淺談能耗管理系統(tǒng)在煤礦行業(yè)中的應(yīng)用

任運業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：煤礦能耗管理系統(tǒng)采用自動化、信息化技術(shù)，對所有耗能設(shè)備實施動態(tài)監(jiān)控和數(shù)字化管理，實現(xiàn)煤礦生產(chǎn)的能耗分析、節(jié)能優(yōu)化措施輔助決策與分析，建立持續(xù)改進(jìn)能效的管理模式和機(jī)制，提高企業(yè)能效精細(xì)化管理水平，優(yōu)化用能結(jié)構(gòu)，促進(jìn)節(jié)能降耗，實時監(jiān)視能源消耗，及時發(fā)現(xiàn)問題，減少用能損失；有效掌握能耗總量、能耗成本及能耗效率指標(biāo)數(shù)據(jù)；有效分析用能特點，為優(yōu)化用能管理提供決策數(shù)據(jù)；推進(jìn)企業(yè)實現(xiàn)綠色、低碳、節(jié)能的發(fā)展目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：能源管控；工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)；能耗管理；實時監(jiān)控；能效

0、引言

煤炭在我國能源體系中占有主體地位，煤炭企業(yè)作為能源行業(yè)的重要組成部分，在產(chǎn)生能源的同時，也在消耗大量能源。建設(shè)能耗管理系統(tǒng)，利用完善的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)獲取生產(chǎn)過程的重要參數(shù)和相關(guān)能源數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理、分析并結(jié)合對生產(chǎn)工藝過程用能評估，實時提供在線能源系統(tǒng)平衡信息和調(diào)整決策方案。將企業(yè)內(nèi)部各個單元的不同能源系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)，確保能源系統(tǒng)平衡調(diào)整的科學(xué)性、及時性和合理性，從而實現(xiàn)從單純設(shè)備監(jiān)控轉(zhuǎn)向過程和系統(tǒng)綜合監(jiān)控。并繼續(xù)向管控一體化方向發(fā)展，合理利用預(yù)測模型和平衡模型等技術(shù)，優(yōu)化節(jié)能調(diào)度和用能平衡，為煤炭企業(yè)節(jié)能降耗提供決策依據(jù)，促進(jìn)煤礦企業(yè)能效水平的總體提升；落實了國家綠色低碳的發(fā)展理念，適應(yīng)了能耗總量和強(qiáng)度“雙控"目標(biāo)的要求。

1、能耗管理系統(tǒng)設(shè)計

能耗管理系統(tǒng)通過采集煤礦地面、井下各個變電 所供電回路的電能數(shù)據(jù)，直觀展示各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能耗情況，充分挖掘應(yīng)用能耗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)全礦、各用電單位、各工序等不同類別、有效的耗能統(tǒng)計和分析，為煤礦行業(yè)提供能耗管理、分析等方面的專業(yè)化服務(wù)，通過能源監(jiān)視、統(tǒng)計分析、管理及考核等功能應(yīng)用，完善能源管理體系，提高能源管理水平，促進(jìn)企業(yè)節(jié)能降耗、降本增效，從而達(dá)到提高能耗管理工作效率和管理科學(xué)化的目的。系統(tǒng)設(shè)計采用B/S架構(gòu)，易于部署，維護(hù)方便，支持多種通信協(xié)議，方便從計量終端獲取相關(guān)能源數(shù)據(jù)，可提供與其他系統(tǒng)對接相關(guān)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)接口，方便與其系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)對接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。系統(tǒng)設(shè)計采用三層結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)采集與傳輸層、數(shù)據(jù)處理層和數(shù)據(jù)分析展示層，如圖1所示。

