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能源管理系统现状范文1
【关键词】能源管理;以太网;TCP/IP;计算机
一、项目背景、需求分析及项目规划
随着国家节能减排目标压力分解,企业国际化的高速发展,国内的大中型企业生存压力也与日俱增。各种能源紧缺,企业能效水平大大低于国际先进水平、企业能源管理信息化程度不高等诸多因素,制约了企业能源成本有效控制,影响了企业核心竞争力的有效提升。
笔者为昌河汽车设备动力处的技术人员,分管能源及站房运行,通过对昌河汽车项目的参与、研究、讨论,昌河汽车的能源管理现状基本情况简单总结如下:昌河十五万微车项目是一个新建厂区,具备初次采购就实现大部分一次仪表具有远传功能,具备实现现代化能效监管的坚实基础;相关管理人员和技术人员的节能意识及现代化管理意识非常强;全厂能源消耗数据有望直接实现自动化实时数据采集;将全部介质根据规划分批或全部一次性纳入到能源管理系统中;企业能源消耗有望与绩效系统对接;将部分环节生产过程控制系统DCS数据、第三方控制系统及智能仪表等相关能源数据纳入能源管理系统;解决各生产车间控制系统相对独立的信息孤岛问题;建设空压机无人值守、联控等系统等。
经过与市场上某些能源系统平台制作公司的技术人员进行接触与讨论,笔者就昌河汽车能源监管信息化管理平台建设达成了一致的共识,认为加强昌河汽车合肥十五万辆微车项目全厂的能源监控管理,促进节能减排,减少能源浪费,提高产品利润等是提升昌河汽车核心竞争力的一个重要途径之一。
笔者针对昌河汽车合肥项目能源管理现状进行了细致的分析,结合当前国际先进管理理念,提出如下建设目标:
新厂区内建有建筑物包括冲压、焊接、涂装、总装、机加工等生产车间和能源中心(包括制冷站、空压站、消防水泵房、锅炉房、配电间等)、天然气调压站、污水处理站、食堂、停车场等配套设施。
以前昌河老厂区的能源消耗数据的采集方式主要是人工分散式采集方式,由区域巡检人员每天进行抄表,设备动力处汇总抄表数手工输入电脑,每月统计能耗总量,产生能耗月报,发送至管理部门。
新厂区将拟实施建立能源在线监控及分析系统项目,将工厂范围内的变配电、照明、空调、供热、动力等能源使用状况,实行集中监视、管理和分散控制的管理,实现与部分控制系统相结合,实现能耗在线监测和动态分析功能,从而加强能源管理,促进企业节能减排,减少能源浪费,提高产品利润,从而最终提升企业的国际竞争力。
昌河汽车合肥项目能源信息化管理系统建设的总目标是建立一个全局性的能源信息化管理系统,构成覆盖基础自动化、过程监控及管理三个功能层次的计算机网络系统,并建立数据通信网络,完成计量、监测、调度、分析、考核、结算、信息集成于一体的管理系统。
整体系统建立了全公司电、冷冻水、热水、压缩空气、天然气等能源的供能决策、供能计划、供能分配与传输、供能结算与考核、供能安全预警、自动化分析与报表等系统。提供了自动化控制及实时监测,完成整体供能的优化调度和管理,实现安全、优良供能,提高工作效率、降低能耗等。从而实现企业总体节能减排目标从管理层向企业每一名员工进行可量化目标分解并得以落实;企业整体节能意识的提升结合有效的能效考核机制的建立,帮助企业员工从被动节能向主动节能的转变,形成全企业各个层面的管理者和员工为企业发展群策群力的大好局面。
根据笔者对国内外大型企业的深入研究和实践经验表明,能源信息化管理系统的建设一般归口在全厂能源管理中心或能源管理部,其管理的对象覆盖全厂范围的各种大型供能设施,它由多个子系统构成,共同完成多种能管信息的实时采集、海量储存、综合分析处理、协调运行调度、提供绩效考核依据、提供成本结算依据等相关工作,全新的系统一般由一个独立的能源管理部门进行统筹规划与管理,全新的能源管理中心要坚持“有所为,有所不为”的原则,把全企业的能源管理工作管出水平,管出效益。昌河汽车合肥项目能源管理中心应由企业高层垂直管理,这样对全企业低碳运营,绿色制造尽早实现提供重要的执行推力。
二、能管信息管理平台的系统描述
在企业信息系统中,TCP/IP以太网已经成为事实上的标准网络,将标准TCP/IP以太网延伸到工业实时控制,将很好地帮助用户获得更加开放集成的工业自动化和信息化的整体解决方案。工业自动化对于工业企业的产品质量和生产的可靠运行至关重要。基于TCP/IP工业以太网的构成工业自动化计算机监测分析网络,即采用这种性能价格比很高的现场总线技术构成实时状态监测网络系统,其系统构成灵活简单,连线极少,抗干扰能力强,适应性好,易于维护,具有数据处理、分析、运行监测、控制和打印等功能,同时对原有设备未作太多的改动,实用性和可扩展性极强。
能源监管信息管理平台由数据采集及监视控制系统(简称“SCADA系统”)及企业能源分析管理系统(简称“能管系统”)两部分构成,信息传递载体为企业局域网(100M或1000M)。
能源监管信息管理平台的能源信息处理包括信息的采集、存储、加工、传递、分析和等,覆盖能源购入、流通、使用的全过程。能源监管信息管理平台是将各个应用系统集成到一个统一的平台框架上,使得企业的各个用能环节的信息、各种信息处理都能够实现互相通信、数据共享和流程直通处理。即在一个统一的或整合的平台之上。实现能管信息的集成、应用的集成和业务流程的集成。平台提供的统一资源管理和个性化工具使得企业高管、中层领导和普通员工可以从统一的平台上各取所需,方便、灵活地获得权限范围内的服务。
