【摘要】 能源管理系統(tǒng)是以幫助工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)合理計(jì)劃和利用能源，降低單位產(chǎn)品能源消耗，提高經(jīng)濟(jì)效益，降低 CO2 排放量為目的的信息化管控系統(tǒng)。為了適應(yīng)智能制造的需求，其在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能、信息采集和管控策略等方面都將發(fā)生變化。本文對(duì)能源管理的需求變化進(jìn)行了分析，著重從能源管理精細(xì)化、模塊化、智能化、生態(tài)化的角度進(jìn)行了設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，開發(fā)了基于web的智能能源管理系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：能源管理系統(tǒng)；智能制造；工業(yè)；

1、緒論

能源管理信息系統(tǒng)是指采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)，對(duì)企業(yè)能源的生產(chǎn)、存儲(chǔ)、輸配和消耗等環(huán)節(jié)實(shí)施集中扁平化的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和數(shù)字化管理，從而實(shí)現(xiàn)能源預(yù)測(cè)、 平衡、優(yōu)化和系統(tǒng)節(jié)能降耗的管控一體化系統(tǒng)。建立能源管理信息系統(tǒng)，首先要通過深入了解和分析鋼鐵企業(yè)能源種類、特點(diǎn)及相互關(guān)系，使能源分析、能源預(yù)測(cè)、能源優(yōu)化科學(xué)，促進(jìn)鋼鐵企業(yè)安全、經(jīng)濟(jì)、合理地利用能源，終達(dá)到提高節(jié)能減排效果。

能源管理系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)歷了兩個(gè)階段，基于單機(jī)設(shè)備與工序級(jí)的能源管理和基于能源介質(zhì)平衡的能源管理。面向智能制造的能源管理技術(shù)要求具有如下特點(diǎn)，一是，包括人員、部門、設(shè)備、介質(zhì)、產(chǎn)品方面的信息。二是精細(xì)化，部門設(shè)備的管理粒度能夠涵蓋重要的設(shè)備級(jí)，產(chǎn)品粒度能到設(shè)備級(jí)的產(chǎn)品。三是可靠性，實(shí)時(shí)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集技術(shù)、準(zhǔn)確的過程信息反饋在智能能源管理中起到至關(guān)重要的作用。四是，包括能源的監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)、平衡與優(yōu)化等功能。

為此本文著重針對(duì)上述問題，從能源管理精細(xì)化、模塊化、智能化、生態(tài)化的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，開發(fā)基于web的智能能源管理系統(tǒng)。

 2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

能源管控中心總體技術(shù)框架的建立遵循 " 整合資源，信息共享，統(tǒng)一架構(gòu)，業(yè)務(wù)協(xié)同 "的原則。應(yīng)用系統(tǒng)采用多層架構(gòu)，以能源數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、能源實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了以能源為主線的系統(tǒng)資源、信息和服務(wù)的共享，實(shí)現(xiàn)能源業(yè)務(wù)層與展現(xiàn)層的分離，確保系統(tǒng)具有良好的可維護(hù)性和開放性。系統(tǒng)分為四層，采集層、網(wǎng)絡(luò)層、服務(wù)層、客戶層。

3、系統(tǒng)功能

3.1 綜合首頁(yè)

系統(tǒng)服務(wù)器負(fù)責(zé)監(jiān)管整個(gè)企業(yè)的能耗需要的運(yùn)行情況。系統(tǒng)將定制化的能源數(shù)據(jù)發(fā)布到內(nèi)部局域網(wǎng)上，展現(xiàn)當(dāng)前企業(yè)總能電量、不同部門的不同類別的耗電量、折合標(biāo)準(zhǔn)煤量等，企業(yè)的管理和決策人員可以通過Web瀏覽器訪問各種分析結(jié)果。不同的管理人員在一定的權(quán)限下，可以通過計(jì)算機(jī)或者手機(jī)等終端設(shè)備查看企業(yè)內(nèi)的用能情況。不受地域的限制，隨時(shí)掌握廠區(qū)能耗情況，提高節(jié)能意識(shí)。

3.2 能源查詢分析統(tǒng)計(jì)功能

具有完備的能源查詢分析統(tǒng)計(jì)功能，可按照部門、介質(zhì)、時(shí)間等數(shù)據(jù)多維度查詢、對(duì)比分析、生成各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表。同時(shí)支持測(cè)點(diǎn)標(biāo)簽和測(cè)點(diǎn)名稱的模糊查詢，系統(tǒng)以曲線圖或時(shí)間參數(shù)列表的方式展示一個(gè)時(shí)間段內(nèi)參數(shù)的值，以便分析某一個(gè)時(shí)間段參數(shù)的變化情況。對(duì)各種能源消耗進(jìn)行逐時(shí)、逐日、逐月、逐年統(tǒng)計(jì)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)采用餅圖、柱狀圖、線圖、區(qū)域圖等各種圖形展示方式，直觀反映各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的數(shù)值、趨勢(shì)和分布情況。