數(shù)據(jù)采集與傳輸層用來采集用電設(shè)備的電量數(shù)據(jù)，對重要用能設(shè)備采集設(shè)備的實時負(fù)荷、電壓等信息。支持從井下、地面電力監(jiān)控系統(tǒng)獲取電量數(shù)據(jù)，也支持從電表等電能計量終端采集電量數(shù)據(jù)；電量采集的方式通過中間數(shù)據(jù)庫的方式，通過 Restful API 接口方式，通過DL/T 645、Modbus等規(guī)約或MQTT協(xié)議方式獲取數(shù)據(jù)。系統(tǒng)除了能夠采集電能數(shù)據(jù)，也支持水、蒸汽、瓦斯氣、油等能耗數(shù)據(jù)的采集。數(shù)據(jù)處理層對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，主要包括電量數(shù)據(jù)的合理性檢查，異常數(shù)據(jù)的清洗過濾等；數(shù)據(jù)累積與計算，對電量數(shù)據(jù)進(jìn)行尖峰平谷時段累加統(tǒng)計，按工作班組時段累加統(tǒng)計等；對采集到的數(shù)據(jù)按照對應(yīng)的工序、班組分類保存。數(shù)據(jù)分析展示層用來展示煤礦整體能源消耗情況，為煤礦企業(yè)節(jié)能降耗提供輔助決策依據(jù)。系統(tǒng)支持使用各種餅圖、棒圖、曲線圖等展示電量數(shù)據(jù)，可以對不同工序、區(qū)隊電量進(jìn)行同比、環(huán)比、類比數(shù)據(jù)分析，采用能流圖展示不同類別的能耗使用情況，可以將各種能源消耗統(tǒng)一折算成標(biāo)準(zhǔn)煤能耗進(jìn)行展示。

2、數(shù)據(jù)的采集

2.1 儀表的采集

系統(tǒng)支持通過 DL 634 5104、DLT-645、modbus等協(xié)議直接采集表具數(shù)據(jù)，對現(xiàn)場表具能耗數(shù)據(jù)的采集方法連接方式，將一個計量回路的表具“手拉手"相連接后與選用的網(wǎng)關(guān)相連接，通過網(wǎng)關(guān)連接網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和通信。

需要注意的是，為提高通信質(zhì)量的穩(wěn)定性，計量表具連接的線路一般不超過 400 m，連接少于20 個計量表具，連接時對每根線的兩端標(biāo)示，便于后期維護(hù)和故障排查。

2.2 信息系統(tǒng)對接

對接現(xiàn)有的管理信息系統(tǒng)（如 ERP、MIS），生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)（如SIS、MES），生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)（如DCS、PLC），通過數(shù)據(jù)接口（如OPC、數(shù)據(jù)庫）的形式或其他標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口，根據(jù)相關(guān)的通信協(xié)議格式，將各系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，將數(shù)據(jù)接入企業(yè)能源管理系統(tǒng)中。

2.3 接口的對接

通過與其他系統(tǒng)對接相關(guān)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)接口，以便與相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)對接。采用中間庫對接的方式，其工作包含：

（1）寫入源數(shù)據(jù)。源數(shù)據(jù)系統(tǒng)將各企業(yè)能源消費的數(shù)據(jù)寫入中間庫制定的表結(jié)構(gòu)中，并獲取成功狀態(tài)。

（2）通知數(shù)據(jù)寫成功。源數(shù)據(jù)系統(tǒng)接口的 WebService客戶端根據(jù)預(yù)定的協(xié)議通知中間庫服務(wù)端源數(shù)據(jù)已寫成功。

（3）通知取數(shù)據(jù)。中間庫“得知"某項源數(shù)據(jù)已保存成功后，作為Web Service客戶端向目標(biāo)數(shù)據(jù)系統(tǒng)發(fā)送取數(shù)據(jù)通知。

（4）取數(shù)據(jù)。目標(biāo)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)收到取數(shù)據(jù)通知后，及時到中間庫制定表結(jié)構(gòu)中取數(shù)據(jù)，如圖2所示。

中間數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)：①源數(shù)據(jù)系統(tǒng)服務(wù)。是指提供數(shù)據(jù)的系統(tǒng)接口根據(jù)預(yù)定的頻率和選擇的數(shù)據(jù)類型，從本地數(shù)據(jù)庫進(jìn)行查詢統(tǒng)計，向中間庫插入或更新數(shù)據(jù)。作為Web Service客戶端，通知中間庫客戶端的寫數(shù)據(jù)已完成。②中間庫服務(wù)。提供管理中間庫的界面和支持接收數(shù)據(jù)插入成功的通知，并向目標(biāo)數(shù)據(jù)系統(tǒng)服務(wù)器發(fā)送取數(shù)據(jù)通知。作為Web Service客戶端，向目標(biāo)數(shù)據(jù)系統(tǒng)服務(wù)器端發(fā)送取數(shù)據(jù)通知，同時作為Web Service服務(wù)端，接收源數(shù)據(jù)寫入成功的通知。③目標(biāo)數(shù)據(jù)系統(tǒng)服務(wù)，是指接收數(shù)據(jù)的系統(tǒng)（平臺服務(wù)器）。作為數(shù)據(jù)接口將中間庫服務(wù)器中的數(shù)據(jù)，保存到自己系統(tǒng)中合理的表結(jié)構(gòu)中。同時，作為 Web Service服務(wù)端，向中間數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)系統(tǒng)服務(wù)器端返回寫入成功信息。