从使用角度来看,能源监管信息管理平台是一个面向企业能源信息应用的分布式数据和应用系统,是企业能源使用支持和信息收集、处理和的中心,是一个承载数据通讯、安全保障、多级事务处理、目录管理合成的交互式集成平台。
从开发角度来说,信息处理平台是一个通用的框架平台,为企业现有的设备、系统集成和新系统开发提供标准的“组装接口”和信息处理通道。
能源管理系统现状范文2
以我省最大的钢铁生产企业福建三钢闽光股份有限公司(以下简称三钢)的能源管理中心建设工作为例,对钢铁行业中能源管理中心的科学合理应用进行全面分析。
(1)三钢能源管理中心构建三钢在构建能源管理中心的过程中,契合企业的转型需求,充分利用计算机技术等先进的管理手段,构造出以能源消耗监控、能源管理调度及能源实绩管理等各方面工作为一体的管控一体化计算机系统。整个企业的能源消耗、调度等都由能源管理中心统一进行。其能源管理中心主要涵盖了电力、水道、煤气、空分气体、蒸汽、压缩空气等六个方面的能源介质。通过能源管理中心的监控系统,对三钢的各项能源资源损耗进行监控,并加以调度优化。
(2)三钢能源管理中心的基本构成以功能对能源管理中心进行细致划分,大致可以将其分为三个部分:信息收集网络、实时数据管理系统和应用管理系统。信息收集网络的构建主要利用了RTU、DCS和PLC等多种信息收集设施。RTU即远程终端设施,集中分布于远程现场,利用它对远程现场的设备和智能化仪表等进行监控管理;RTU主要负责监控管理信息的转化,一方面将监控信号转化为能够在通讯设备上传输的格式,另一方面将监控管理设备传达的消息转化为命令,从而全面控制设备的运行。DCS(集散控制系统)和PLC(可编程逻辑控制设施)两种设备主要用于各分厂的现场管理监控,利用工业内部以太网把管理监控工作以数据的形式传递到中央能源管理中心。实时的数据管理,一般利用钢厂内部的实时数据资源库,用相应的软件实现对实时数据的管理和记录。将设备同内部I/O服务器相连,能源管理监控设备的所有数据均由工业内部以太网传输到I/O服务器后进行整合。此外,各部分管理站通过整合I/O中收录的数据,再向下位机相应管理调控命令。应用管理系统的构成主要包含了基础能源管理系统和动态平衡优化调度系统两大方面。基础能源管理系统的主要职责是进行数据的详细分析、确定能源结构的发展调控方向、拟定能源消耗管理报表、制定能源管理计划、能源考核与结算以及最终命令的等等,基于强大的数据挖掘工具和规范化管理流程,从而实现从计划、调度、操作运行到计量、统计、考核整个事务流的闭环管理。能源动态平衡优化调度系统则是通过建立能源产耗的预测模型和管网模拟模型,准确地模拟各节点信息,对各环节的能源介质产耗进行预测,根据调度目标建立能源输配模型,最终给出优化的调度建议和方案。
(3)三钢能源管理中心基本工作内容的确定三钢能源管理中心的基本工作内容主要包含了数据的收集、数据的实时监控、能源质量的控制、能源的供需调整和企业运行工作等部分。数据的收集主要利用能源的相关参数作为指标,包括温度、压力还有流量等等,通过建立好的PLC,以工业以太网为媒介,直接传达给EMS(能源管理系统),也可以利用各分厂运行的现场子站收集数据,再传达给EMS。数据的实时监控,主要由专业监控人员在能源管理中心的工作站对钢厂系统的整体运行数据进行动态化监控。能源质量的控制,以人工化验或专业检测设备测量的方式,对能源的质量进行分析,为系统提供更为精确的能源质量数据,促进能源系统的优化运行。能源供需的调整主要按照不同能源的使用数据为标准,对其日供需量和月供需量等相关数据进行统计,进而得出每种能源的基本损耗,对能源进行优化调度,减少能源放散损失。针对运行工作的管理,主要是指能源系统的运行监控记录整理、设备运行方式的调整、能源消耗的计量结算以及能源实绩考核等等。
(4)三钢能源管理中心建设的先进经验首先,三钢能源管理中心结合了分散控制与集中化控制两种管理模式,有效提高了综合管理效率。这种管理模式,能够有效针对能源管理的各部分问题,效率较高,适应性也较强,优化了管理流程从而提高了能源的综合利用率。其次,三钢能源管理中心实时数据收集、在线监控和自动化管理的综合管理模式,提升了整体工作效率,有效降低了人力资源投入,促进了单纯节约能源向综合节约资源的转型。此外,三钢能源管理中心的管理模式,实现了由工作开始后进行管理向工作准备阶段的科学合理式规划管理的转变,以煤气放散最少、用电成本最小为目标,建立优化的调度模型,在能源使用前提供决策依据,形成了新的扁平化能源调度管理机制,有效提高了能源管理工作的综合使用率,且为能源消耗方案的优化预定奠定了基础。
2结束语
能源管理系统现状范文3
关键词:能源计量信息;管理系统;计量器具;标准化
中图分类号:TU972+.8 文献标识码:A前言
能源计量是企业计量工作的一个重要组成部门,由企业的计量机构(企业计量主管部门)统一管理,企业通过能源计量管理,促进企业实行能源定量化管理,做到能耗有数据,制定生产工序和产品能耗定额有依据,考核用能状况有标准,为制订节能的操作制度创造条件。
1 能源计量信息管理系统的现状分析