3.3 傳感器智能監(jiān)測(cè)與分析功能

作為智能制造的核心內(nèi)容，能源管理系統(tǒng)的可靠運(yùn)行是不容忽視的問題。為此，通過建立傳感器計(jì)量模型，采用統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)對(duì)傳感器進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)，通過對(duì)傳感器監(jiān)測(cè)信息的分析，可對(duì)傳感器進(jìn)行計(jì)量數(shù)據(jù)的平衡分析以及差損分?jǐn)偣芾恚胶鈭?bào)告的生成等。具備歷史和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理功能、預(yù)測(cè)系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)調(diào)整功能、模型管理功能、預(yù)測(cè)分析報(bào)告等。

3.4 能源精細(xì)化管理功能

產(chǎn)品單耗細(xì)化功能，可對(duì)全生產(chǎn)線各工序級(jí)產(chǎn)品進(jìn)行單耗計(jì)算，多維度分析對(duì)比、對(duì)標(biāo)，為優(yōu)化節(jié)能生產(chǎn)提供詳盡決策信息，可智能感知并報(bào)警。班組能耗統(tǒng)計(jì)與分析功能?？蓪?duì)不同班組生產(chǎn)情況進(jìn)行產(chǎn)品單耗統(tǒng)計(jì)分析，診斷班組效率，甚至分析到某個(gè)生產(chǎn)者。停產(chǎn)能源管理功能。可對(duì)停產(chǎn)時(shí)的能源進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、比對(duì)，便用戶分析節(jié)能空間。能源分類管理功能。通過對(duì)同一能源介質(zhì)的不同用途進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，使企業(yè)掌握能源信息，增加節(jié)能點(diǎn)。 

3.5 實(shí)時(shí)報(bào)警及統(tǒng)計(jì)查詢

對(duì)主要指標(biāo)進(jìn)行集中報(bào)警顯示。其中，報(bào)警的指標(biāo)按優(yōu)先級(jí)設(shè)置，對(duì)于高優(yōu)先級(jí)的指標(biāo)既可以在主窗口固定位置滾動(dòng)顯示，又可以通過彈出窗口顯示。系統(tǒng)還提供全部報(bào)警指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)、查詢功能。系統(tǒng)針對(duì)報(bào)警信息，提供上傳附件功能，用以記錄該報(bào)警信息的后續(xù)處理，方便客戶回溯當(dāng)時(shí)狀態(tài)和相應(yīng)的考核。

3.6 輔助手工錄入

針對(duì)無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)數(shù)據(jù)采集的計(jì)量數(shù)據(jù)、參數(shù)、設(shè)備指標(biāo)等數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)錄入接口。接收人工錄入的方式把數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)。主要分為以下4類：計(jì)量數(shù)據(jù)的錄入、重要參數(shù)人工錄入、產(chǎn)量、輔料添加等數(shù)據(jù)手工錄入、其他終端設(shè)備數(shù)據(jù)導(dǎo)入。

3.7 系統(tǒng)管理及配置

針對(duì)不同行業(yè)創(chuàng)建新的項(xiàng)目，按照客戶需求疏理出用能部門、用能介質(zhì)、用能種類、檢測(cè)傳感器、生產(chǎn)產(chǎn)品、班組等信息及關(guān)系基礎(chǔ)上，按照人機(jī)界面提示即可輕松完成。用戶界面軟件具備局域網(wǎng)通訊能力(ETHERNET/IP for INTRANET)，提供嚴(yán)密的安全等級(jí)及操作權(quán)限，能夠設(shè)置不同權(quán)限級(jí)別的操作密碼。實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)3種訪問權(quán)限，即：客戶訪問、操作員、系統(tǒng)管理員。每種訪問權(quán)限均有其所能操作的功能分配，保護(hù)部門生產(chǎn)信息隱私，同時(shí)提高客戶體驗(yàn)感。

3.8 日志管理功能

　　完善的日志管理，包括各種頁(yè)面操作，軟件運(yùn)行等，可為用戶提供信息追責(zé)。 

4、安科瑞能源管理云平臺(tái)

4.1 平臺(tái)架構(gòu) 

4.2 平臺(tái)功能

4.3 訪問方式

4.4 硬件選型

5、結(jié)語(yǔ)

本項(xiàng)目開發(fā)的能源管控系統(tǒng)是一個(gè)面向智能制造的公司級(jí)管控一體化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。其與往不同的是更多的考慮了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性、精細(xì)化和智能化，從部門設(shè)備、介質(zhì)、產(chǎn)品、班組、時(shí)間多維度的進(jìn)行能源管理與分析，從模型預(yù)報(bào)技術(shù)、智能監(jiān)測(cè)與分析技術(shù)和故障預(yù)報(bào)與容錯(cuò)技術(shù)等幾個(gè)方面提升能源管理的可用性。該能源管控系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)鋼鐵企業(yè)統(tǒng)一調(diào)度能源系統(tǒng)、優(yōu)化煤氣平衡、減少煤氣放散、提高環(huán)保質(zhì)量、降低噸鋼能耗、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和能源管理水平將起到十分顯著的促進(jìn)作用。

 【參考文獻(xiàn)】

[1]楊洋，樊向東，施偉.某鋼企能源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2017，30（09）：109-110+112.

[2]王翰琦，面向智能制造的能源管理系統(tǒng).

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2020.06版.