3、能耗管理系統(tǒng)實現(xiàn)的功能

3.1 綜合看板

綜合看板功能模塊主要為各級領(lǐng)導(dǎo)（廠級、車間級）提供可視化的能源綜合看板，各級領(lǐng)導(dǎo)能夠通過綜合看板一個畫面就能夠直觀、有效地了解企業(yè)用能情況。綜合看板的內(nèi)容包括能源消費總量指標(biāo)、能源消費強(qiáng)度、能源利用效率、能源結(jié)構(gòu)、能源成本以及主要能耗指標(biāo)的變化趨勢。系統(tǒng)可以用數(shù)據(jù)大屏的方式展示各種能耗分析數(shù)據(jù)，圖形展示方式包括餅圖、柱狀圖、曲線圖等多種方式，展示數(shù)據(jù)包括全礦用電情況、能源結(jié)構(gòu)占比、工序能耗占比、各用電單位能耗占比；還可以展示各種能耗數(shù)據(jù)的同比、環(huán)比等對比信息，實現(xiàn)了煤礦能耗管理一張圖。

3.2 計量器具管理

計量器具管理功能包括計量器具臺賬管理、計量器具狀態(tài)監(jiān)測2 個子功能。計量器具臺賬管理。建立和維護(hù)計量器具（儀表）臺賬。支持分類管理（電、水、氣、熱等）和分級管理。計量器具狀態(tài)監(jiān)測。以列表或計量網(wǎng)絡(luò)圖的形式實時監(jiān)測計量器具工作的工作狀態(tài)（正常和故障），有故障及時報警提示。

3.3 數(shù)據(jù)采集管理

數(shù)據(jù)采集管理包括臺賬管理、狀態(tài)監(jiān)測 2 個子功能。采集設(shè)備臺賬管理。實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集設(shè)備臺賬的立和維護(hù)。支持建立采集設(shè)備和計量器具的關(guān)聯(lián)關(guān)系。采集設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測。實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集設(shè)備的工作狀態(tài)（正常、故障）的實時監(jiān)測和故障報警提示。

3.4 遠(yuǎn)程監(jiān)視管理

3.4.1 遠(yuǎn)程實時監(jiān)視

按照用能單元遠(yuǎn)程實時監(jiān)視各計量器具運行情況，以及關(guān)聯(lián)測點監(jiān)測參數(shù)的當(dāng)前值，監(jiān)測參數(shù)異常持分類分級管理。

3.4.2 遠(yuǎn)程自動抄表

按照用能單元自動生成對應(yīng)遠(yuǎn)程抄表統(tǒng)計表，抄表周期可根據(jù)需求進(jìn)行選擇，遠(yuǎn)程抄表統(tǒng)計表。支持分類、分級、按時間段查詢，并支持Excel導(dǎo)出。

3.4.3 用能層級管理

系統(tǒng)采用可定制的層級管理方法，根據(jù)不同的需求劃分不同的層級，按照井下采掘、運輸、通風(fēng)、排水等工序，地面洗煤、裝機(jī)等工序設(shè)定生產(chǎn)工序的層級；也可以按照機(jī)電隊、綜采隊等設(shè)定用電單位來的層級；可以根據(jù)層級進(jìn)行電能量的統(tǒng)計計算與分析。

3.5 集中報警管理

系統(tǒng)針對各個層級均可設(shè)置用電指標(biāo)和電量預(yù)警指標(biāo)，用電指標(biāo)可以和實際電量進(jìn)行對比分析，預(yù)警指標(biāo)用于告警提示，在某個層級電量達(dá)到預(yù)警指標(biāo)告警限值后，系統(tǒng)會自動進(jìn)行告警，提示電量即將超限。 （1）集中報警管理可實現(xiàn)實時報警的處理、報警查詢、報警統(tǒng)計功能。

（2）實時報警處理。對量器具狀態(tài)異常、采集設(shè)備狀態(tài)異常、網(wǎng)絡(luò)通信異常、監(jiān)測數(shù)據(jù)異常、能耗指標(biāo)異 常等各類異常及時報警通知，支持記錄報警處理過程及結(jié)果。