目前,中国各行业开发和使用的能源计量信息管理系统无统一规范标准。因为缺乏国家规范性的指导文件,企业按照自行需求进行设计和开发,能源计量管理系统模式较混乱。许多企业因为没有相关标准或规范的指导而茫然。据浙江省医药化工行业能源计量信息管理系统调查显示,现阶段企业在能源计量系统由于系统结构、功能模块、数据结构与输入输出报表等多方面的不规范,使得企业在计量器具选择、计量数据采集点设置的规范导致企业能计量与源平衡的不确定性。因为缺乏相关标准或规范,很多企业的能源计量管理系统输出政府能源监管部门的需要的各类申报报表(企业耗能设备一览表、企业能源计量器具一览表、能源工业企业能源购销存表、能源消耗统计及分析报表、生产信息报表),误报和漏报的情况时有发生。这种政企不一致的状况,使得政府能源监管部门较难统一管理企业的能源统计与审计工作。本文就结合当前中国用能行业能源计量信息管理系统的特点,对系统的设计规范做一些浅层次的探讨与研究。
2 能源计量信息管理系统建设
2.1 系统的软硬件环境设计要求
在设计能源计量信息管理系统时,对设计硬件上要考虑企业的经济承受能力,逐步完善。同时,配备的计量器具必须要能在线检定或校准;软件设计要考虑全面,给予必要的完善及升级的空间。
2.2 确定现场能源计量检测点设置
现场能源检测点确定。用能单位能源计量信息管理系统,应能采集行业不同种类能源的数据。所称能源数据,指煤炭、原油、电力、天然气、焦炭、水、蒸汽等和其他直接或者通过加工、转换、回收而取得有用能的各种资源。
能源计量信息管理系统采集点的设置原则是以能够准确和实时采集数据的作为计量检测点,并且要考虑能满足能源平衡、能源统计与审计要求。具体数据采集范围包括:一是输入用能单位、次级用能单位和用能设备的能源及载能工质;二是输出用能单位、次级用能单位和用能设备的能源及载能工质;三是用能单位、次级用能单位和用能设备使用(消耗)的能源及载能工质;四是用能单位、次级用能单位和用能设备自产的能源及载能工质;五是用能单位、次级用能单位和用能设备科回收利用的余能资源。
2.3 计量器具管理的设计
计量器具管理的内容要依据企业能源部门计量器具的管理流程进行设计。同时还可能会与其他相关系统进行数据交互或流程交互。下面就针对计量器具管理主要的功能模块进行说明:
2.3.1 计量器具管理的目标
计量器具管理是指根据国家政策法规、企业现行制度实现对企业内计量器具的管理工作。加强计量器具管理是国家对于工业企业的强制性要求,而对于企业而言则是必须严格执行的义务。当然,计量器具管理对于企业能源管理自身而言,也是具有重大意义的。计量器具效力的有效发挥可以确保计量数据的准确性,进而真实的反应企业能源系统关键环节的过程状态,可以协助企业实现以下目标:
1)能源部门可以进行准确的能量平衡分析、能耗平衡分析;2)确保企业能源考核、成本核算的准确度与可信度;3)实现能源异常的及时反馈,降低企业跑冒滴漏现象的损失。
2.3.2 计量器具档案管理
建立计量器具档案(计量台帐)是计量器具管理的最基础工作,计量器具档案应该尽可能涵盖计量器具的全部档案信息,以下就列出一些必要的档案信息:
1)基础信息:计量器具的编号、名称、厂家、型号、出厂编号;2)技术信息:类别(A、B、C类)、测量范围、准确度、用途;3)管理信息:使用部门、安装地点、负责人、领用日期;4)检定信息:检定周期、检定日期、有效期;5)资料信息:合格说明书、说明书、检定证书(以电子文件、扫描件方式存储)。
2.3.3 维修管理
对于在数据监测过程与点检过程中发现的计量器具故障、损坏、异常等情况需要及时对计量器具进行维修。工作流程大致为,首先由发现故障人员对故障情况进行记录并通知维修人员,然后由维修人员/厂家对计量器具进行维修并记录维修情况,最后由管理人员对维修效果进行评估并记录。所以在维修记录中应包括:故障情况、故障时间、发现人、维修人、维修情况、维修时间、评估人、评估情况等。当然,如果企业具备良好的设备管理系统,可以将维修管理纳入到设备管理系统中,便于企业实现统一管理。
2.3.4 检定管理
在检定管理中,需要根据计量器具档案按照计量器具的级别、检定周期、上次检定时间等自动生成检定计划。然后由管理人员对检定计划进行调整与审批。相应负责人根据检定计划开展检定工作,对于由于不可抗拒原因造成的计划无法执行,需要在系统中提出延期申请并等待管理人员审批。当完成检定工作后,检定负责人应填写完整的检定结果并将检定报告以电子文件方式在系统中存档。对于判断为不合格的计量器具,要依据不合格流程进行操作。检定过程的记录包括:计量器具编号、名称、检定时间、检定结果情况、是否不合格、检定责任人、检定方式、检定单位、检定费用等信息。对于后的检定计划而责任没有按期执行的,系统需要实现报警提示。
2.4能源管理信息系统主要功能
2.4.1计量器具系统模块。
2.4.2能源数据采集系统模块。
2.4.3采集数据传输、存储、查询系统模块。
2.4.4数据汇总和计算分析系统模块。
2.4.5报表统计系统模块。
2.4.6企业、车间、设备能源管理系统模块。
结束语:
为了扎实推进企业能源计量工作,将节能工作落到实处,我们对企业能源计量信息管理系统相关的设计规范和标准进行了初步的研究。规范、有效、科学的能源计量信息管理系统不仅能规范企业能源计量与管理,也将进一步推动国家依法实施节能减排监督管理。
参考文献
[1]杨涛.能源管理系统的应用[J].黑龙江科技信息,2009,(17):274.
