的進一步減少，使能源使用合理，避免浪費，達到節能減排、節能降耗、再創造效益的目的。通過數據分析，可以幫助企業內部對每個生產車間、每個機臺、每種職能單位以及主要耗能設備進行實時考核，杜絕浪費，可以幫助企業進一步提高綜合競爭力。西安紡織集團在新建廠區采用的DF8003C能源監測系統，能夠達到節能降耗、減少生產成本的目的。

能源監測系統作為綜合管理系統的子系統，采用B/S、C/S相結合架構[1]。

辦公網采用.net開發環境，實現基于Web的B/S結構的架構，利用瀏覽器直接運行。各級管理人員利用瀏覽器就可訪問能源管理系統，根據權限瀏覽全部或部分相關能源計量信息，保證了系統的穩定性和便捷性。

能源采集、監測系統采用C/S 架構，其全稱是Client/Server，即客戶端/服務器端架構，服務器端是SCADA數據庫服務器端，實時庫采用SCADA實時庫平臺，對實時數據進行及時、準確的處理，歷史庫采用ORACLE商用數據庫，保證系統數據的安全性、穩定性，其客戶端包含多個在用戶的電腦上運行的程序，例如Sysmon、Remote等，客戶端通過數據庫連接訪問服務器端的數據。

1 綜合管理系統網絡拓撲結構圖和能源監測系統拓撲圖

能源監測系統自下而上包括采集層、存儲層、邏輯層、表示層[2]（圖1）。

（1）數據采集層以實時能耗數據采集系統，包括各智能計量裝置、數據采集器、數據采集軟件和傳輸介質實現數據采集，此外還有在線監視和歷史存儲，通過能源分中心工作站對各RTU實時數據進行監測。

圖1 能源監測系統

（2）存儲層以實時數據庫軟件為核心，建立SCADA服務器，實現數據存儲，并與通用關系數據庫ORCAL實現無縫對接。

（3）表示層以Windows為平臺運行SCADA程序，圖形、數據結合，界面清晰、明了。

2 電力設備狀態監測

棉紡織企業工藝流程較長，機臺眾多，總耗能很大。為此，集團在新廠房建設中，建有110 kV變電站一座，兩臺110 kV→10 kV變壓器，10座配電室，20臺10 kV→400 V變壓器以及配套的電容柜、配電柜、開關、刀閘等電力設備。傳統的各種電力設備狀態監測通過值班員巡回檢查來掌握，導致工作量大，時效性差。現在，通過能源檢系統中的配電變壓器監控終端、饋線監控終端等配電管理系統（圖2），可實時掌握各變壓器的進出線電壓、電流、有功和無功功率、功率因素以及各開關的開、合狀態。

圖2 配電管理系統

3 能源報表生成、分析

在能源監測系統應用中，數據應用很重要的一部分就是各種能源報表的制作，這是能源管理中最基本的基礎工作。能源監測系統通過SCADA前置服務器的動態數據庫，存儲以小時為單位的能源運行數據，可實現各生產車間、生產設備任意時段的能耗數據統計。根據本廠的實際需要，制作了集團各部門的能耗日報與月報，報表中包含動力耗能和照明耗能兩部分，作為能耗指標考核依據。為了掌握能耗的流向，分別制作了各配電室的分路電能流向分布報表、各車間不同機型能耗報表等。通過對各項能耗數據的逐時、逐日、逐月、逐年的統計報表分析，各級管理人員可以對能源的班用量、日用量、月用量進行比對或進行能耗數據對比，分析能源使用過程中存在的漏洞和不合理情況，減少能源使用過程中的浪費，達到節能降耗的目的。