（3）歷史報警查詢。查詢歷史報警記錄及處理結(jié)果。

（4）歷史報警統(tǒng)計。對歷史報警記錄進(jìn)行分類統(tǒng)計。

3.6 輔助錄入管理

實際產(chǎn)量錄入。實現(xiàn)輔助錄入和查詢本單位的各類產(chǎn)品的實際產(chǎn)量。支持分級錄入，支持按照價值分

配理論和方法把中間產(chǎn)品自動核算為產(chǎn)品。其他指標(biāo)錄入。錄入和管理其他需要手工錄入的指標(biāo)（如經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等）。

3.7 能源統(tǒng)計報表

系統(tǒng)可以按照生成工序、用電單位按照生成各種能耗的日、月、年統(tǒng)計報表，直觀清晰地展示煤礦能源結(jié)構(gòu)、各工序電量占比、各用電單位電量占比等，為煤炭節(jié)能降耗提供數(shù)據(jù)支撐。

（1）能耗綜合統(tǒng)計。對用能單元統(tǒng)計其能源品種消費量，包括各單項和綜合統(tǒng)計，不同的用能單元展

示不同的能源品種消費量指標(biāo)。支持關(guān)聯(lián)查看任一指標(biāo)的歷史數(shù)據(jù)。

（2）能耗匯總統(tǒng)計。按時間段，對用戶所管理的用能單元的各能源品種、能源消費量進(jìn)行匯總統(tǒng)計。

3.8 能耗在線監(jiān)視

（1）能耗總量監(jiān)測。展示用能單元對應(yīng)能源品種的實時消費量，包含當(dāng)日、當(dāng)月、當(dāng)年的數(shù)據(jù)，以曲線或表格的形式展示對應(yīng)消費量的歷史趨勢。

（2）產(chǎn)值能效監(jiān)測。能效分析可以接入其他自動化系統(tǒng)的產(chǎn)煤量、排風(fēng)量、排水量等數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)與相應(yīng)的供電回路電量相結(jié)合，計算各個工序的能效值，并給出相應(yīng)的輔助決策建議。接入皮帶、提升、洗煤等運輸、洗選系統(tǒng)的產(chǎn)量數(shù)據(jù)，計算噸煤的能耗；接入通風(fēng)、壓風(fēng)等風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中的風(fēng)量數(shù)據(jù)，計算兆帕每小時風(fēng)流量的能耗；接入供水、排水等泵房系統(tǒng)的流量數(shù)據(jù)，計算噸水百米揚(yáng)程的能耗。對能耗超過指標(biāo)的工序，系統(tǒng)會實時進(jìn)行告警提示。

（3）產(chǎn)品能效監(jiān)測。展示用能單元對應(yīng)能源品種的產(chǎn)品能效，包含當(dāng)日、當(dāng)月、當(dāng)年的數(shù)據(jù)，同時支持對數(shù)據(jù)的趨勢展示。

3.9 能源成本管理

峰平谷參數(shù)可以配置峰平谷對應(yīng)的時間區(qū)間，根據(jù)區(qū)間自動統(tǒng)計峰平谷電量。其他能源產(chǎn)品可輸入單

價等根據(jù)系統(tǒng)采集的能源使用量，直接將能源的使用成本通過金額的方式體現(xiàn)出來。

3.10 企業(yè)用能分析

企業(yè)用能分析功能包括能耗趨勢分析、能耗結(jié)構(gòu)分析子功能。

（1）能耗成本分析。根據(jù)能源使用量及尖峰平谷對應(yīng)的價格不同設(shè)置不同價格，計算出使用成本系統(tǒng)

提供了多種數(shù)據(jù)的分析方式，可以對單個工序的月、年電量做同比、環(huán)比分析，還可以將電量與指標(biāo)電量分析，進(jìn)行對標(biāo)管理；系統(tǒng)支持多個工序、用電單位的電量對比展示，工序、用電單位的能耗占比直觀顯示，分析高耗能工序、用電單位用電情況，有針對性地制定節(jié)能措施。系統(tǒng)支持對峰平谷電量的分析，可以計算全礦用電的峰谷比，也可以計算某一個層級電量的峰谷比，針對峰谷比較高的回路，通過調(diào)節(jié)工作時段，降低峰谷比，實現(xiàn)合理用電。

（2）用能趨勢分析。按照用能單元，針對對應(yīng)不同能源品種消費量按照時間段，進(jìn)行對應(yīng)能源品種、能源消費量指標(biāo)（本期、同比、環(huán)比）的變化趨勢進(jìn)行分析。