能源管理系统现状范文4
[关键词]工业能源;信息化;监控系统;实现原则分析
[DOI]1013939/jcnkizgsc201650036
传统形式对工业能源的管理过程一般是基于人工的离线过程,而非实时的。在工业信息化飞速发展的当前,大中型工业能源的用能企业和产能企业的产品设备、生产工艺、控制流程等基本正在向高度自动化和高度信息化的方向发展,只能完成离线能源管理的管理系统已经不能适应大部分企业高速发展的需求,因此迫切地需要实现对工业能源的自动化监控,以能源最优运行为目标,开发企业能源运行的在线实时管理功能。
1客观现状
我国由于能源利用率低而成为能源消耗大国,因此,在“十二五”期间,工业领域转型升级的突破口和重要切入点之一就是工业的节能降耗,提高能源的管理和控制力度,对企业加快以节能降耗为核心的技术改造。所以实现能源的信息化监控管理是一项符合我国中长期发展规划要求的重大决策,本技术一旦实现,可以广泛推广,具有显著的节能效果,在增进企业效益、环保节能方面具有十分重要的意义。
着眼于我国现阶段以及未来中、长期节能发展目标,目前仍以全面管控、技术节能为主,其中采用信息化节能管理是其中非常重要的一种方式,必须从战略和全局的高度,充分认识做好工业节能工作的重要性、艰巨性和紧迫性,切实采取有效措施,大幅提高能源利用效率,突破资源环境瓶颈制约,促进工业发展方式实现根本性转变。[1]
我国积极支持和大力提倡的是以信息化节能监控技术为核心的能源管理方式,该方式实现容易,结构简单,普及速度快,成效显著。因此,为了更高效率地实现节能,不需要不断地改进节能方式,研发节能新技术,逐步推出适应现代工业能源领域的先进的节能控制技术。
目前全球所面临的最大问题是能源紧缺与环境恶化。放眼国际,竞争环境的变化对我国工业节能降耗构成严峻挑战。国际社会应对气候变化博弈日趋激烈,绿色贸易壁垒正在加速形成,一些发达国家对出口国产品的能效水平和碳足迹提出更高要求。我国制造业总体上处于产业价值链中低端,产品资源能源消耗高,出口将面临巨大压力。[2]
我国持续高速的经济增长成为过去几年甚至未来全球经济的最大亮点,但与此同时,我国也承受了巨大的压力,那就是能源供应危机及环境保护。从居室照明和采暖,以及与生活息息相关的水、电、气、油、煤等资源,到工商业所需的电力资源,社会生活所需的各种形式的能源正在被消耗着。能够被有效利用的能源占绝大部分,但也有大量的能源每天被浪M着,因此能源浪费和使用效率低下是当前亟须解决的问题。[3]节能增效已经成为社会经济发展的必然要求,越来越多的企业、机构和个人都投身到节能降耗的工作当中。如何能够更好地管理和使用、控制能源是当前的重中之重,只有通过建立信息化的智能监控系统才能够充分利用能源,达到高效节能的目标。
2系统实现分析
我国是能源消耗大国,因此能源的高效利用和信息化管控是当前的重点,实现社会能源的有效利用需要通过建立信息化的智能监控系统支撑,要实现智能管控,应该从社会可行性、经济可行性和技术可行性三方面来进行分析研究。
21社会可行性
目前,工业企业的节能情况差异非常大,能源管理水平悬殊,当前多数企业存在能源管理问题,具体表现在:缺乏专门的能源管理体系和先进的管理手段,能源管理人员水平参差不齐,行业视野有限;对能源使用的监管不细致,找不到合理的方法,找不到或找不准节能点,没有一个详细的评测手段。概括地讲,就是普遍存在能源信息基础薄弱,能源管控技术水平不高的状况,因而不能及时发现企业存在的某些环节上的能源浪费以及存在的节能潜力。[4]
工业企业是能源消费大户,存在能源浪费现象。降低能源消耗,减少能源浪费,工业企业是重点。目前社会上对能源进行管理和控制的方法技术多种多样,但是大部分都缺乏统一准确的用能情况监测数据做支撑,往往仅凭经验来降低能耗指标,没有做到管理和指导的全面性、科学性和准确性,造成能源的巨大浪费,因此需要建立一套科学合理的信息化能源监控管理系统来减少不必要的能源损耗,并进行有效的管控。
22经济可行性
对工业能源进行信息化管理控制在我国是个新兴产业,既要考虑系统使用的稳定高效,还要考虑供能企业的运营成本及产品设备的升级改造,以及用能用户的改造成本问题。
目前所采用的能源管理机制是借鉴西方经济国家的“合同能源管理”思想引进并逐步发展起来的,至今已经有十几年的历史,虽然没有实现信息化的智能管理,但是在能源服务产业领域也得到了快速发展,特别是“十二五”期间和最近几年,国家在财税、金融、技术等方面相继出台了多个支持能源服务产业发展的扶持政策,进一步地促进了能源管理产业的飞速发展。[5]
目前能源管理服务产业规模逐年大幅递增,2011年能源管理服务产业产值更是首次突破1000亿元,达到1250亿元,2012年达到1653亿元,同比增长32%。预计“十三五”期间,我国能源管理服务产业将步入规模化发展轨道,“十二五”末能源管理服务产业产值可突破3000亿元。能源管理产业已被国家确定为重点培育和发展的七大战略性新兴产业之一,产业发展潜力巨大,拉动经济增长前景广阔。[6]据测算,到2015年,我国技术可行、经济合理的能源管理潜力超过4亿吨标准煤,可带动上万亿元投资。
如果在此基础上能够全面地改进目前的能源管理服务机制,实现全面的智能化、信息化管理控制系统,就可以更大程度地达到能源的高效利用。
23技术可行性
目前的能源管理系统是在普通信息系统和自动化系统基础上的传统模式,缺乏在能效传输和使用中的诊断技术,且大部分基本没有对远程设备采用物联网技术,能效管理力度不高,信息化程度低,节能效果不明显。而新型的能源管理系统通过机理建模和机器学习相结合的方法,以用能设备、耗能工序和能量系统之间的关系为重点建立能效分析模型,确定一种新型的能源管理模型,并进行软件的开发,能够弥补传统模式的不足,增强了系统的实用性。
由于企业工艺装备处于落后水平,企业管理手段也没有达到先进水平,使得我国工业企业的能源利用效率低下。虽然经过十几年的不断努力,工业能耗也有所降低,但与国际先进水平相比我国企业的单位工业产品能耗仍存在较大差距,能源利用效率空间巨大,这就为能源管理系统技术的应用提供了广阔的前景。
随着国家能源节能政策的大力推动,企业的能源利用意识不断提高,以及逐步上涨的能源价格和国家对工业能源使用指标的硬性规定等,这些都为能源高效利用技术的应用提供了很好的环境,具有很强的竞争优势。
3实现策略
作为能源消耗主要群体的工业企业,是实现能源高效利用的主体和重点,国家高度重视工业能源节能技术,曾先后出台了《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》、《工业转型升级规划(2011―2015 年)》《国务院“十二五”节能减排综合性工作方案》《节能减排规划(2011―2015 年)》等,作为“十二五”全国工业能源利用的指导性文件。[7]我国的工业化、城镇化正处于深入发展阶段,飞速发展的经济社会对能源具有极大的需求,能源资源和环境约束形势越来越严峻。工业发展对能源的需求继续增加,工业和高耗能行业对国内生产总值的贡献率呈下降趋势,国家对能源的节能减排约束性指标要求工业加快转变发展方式,传统的能源资源高消耗的粗放型工业发展道路已经不能适应现代社会的发展,大批量的工业企业的转型升级为能源的高效利用提供了良机。
31系统实现目标
系统的主要目标是实现对能源使用信息的监控管理,为此需要配备完善的能源计量器具,采集精确的能源使用情况数据,使用合理的数据传输技术,建立健全能源计量系统,完善各项能源消耗的监测网络,实现用能单位监测的实时性、准确性和完整性。[8]通过建立一套工业能源信息化管理监控系统来统一地对各项能源消耗进行监测和控制,及时反映用能企业能耗水平,为进一步分析用能效率提供客观、公正和科学的基础数据,为用能企业节能降耗工作提供新的动力。
32系统实现策略
实现系统的能源运行管理包括动力能源管理、能源供应管理、能源消费管理。同时涉及采购、运输、仓储、动力、生产消费等多个环节。数据来源于同一数据库,各个部门围绕统一的信息进行分析和决策。利用能源测量和计量器具采集实时和非实时能源数据,并建立能源信息管理专用数据库,以便进行后期的分析和处理。具体的实现策略主要包括以下几方面。
第一,系统数据库管理层采用双机冗余的数据采集服务器和数据服务器模式共存技术;第二,针对信息数据的远程传输及实时显示Web技术,采用GPRS无线传输和有线技术相结合的方法;第三,对采集的用能信息进行实时分析诊断、处理和预警;第四,实现集查询、修改、删除和控制于一体的真正面向企业管理的监控系统平台;第五,针对能源数据的采集主要分为实时和非实时两种。实时数据来自于本项目研制的工业能源信息化管理监控系统的在线采集,也可以通过安装数字仪表设备来补充缺少的数据,在预设的时间间隔内实现自动收集,并存储到实时数据库中,从而实现能效指标的在线计算与动态分析。非实时获取的数据可以从用能企业的计算机系统中获取,或者由工作人员直接录入到管理监控系统中;第六,系统数据库采用双机冗余技术的目的是为了防止数据丢失,在一台数据库服务器出现故障时,另一台检测到主机数据库停止后自动采集并存储数据,在主机恢复后,会自动拷贝到主机数据库中;第七,对数据传输技术的实现,主要依靠当今先进的现场总线技术、网络通信技术、计算机技术,经过网络布线、通信网络、GPRS技术的结合,通过系统软件设计实现信息数据的远程传输及实时显示;有的场合可以使用有线通信技术实现,而有的条件不具备的必须采用GPRS无线传输技术来实现;第八,为了保证采集的用能信息数据的准确有效,需要对数据进行验证。常用的方法是将非同源的数据放在一起进行比较,也可以和历史数据对比来发现异常。对于异常的数据应该进一步分析并解释原因,错误的数据必须剔除,以免对能效分析产生干扰,充分体现能源使用的实时性、可靠性和准确性;实现集数字化、智能化、网络化一体的管理监控系统,采用统一的能源数据仓库技术、完善的数据分析技术、丰富的报表功能、自由数据钻取技术、灵活的算法扩展技术、基于数据层的数据安全技术,并具有良好的接口和兼容性,市场需求巨大,前景非常广阔。