（3）能耗結(jié)構(gòu)分析。按用能單元分析能源消費量折標(biāo)量占比。

3.11 高耗能回路計算

煤礦能耗主要消耗在高能耗設(shè)備上，如提升機(jī)、壓風(fēng)機(jī)、通風(fēng)機(jī)等，系統(tǒng)提供設(shè)置耗能設(shè)備閾值功能， 可以設(shè)置耗電量達(dá)到某一閾值的設(shè)備為高耗能設(shè)備，可以予以跟蹤，并可以圖形的方式直觀查看電量 消耗情況。

3.12 回路補(bǔ)償策略

系統(tǒng)可對具有節(jié)能空間的回路生成補(bǔ)償策略，可以分級補(bǔ)償曲線的方式進(jìn)行計算。計算出補(bǔ)償后 曲線，并得出補(bǔ)償后的結(jié)論，提供給相關(guān)人員參考，為下一步技術(shù)節(jié)能提供依據(jù)，如圖3所示。

3.13 參數(shù)管理

參數(shù)管理用來配置管理系統(tǒng)運行的各種參數(shù)。

電表參數(shù)可以配置各個用電回路的計量設(shè)備信息，包含設(shè)備名稱、編號等信息，機(jī)構(gòu)、用戶、角色、權(quán)限、日志的管理。

4、能耗管理系統(tǒng)可實現(xiàn)的目標(biāo)

4.1 提高煤礦企業(yè)能耗管理水平

通過建立能耗管理信息系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對能耗情況實時監(jiān)視，能夠?qū)崟r分析和掌握各生產(chǎn)環(huán)節(jié)、各用電單位、重要耗能設(shè)備的能耗狀況，可以對整體的能源利用狀況和水平作出準(zhǔn)確合理的分析和評價。

4.2 完善了企業(yè)能耗的預(yù)警考核機(jī)制

通過能耗系統(tǒng)的電量指標(biāo)預(yù)警，管理人員可以盡快掌握各工序、用電單位的能耗超標(biāo)情況，可以

及時對超標(biāo)的工序、用電單位進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)糾正生產(chǎn)中的耗能問題。

4.3 優(yōu)化煤礦企業(yè)用電方式

通過統(tǒng)計各生產(chǎn)工序峰平谷時段的用電電量，計算電量的峰谷比，指導(dǎo)企業(yè)合理調(diào)整設(shè)備工作時間，減少設(shè)備峰時段開啟時間，增加谷時段運行時間。

4.4 對礦山的應(yīng)用價值

貫徹能源專業(yè)化、精細(xì)化、扁平化管理思路，建立持續(xù)改進(jìn)能效的能管模式和機(jī)制，提高能管水平，促進(jìn)節(jié)能降耗。實時監(jiān)視能源消耗，及時發(fā)現(xiàn)問題，減少用能損失；有效掌握能耗總量、能耗成本及能耗效率指標(biāo)數(shù)據(jù)；有效分析用能特點，為優(yōu)化用能管理提供決策數(shù)據(jù)。

5、安科瑞企業(yè)能源管控系統(tǒng)概述

安科瑞企業(yè)能源管控系統(tǒng)采用自動化、信息化技術(shù)和集中管理模式，對企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理，監(jiān)測企業(yè)電、水、燃?xì)?、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況，通過數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助企業(yè)針對各種能源需求及用能情況、能源質(zhì)量、產(chǎn)品能源單耗、各工序能耗、工藝、車間、產(chǎn)線、班組、重大能耗設(shè)備等的能源利用情況等進(jìn)行能耗統(tǒng)計、同環(huán)比分析、能源成本分析、碳排分析，為企業(yè)加強(qiáng)能源管理，提高能源利用效率、挖掘節(jié)能潛力、節(jié)能評估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和支持。

6、應(yīng)用場所

鋼鐵、石化、冶金、有色金屬、采礦、醫(yī)藥、水泥、煤炭、造紙、化工、物流、食品、水廠、電廠、供熱站、軌道交通、航空工業(yè)、木材、工業(yè)園區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校、酒店、寫字樓以及汽車制造、機(jī)電設(shè)備、電器產(chǎn)品、工器具制造等離散制造業(yè)。

7、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

現(xiàn)場通過廠區(qū)局域網(wǎng)和平臺通訊，平臺搭建在客戶自己配置的服務(wù)器上。搭建完成之后，客戶可以在任意能與局域網(wǎng)聯(lián)通的地方，通過有權(quán)限的賬號登陸網(wǎng)頁以及手機(jī)APP查看各處的運行情況。

系統(tǒng)可分為三層：即現(xiàn)場設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和平臺管理層。

現(xiàn)場設(shè)備層：主要是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于水、電、氣等參量采集測量的各類型的儀表等，也是構(gòu)建該配電、耗水、耗氣系統(tǒng)必要的基本組成元素。肩負(fù)著采集數(shù)據(jù)的重任，這些設(shè)備可為本公司各系列帶通訊網(wǎng)絡(luò)電力儀表、溫濕度控制器、開關(guān)量監(jiān)測模塊以及合格供應(yīng)商的水表、氣表、冷熱量表等。

網(wǎng)絡(luò)通訊層：包含現(xiàn)場智能網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備。智能網(wǎng)關(guān)主動采集現(xiàn)場設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲，并通過網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，智能網(wǎng)關(guān)可在網(wǎng)絡(luò)故障時將數(shù)據(jù)存儲在本地，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。

平臺管理層：包含應(yīng)用服務(wù)器、WEB服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，一般應(yīng)用服務(wù)器和WEB服務(wù)器可以合一配置。

平臺采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：

8、系統(tǒng)功能

平臺采用自動化、信息化技術(shù)和集中管理模式，對企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理。實時監(jiān)測企業(yè)各類能源的消耗情況，通過數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助企業(yè)加強(qiáng)能源管理，提高能源利用效率和節(jié)能潛力，為節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

8.1平臺登入

在瀏覽器打開云平臺鏈接、輸入賬戶名和權(quán)限密碼，進(jìn)行登錄，防止未授權(quán)人員瀏覽有關(guān)信息。

8.2大屏展示

用戶登錄成功之后進(jìn)入大屏展示頁面，展示企業(yè)及各區(qū)域的能耗折標(biāo)、產(chǎn)值、異常、排名、占比、通訊情況，點擊區(qū)域展示該區(qū)域的分類能耗、產(chǎn)值等相關(guān)信息。

8.3首頁

首頁展示峰谷平用電、變壓器情況、年能耗趨勢、單耗趨勢、分類能耗等企業(yè)級統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

8.4數(shù)據(jù)監(jiān)控

對企業(yè)各點位的能源使用、報警等情況進(jìn)行實時的監(jiān)控。以便企業(yè)用戶能夠?qū)崟r的監(jiān)測各個點位的運作情況，同時能更快的掌握點位的報警，并為企業(yè)削峰填谷、調(diào)整負(fù)載等技改措施提供數(shù)據(jù)支撐。

• 能源實時監(jiān)控：對于水、電、氣等能源消耗進(jìn)行實時監(jiān)測，確保用能環(huán)節(jié)的持續(xù)穩(wěn)定運行，顯示配電圖、能流圖、能源平衡網(wǎng)絡(luò)圖、能源計量網(wǎng)絡(luò)圖等功能。

• 能流圖：需要在能流圖上對水、電、氣的消耗情況進(jìn)行實時展示；當(dāng)能源參數(shù)越限報警，可提供報警重要性等級分類，同時支持APP推送、手機(jī)短信、郵件、釘釘、語音播報、系統(tǒng)彈窗報警提示等；

• 配電圖：將配電房真實情況畫入配電圖，實時展示接入的門禁、水浸、電水氣等儀表的實時參數(shù)、門禁水浸狀態(tài)及能耗數(shù)據(jù)。

• 實時統(tǒng)計：實時統(tǒng)計工廠、車間、工序、設(shè)備的當(dāng)年、季度、月、周、日、班次等能耗值；

• 數(shù)據(jù)展示：通過實時曲線和歷史曲線展示不同區(qū)域、不同設(shè)備的不同的能耗參數(shù)；

• 檢測：對能源報警信息進(jìn)行集中顯示，可以對報警閾值信息進(jìn)行相關(guān)處理操作，可以對報警參數(shù)進(jìn)行在線設(shè)置，當(dāng)能源參數(shù)越限報警，可提供報警重要性等級分類，具備APP推送、手機(jī)短信、郵件、釘釘、語音播報、系統(tǒng)彈窗等報警提示；

8.5視頻監(jiān)控

接入攝像頭，實時掌控企業(yè)內(nèi)實際情況。

8.6變壓器監(jiān)控

展示各電壓器的負(fù)載情況，從而可以為變壓器配備情況進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃。通過各種運行參數(shù)狀態(tài)下用電效能的對比分析，找出更好的運行模式。根據(jù)運行模式調(diào)整負(fù)載，從而降低用電單耗，使電能損失降低。