33系统实现前景展望
系统着眼于实施能源消耗总量控制,将对工业发展形成硬约束。加大节能降耗力度,进一步提高工业能源利用效率和能源生产率,改造提升传统制造业,是建立资源节约型、环境友好型产业结构和生产方式的必然选择。全球范围内发展绿色经济、倡导低碳生活越来越受到重视并逐渐成为新趋势,大力发展节能环保低碳产业,成为抢占未来发展制高点的核心价值观。[9]坚持以提升工业能源利用效率为主线,以科技创新为支撑,以政策法规为保障,加快淘汰落后生产能力,大力推进工艺、装备、产品的结构调整和技术进步,加快以节能降耗为核心的企业技术改造,强化重点用能企业节能管理,加强信息通信技术在节能降耗中的应用,必将产生巨大的经济和社会效益。
系统一经实现应用,首先受益的就是企业,随着企业能源节能意识增强,必将为大多数企业所接受,最终也将带来巨大利润;其次可以使企业管理水平提高,可同时应用于机关事业单位,节能效果显著,包括对水、电、气、热等的监控,一经实施可节约大量能源,具有良好的社会和生态效益,应用前景广泛。
4结论
随着原材料和人力成本上涨,我国工业企业产品生产竞争以及能源节能环保的压力日渐增长,工业企业能源管理智能化信息系统得到了越来越多的企业重视并正在着手建设。基于能效分析模块的工业企业能源管理信息系统及应用软件,能够在能效分析方面增强企业能源管理的实用性,开拓了将来企业能源管理信息系统的新思路,转化开发后可有效满足市场的需要,并且市场需求潜力巨大。
基于能效分析模块的工业企业能源管理信息系统适合工业企业并完全可以满足企业能源管理需要,其技术达到国内先进水平。该系统产业化后,将对节能服务产业的发展起到助推作用,同时,也将大大提高企业核心技术实力,增强企业发展后劲,从根本上提升企业的竞争力和节能服务水平,一经应用,会减少能源消耗,对社会环境起到极大的净化作用。
参考文献:
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[2] 郑士君,黄爱平海运企业能效管理信息系统研发[J].中国航海,2010,33(4):53-56
[3] 宋小磊,陈贵军,赵书平工业企业能源管理信息系统研究[J].节能,2011(9):59-62
[4] 张晓丽浅谈企业能源监测管理系统解决方案(下)[J].中国工控,2011
[5] 张凯,姜晓红,闫献国,等中小制造企业ERP系统的设计与实现[J].机械工程与自动化,2011(3):22-25
[6] 刘慧萍区域分布式能源的智能微网能源管理[J].电力与能源,2012,33(5):414-417
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能源管理系统现状范文5
关键词:WonderWare 能源监控系统 能源数据
中图分类号:TP311.52 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)04-0033-01
1 概述
能源管理在钢铁企业管理中占有十分重要地位。生产过程中需要电力、水、煤气、蒸汽、压缩空气、高炉鼓风、氧气、氮气、氩气等一系列能源介质,能源管网在全厂范围内铺设,线路长,并且要求安全、连续和经济的供配,由此对能源管理系统的应用提出需求。能源的动态平衡和连续性特点要求能源管理系统在设备监控、实时调节、信息收集、故障分析和处理、运行调度、能源计划安排、实绩分析及平衡预测等方面有系统的分析,形成有效的决策支持。而能源数据监控平台将实现对基础自动化、计量仪表、电力系统数据的采集以及展示功能,由此可见,实时有效的能源监控调度系统将成为企业能源统一调配、科学利用的有效工具。
WonderWare软件系统集HMI技术、图形技术、数据库、数据通信为一体,提供了能源监控系统的软件平台。通过数据通信软件I/O Server、HMI软件InTouch、实时关系数据库InSQL、信息软件WIS以及其门户网站Suite Voyage等一整套软件系统实现了数据的采集、传输、监控、处理、存储、Web等功能,支撑起整个能源监控系统有效、稳定的运行。
2 系统构成
钢铁生产现场大多采用DCS、PLC为基础自动控制系统,仪表计量数据通过带以太网口的积算仪接入数采网络,厂内自供发电系统数据由站内电力综保系统集中采集,为各个能源介质的采集提供了现场设备基础。
在此基础之上,由WonderWare系统通过I/O Server作为与设备层的接口,将数据接入能源监控系统网络,并且在WonderWare系统内部采用Suite Link通信协议与其他功能软件进行通信。数据最终由InTouch展示,数据存储功能由InSQL实现。数据信息可通过Suite Voyager(信息软件门户网站)实现通过浏览器监视。如图1所示。
3 系统功能实现
3.1 DAServer