8.7儀表實時監(jiān)控

展示各個水電氣儀表的實時參數(shù)變化，以曲線圖的方式展示。

8.8能源中控

將所有有關(guān)能源的能源參數(shù)集中在一個看板中，能從多個維度對比分析，實現(xiàn)各個產(chǎn)業(yè)線的對比，幫助領(lǐng)導(dǎo)掌控整個工廠的能源消耗，能源成本，標(biāo)煤排放等的情況。

8.9用表統(tǒng)計

從能源使用種類、監(jiān)測區(qū)域、車間、生產(chǎn)工藝、工序、工段時間、設(shè)備、班組、分項等維度，采用曲線、餅圖、直方圖、累積圖、數(shù)字表等方式對企業(yè)用能統(tǒng)計、同比、環(huán)比分析、實績分析，折標(biāo)對比、單位產(chǎn)品能耗、單位產(chǎn)值能耗統(tǒng)計，找出能源使用過程中的漏洞和不合理地方，從而調(diào)整能源分配策略，減少能源使用過程中的浪費。

8.10成ben分析

統(tǒng)計各個監(jiān)測節(jié)點（工廠、車間）的當(dāng)年、季度、月、周、日各類能源消耗費用，其中電包括峰電量、峰電費、谷電量、谷電費以及平均電量和平均電費。

8.11產(chǎn)品單耗統(tǒng)計

與企業(yè)MES系統(tǒng)對接，通過產(chǎn)品產(chǎn)量以及系統(tǒng)采集的能耗數(shù)據(jù)，在產(chǎn)品單耗中生成產(chǎn)品單耗趨勢圖，并進(jìn)行同比和環(huán)比分析。同時將產(chǎn)品單耗與行業(yè)/國家/國際指標(biāo)對標(biāo)，以便企業(yè)能夠根據(jù)產(chǎn)品單耗情況來調(diào)整生產(chǎn)工藝，從而降低能耗。

8.12績效分析

對各類能源使用、消耗、轉(zhuǎn)換，按班組、區(qū)域、車間，產(chǎn)線、工段、設(shè)備等進(jìn)行日、周、月、年的時段績效統(tǒng)計按照能源計劃或定額制定的績效指標(biāo)進(jìn)行KPI比較考核，幫助企業(yè)了解內(nèi)部能效水平和節(jié)能潛力，評定能源消耗是否合理。

8.13運行監(jiān)測

系統(tǒng)對區(qū)域、工段、設(shè)備能源消耗進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，監(jiān)測設(shè)備及工藝運行狀態(tài)，如溫度、濕度、流量、壓力、速度等，并支持變配電系統(tǒng)一次運行監(jiān)視?？芍苯訌膭討B(tài)監(jiān)測平面圖快速瀏覽到所管理的能耗數(shù)據(jù)，支持按能源種類、車間、工段、時間等維度查詢相關(guān)能源用量。

8.14自定義能耗報表

用戶可通過自定義報表頭與列，靈活生產(chǎn)各種報表，查看企業(yè)各個節(jié)點的能耗，單耗，成本，綜合能耗等信息，并同比、環(huán)比報表，支持導(dǎo)出報表。

8.15同比、環(huán)比

提供能耗成本的圖形對比分析，包括分時段（日、月、年）的同比、環(huán)比分析，分類、分時段、分項（地點、機(jī)構(gòu)、設(shè)備）統(tǒng)計圖形對比分析（柱狀圖、餅圖、堆積圖等）。

同比

環(huán)比

8.16分析報告

以年、月、日對企業(yè)的能源利用情況、線路損耗情況、設(shè)備運行情況、運維情況等進(jìn)行仔細(xì)的統(tǒng)計分析，讓用戶更加了解系統(tǒng)的運行情況，并為用戶提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，方便用戶發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，從而找出改善點，以及針對用能情況挖掘節(jié)能潛力。

8.17能耗設(shè)備用能

監(jiān)控耗能設(shè)備運行、停機(jī)及異常狀態(tài)，及時解決設(shè)備故障停運導(dǎo)致無法正常生產(chǎn)。

8.18線損分析

根據(jù)節(jié)點、能源分類，查詢各個節(jié)點線路上的能源損耗數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)能量在使用過程中的跑冒滴漏和異常用能等浪費的問題，提醒用戶及時進(jìn)行干預(yù)。

8.19碳排放管理

按照區(qū)域?qū)μ寂欧趴偭康淖兓厔葸M(jìn)行統(tǒng)計，并進(jìn)行同環(huán)比分析。對單位產(chǎn)值碳排放量進(jìn)行計算，并結(jié)合減排指標(biāo)實現(xiàn)超標(biāo)預(yù)警，提升區(qū)域減排水平，促進(jìn)碳達(dá)峰目標(biāo)實現(xiàn)。

8.20電能質(zhì)量監(jiān)測

實時監(jiān)測諧波含量、三相不平衡度、功率因數(shù)等，確保功率因數(shù)不低于供電局考核指標(biāo)，避免被罰款和設(shè)備出現(xiàn)故障。

8.21運維管理

系統(tǒng)支持設(shè)備日常巡檢計劃、派工、消缺、報修、派工等設(shè)備運維管理，方便運行管理人員的制定巡檢計劃、派工，巡檢人員執(zhí)行巡檢、完成工單、巡檢發(fā)現(xiàn)問題消缺，進(jìn)行故障報修、跟進(jìn)維修進(jìn)度，滿足日常巡檢、設(shè)備維修保養(yǎng)需要。

8.22報警管理

針對于電氣正常開展、限電和能耗雙控，實現(xiàn)電參量異常報警、電氣火災(zāi)隱患報警、能耗超標(biāo)報警、限電報警等，幫助企業(yè)提前預(yù)警，避免發(fā)生火災(zāi)事故和被罰款導(dǎo)致用能成本過高。支持分級分類報警，可對報警進(jìn)行派發(fā)與閉環(huán)處理。

8.23能耗抄表

可自定義時間段抄儀表的抄表值以及差值，可自定義抄表的分類分項。

8.24能耗分析自定義時間抄表

可自定義時間段內(nèi)各個拓?fù)涔?jié)點的能耗值，可自定義抄表能耗值的的分類分項。

8.25容許量報表

提供容需量報表，實時展示容量需量價格的變化情況，幫助企業(yè)實現(xiàn)容改需，降低基本電費。

8.26復(fù)費率報表

對尖、峰、平、谷用電量及成本費用進(jìn)行統(tǒng)計分析，為企業(yè)分時用電，優(yōu)化成本效益提供數(shù)據(jù)支持。

8.27文檔管理

對國標(biāo)、能源管理制度、能源指標(biāo)體系等文件進(jìn)行歸檔，可快速查詢相關(guān)文檔。對儀表臺賬進(jìn)行系統(tǒng)管理，支持文件的上傳和下載。

8.283D可視化大屏

對場景進(jìn)行虛擬仿真，展示各區(qū)域運行及能源消耗情況，可實現(xiàn)分層預(yù)覽、轉(zhuǎn)場展示、風(fēng)格切換、智能巡檢等效果，支持模型與監(jiān)測點位的自定義綁定。

8.293D子系統(tǒng)

對各動力子系統(tǒng)進(jìn)行虛擬仿真，展示子系統(tǒng)的動力管線、設(shè)備的實時狀態(tài)及能源消耗情況，可實現(xiàn)動態(tài)的能源流向效果。

8.30工業(yè)組態(tài)

可通過圖形化的編輯方式自定義組態(tài)圖，展示設(shè)備運行狀態(tài)及能源消耗情況，可上傳自定義素材及綁定監(jiān)測數(shù)據(jù)。

8.31自定義駕駛艙

可通過圖形化的操作方式自定義駕駛艙，以折線圖、餅圖、表格等圖形展示采集數(shù)據(jù)及各類統(tǒng)計數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)源包括API、數(shù)據(jù)庫查詢、MQTT、Excel等方式。

8.32基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

對系統(tǒng)的項目、探測器、設(shè)備型號、電參量、節(jié)點、能源、公示、及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行配置、修改、刪除等管理、進(jìn)行用戶添加和授權(quán)管理、合同管理。

8.33手機(jī)APP

APP支持Android、iOS操作系統(tǒng)，方便用戶按能源分類、區(qū)域、車間、工序、班組、設(shè)備等不同維度掌握企業(yè)能源消耗、產(chǎn)線比對、效率分析、同環(huán)比分析、能耗折標(biāo)、事件記錄、運行監(jiān)視、異常報警、配電圖、工藝流程圖、能流圖。

8.34知識產(chǎn)權(quán)證書

9、系統(tǒng)硬件配置

10、結(jié)束語

系統(tǒng)能實時反映煤礦生產(chǎn)的能耗情況，監(jiān)視分析生產(chǎn)過程中的高耗能設(shè)備和環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了能耗的精細(xì)

化管理，為節(jié)能降耗提供了堅實的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，為企業(yè)實現(xiàn)低碳減排提供了有力的技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)

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[4]安科瑞企業(yè)能源管控平臺.2020.08版.

作者簡介:任運業(yè)，男，安科瑞電氣股份有限公司。