用于接收现场控制器、计量仪表、电力远动机基于通用通信协议传送的能源数据,具备ModbusTCP、OPC、IEC102、IEC104等标准通信协议接口,可与具备OPCServer、Modbus从站等设备进行数据通信,同时WonderWare系统提供了如西门子、施奈德等主流PLC的通信协议,共同实现与控制系统以及仪表数据的接入。通过进行配置IEC104、IEC102主站参数以及远动号对应等工作,实现基于ICE104协议的与通信管理机的数据通信以及基于ICE102协议的与电能采集器的数据通信,实现电力系统的数据接入。
3.2 IndustrialSQL
通过在IndustrialSQL中建立对应DAServer中的数据点的数据标签,实现对所采集到的数据进行存储,实时数据由WonderWare内部压缩机制存入数据存储块(History Blocks),并保存在数据库服务器本地硬盘中,并将配置数据、事件等信息存入MS SQLServer,所有数据可通过SQLServer客户端进行查询,通过第三方软件与SQLServer连接,可实现数据的共享。
3.3 InTouch
InTouch作为包括HMI的开发(WindowsMaker)和客户端展示(WindowViewer)两部分,共同实现完成人机交互功能。InTouch集成了历史趋势显示、报警登录、提示窗口等常用功能,提供了多种专业系统中常用的设备以及符号等图形元素,配置了相应的状态以及数值属性接口,通过将画面中的变量标记名与已经在I/O Server中采集并配置的变量标签连接匹配,将实时数据动态显示。同时,InTouch支持脚本开发,可实现算术逻辑等应用脚本对画面逻辑的控制,并且支持与SQLServer、Oracle、ACCESS等数据库的连接,可与多种数据源实现通信。
3.4 Web
通过WIS服务器,实现针对画面的Web功能,不必安装InTouch客户端,而将InTouch开发的画面通过浏览器直接展示,并且在该服务中以将第三方软件系统开发的网页,统一通过Suite Voyager进行,以更灵活的数据监控模式实现能源管理的功能。
4 能源管理系统应用
能源管理系统现状范文6
【关键词】能源管理;能耗模型;struts2
按照烟草行业“十二五”节能减排工作纲要(国烟运[2011]335号)的总体部署和国家局对烟草行业29家重点能耗单位的具体要求(国烟办综[2012]95号),要求该烟草重点能耗单位以《能源管理体系》(GB/T23331-2012)国家标准为指导,根据自己的实际情况,研究建立和执行企业能源管理体系,用系统的、科学的、高效的能源管理制度指导企业的节能工作,实现能源精细化管理上水平。
1概述
基于以上对国家宏观政策、行业发展水平和卷烟厂自身现状的全面分析,我们可以看到,在当今世界能源极端紧缺的情况下,“节能减排”已成为我国的国策,企业能否实现对其能源使用实施科学管理,以及能否保证企业能耗系统在最优的状态下运行,已是所有耗能企业求得生存与发展,实现企业可持续发展和增强企业竞争能力不可缺少的重要手段,企业对于能源管理的工作需要往纵深层面拓展。充分应用自动化、计算机、网络通信技术和现代信息化手段,构筑科学先进、经济实用、安全稳定、创新型的能源计划、能源信息采集、能耗数据分析、能源审计和能源预警体系的能源管理系统,将为企业深入开展节能减排工作提供自动化和信息化手段,有了这样一个平台,就可以快捷地实现对企业能源流向、能源工艺工序、能源费用的追踪,完成企业能源耗用的预测、预警和能源审计等科学管理工作。因此,能源管理系统项目,对贯彻落实科学发展观,促进能源、企业、社会的持续、稳定、同步发展,实现人与自然和谐发展,保持卷烟厂能源管理水平在国内烟草企业中的领先,有着及其重要的战略意义。
2系统数据流设计
本系统的主体框架采用struts2,前端的表现层采用jquery的开源界面插件jQueryLigerUI版本号为V1.1.9,数据库连接池组件采用proxool,版本:0.9.1,如图1所示。由于系统是采用B/S架构的,所以一切流程都是由用户首先发起的。从结构上来看,整个系统主要分为三部分:前台界面、后台支撑、数据存储。用户通过浏览器提交请求,浏览器响应请求后将请求数据通过http协议发送到服务器,服务器端struts2的拦截器拦截到请求后根据配置文件中的配置信息决定请求转发给哪个action(业务处理类)来处理请求。action接收到处理请求后按照业务需求去访问数据库。访问数据必需先与数据库建立连接,系统在启动的时候已经事先按配置文件配置的信息建立好了一定数据的数据库连接,并对数据库连接进行了维护。所以当后台需要访问数据库时就到数据库连接池去获取连接。连接池会判断池里是否有空闲的连接,有的话就马上返回,没有的话就根据当前在用的连接数是否超过设定的最大连接数,如果没有则创建新的连接并返回,如果超过则需等。当后台得到数据库连接并完成与数据库的交互后,将连接返回连接池。连接池得到连接后查看池内存放的空闲连接数是否达到最大,如果没有则将连接放回池内并定期维护,如果超过则关闭该连接。后台处理完业务后返回处理信息给控制器,控制器再根据配置文件的配置信息决定页面的跳转并返回数据,结果页面得到返回的数据后解释并展示。
3系统框架设计
本系统框架结构主要分为三部分:用户界面层、业务控制层、数据模型层。用户界面层是用户在客户端上看的最终效果,用户在此页面进行数据的查阅、更新、删除等操作。控制器则将用户的操作在后台上通过配置文件决定调用哪个模型构件去处理请求,然后用确定用哪个视图来显示模型处理返回的数据。数据模型通过指定的业务逻辑进行处理,最终将处理后的数据返回给用户界面或提交给数据持久化层,例如数据的持久化最典型的例子写数据库。视图是用户看到并与之交互的界面。对老式的Web应用程序来说,视图就是由HTML元素组成的界面,在新式的Web应用程序中,HTML依旧在视图中扮演着重要的角色,但一些新的技术已层出不穷,它们包括MacromediaFlash和像XHTML,XML/XSL,WML,SVG等一些标识语言和Webservices及javascript等脚本语言。业务控制层接受用户的输入并调用模型和视图去完成用户的需求。所以当单击Web页面中的超链接和发送HTML表单时,控制器本身不输出任何东西和做任何处理。它只是接收请求并决定调用哪个模型构件去处理请求,然后用确定用哪个视图来显示模型处理返回的数据。数据模型层表示企业数据和业务规则。在MVC的三个部件中,模型拥有最多的处理任务。例如它可能用象EJBs和ColdFusionComponents这样的构件对象来处理数据库。被模型返回的数据是中立的,就是说模型与数据格式无关,这样一个模型能为多个视图提供数据。由于应用于模型的代码只需写一次就可以被多个视图重用,所以减少了代码的重复性。
4系统主要功能设计
4.1设备能效分析
系统针对锅炉、空压、空调等模型进行设备能效分析。每个钟设备类型分别建立不同的能耗模型,模型的数据源是从MES系统同步过来的数据。能效分析中可以编辑录入对效率异常的分析情况。算法与流程:获取模型当月的原因分析与对策措施查找模型的指标参数根据指标参数从历史库中获取本月、上月、去年数据根据公式计算指标值棒图展示和表格展示。界面设计:用棒图展示设备能效的同比与环比;用表格展示设备各种能效的本月、上月、去年同期、较上月、较去年同期能效数值和百分比;列出对比分析结果;列出原因分析:列出改进建议。
4.2对标分析
可以按年或月对指标进行对比设定。在这里我们提供多种对标,可以录入企业标准、中烟标准、标杆企业、国家标准、世界先进的指标值。指标分为年度指标、月度指标。年指标每年录入一次,月指标每月录入一次,指标项可以不相同。算法与流程:查找对标标准值从历史库中获取指标对应的实际值以图表展示数据。界面设计:用棒图展示实际值、国际标准值、中国标准值、企业标准值。并且可以按年或月进行查找。
4.3生产能耗分析
生产能耗综合分析指标包括全厂折标煤能耗分析、全厂碳排放能耗分析、万支能源消耗、万元能源消耗、单箱耗电、单箱耗水、单箱耗标煤、单箱综合能耗。提供日、月、年报表分析,以曲线和数据表格的方式呈现给用户。提供同比环比综合分析。此分析便于方便的分析能源的使用情况,可以对当前和历史的能源使用情况有个全面的比较。从宏观上了解企业能耗指标情况。算法与流程:(1)获取指标名称年生产能耗综合报告获取近三年本年数据获取近三年每月数据;(2)获取指标名称月生产能耗综合报告获取近每月指标数据获取天气数据获取产量数据获取基础指标值;(3)获取指标名称生产能耗同比环比分析获取本月、去年同期指标数据。界面设计:上面曲线显示,下面用表格展示。
4.4批次能耗分析
系统针对制丝和卷包车间以工艺段为模块进行分析,如松散回潮、加料、切烘丝、掺配加香工艺段为模块,算出每个工艺段的每个批次的能源消耗量,以批次开始时间和批次结束时间为节点,计算该时间段内能源消耗量(主要是电和蒸汽量),最终批次经过的所有工艺段的能源消耗量累加,得出批次能耗总量。掺配的梗丝等掺配丝的能源消耗量按该掺配丝批次的总量×掺配量占的比例加入叶丝批次能耗总量中。算法与流程:后台数据采集已按3分钟一次采集把实时的数据记录在数据库表中,这是一个完整的原始数据,后台可以根据原始数据统计出各种需要的数据,然后返回到前端进行展示。批次能耗分析只要分四个模块,批次分析、牌号分析、班次分析、班次对比,每个模块从不同的角度分析生产线中每个环节的能耗情况。界面设计:上面棒图显示,下面用表格展示。
5结束语
该能源管理系统已经成功在国内某知名卷烟厂成功投入运行,得到客户一致好评。将为企业深入开展节能减排工作提供自动化和信息化手段,有了这样一个平台,就可以快捷地实现对企业能源流向、能源工艺工序、能源费用的追踪,完成企业能源耗用的预测、预警和能源审计等科学管理工作,大大提供企业生产效率,节省企业能源成本。
参考文献
[1]樊文舫.能源管理概论[M].北京:中国市场出版社,2011.