安科瑞 鮑靜君

　　摘要：為保證企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo),，設(shè)計和使用遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)勢在必行。遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)是基于傳感器與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢,，在企業(yè)區(qū)域各個位置針對性安裝傳感器,，對實時數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、編碼傳輸?shù)竭h(yuǎn)程管理系統(tǒng),。遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,，計算出生產(chǎn)性能指標(biāo)指導(dǎo)運行人員優(yōu)化運行。

　　關(guān)鍵詞：工業(yè),；遠(yuǎn)程,；在線；監(jiān)測系統(tǒng),；技術(shù)

　　0 前言

　　近年來,，伴隨我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化發(fā)展,，消費結(jié)構(gòu)快速升級,，對能源需求旺盛，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)矛盾突出,。提高能源利用率,，在環(huán)境友好的情況下進(jìn)行社會發(fā)展已成為國家策略和社會共識。根據(jù)國家“十三五”發(fā)展規(guī)劃,，到2020年,，萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗比2015年下降0.15，能源消費總量控制在50億tce以內(nèi),，節(jié)能減排工作任重道遠(yuǎn),。

　　1 遠(yuǎn)程在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

　　目前，遠(yuǎn)程在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用仍有一定的局限性,，在燃油,、燃?xì)獾绕髽I(yè)還未鋪開，尚未涵蓋到地方政府監(jiān)督管理層,，且未專門針對既有鍋爐等設(shè)備特性進(jìn)一步深化與集成創(chuàng)新,。因此，深入探究工業(yè)遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)具有十分重要的現(xiàn)實意義。

　　2 解決方案

　　2.1 數(shù)據(jù)采集層面

　　采用MODBUS通訊協(xié)議完成對能耗數(shù)據(jù)的采集,，將數(shù)據(jù)以壓縮加密方式通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)侥芎脑诰€監(jiān)測預(yù)警平臺數(shù)據(jù)中心服務(wù)器,。由于數(shù)據(jù)采集具備斷點續(xù)傳功能，保證了采集數(shù)據(jù)的實時性和可靠性,。企業(yè)內(nèi)部采用二級采集方式：1級面向各級生產(chǎn)系統(tǒng),，2級為能耗系統(tǒng)（見圖1）。

圖1 數(shù)據(jù)采集方式

　　2.2 數(shù)學(xué)分析層面

　　運用大數(shù)據(jù),、云計算及建模技術(shù)解決系統(tǒng)數(shù)據(jù)量大,、運算邏輯復(fù)雜、預(yù)測不準(zhǔn)等問題,。對系統(tǒng)數(shù)據(jù)量,，首先要解決存儲問題，然后是查詢,、檢索及加工（處理）等,。遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)包含一系列大數(shù)據(jù)處理工具和方法，通過對數(shù)據(jù)的研究,，將發(fā)現(xiàn)的問題和規(guī)律應(yīng)用到相關(guān)領(lǐng)域,。此外，云計算技術(shù)也將改變整個信息產(chǎn)業(yè)的環(huán)境,，如基礎(chǔ)設(shè)施,、計算機、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,、及軟件等,。

　　2.3 統(tǒng)一平臺層面

　　系統(tǒng)基于管控信息平臺，采用分布式部署方式,。在整體需求的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能及核心數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃,，以達(dá)到結(jié)構(gòu)清晰和易于擴(kuò)展,。在設(shè)計中，遵循實用可行,、適用易用,、安全可靠、*成熟,、可擴(kuò)展,、可移植的原則，保證系統(tǒng)安全,、穩(wěn)定,、運行，同時滿足未來擴(kuò)展需求。在功能方面,，采用微服務(wù)方式,，包括:能耗動態(tài)監(jiān)管、能耗水平識別及評價,、用能企業(yè)能效對標(biāo)分析,、用能企業(yè)節(jié)能分析及考核、城市能源預(yù)測及預(yù)警,、決策支持及專家智能等,。此外，系統(tǒng)還提供了報表分析,、計算引擎,、模型分析等十多種支持工具，以便能源數(shù)據(jù)的管理和分析,。

　　3 遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)在某用能企業(yè)中的應(yīng)用

　　3.1 現(xiàn)場調(diào)研

　　在安裝遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)前,，生產(chǎn)監(jiān)視由儀表完成，數(shù)據(jù)采集來自人工的按時段抄表,；缺乏分析工具,，使所獲數(shù)據(jù)不能反映當(dāng)前能源消耗狀況、不能預(yù)測未來消耗趨勢,、不能支持優(yōu)化運行,。

　　3.2 系統(tǒng)設(shè)計及實施

　　針對調(diào)研結(jié)果，遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計以現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集為起點,，向上依次包括數(shù)據(jù)傳輸層,、數(shù)據(jù)存儲層、支撐平臺層,、應(yīng)用層和展示層,。清晰的層次結(jié)構(gòu)滿足了企業(yè)的需求，保證了后續(xù)的擴(kuò)展性,，見圖2,。

圖2 能源在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計框架

　　3.3 項目培訓(xùn)、交付和運行維護(hù)

　　項目完成后,，建立項目驗收文檔,，由專家團(tuán)隊進(jìn)行驗收。驗收內(nèi)容包括項目過程文檔,、系統(tǒng)設(shè)計文檔,、系統(tǒng)測試文檔等。項目驗收合格后移交后期維護(hù)及技術(shù)服務(wù)工作給遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)供應(yīng)商,。依托完整的運維體系,，服務(wù)團(tuán)隊實現(xiàn)7×24h不間斷服務(wù)，保證系統(tǒng)問題在15min內(nèi)響應(yīng)、2h內(nèi)出具解決方案,。同時,，服務(wù)團(tuán)隊對系統(tǒng)運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，做到提前發(fā)現(xiàn)問題并及時解決,，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行,。

　　3.4 系統(tǒng)應(yīng)用成效

　　1）實現(xiàn)靜態(tài)監(jiān)管轉(zhuǎn)為動態(tài)監(jiān)管

　　通過建立標(biāo)準(zhǔn)化能耗采集監(jiān)測體系，規(guī)范采集工作操作流程：對接入監(jiān)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范處理,，確保能耗在線監(jiān)測數(shù)據(jù),，從而對生產(chǎn)過程及時優(yōu)化和調(diào)整，保證節(jié)能優(yōu)化,。

　　2）實現(xiàn)單一部門管理轉(zhuǎn)為聯(lián)合辦公管理

　　通過遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng),，以能耗為錄入建筑、生產(chǎn)線,、辦公區(qū)域等能耗數(shù)據(jù),，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，為企業(yè)節(jié)能減排,、整體規(guī)劃提供支撐,，提高廠區(qū)各職能部門辦公效率，降低監(jiān)管成本,。

　　3）實現(xiàn)由強制執(zhí)行轉(zhuǎn)為主動引導(dǎo)

　　建立公共服務(wù)平臺,，實現(xiàn)用能單位、節(jié)能服務(wù)公司及員工的緊密連接：通過平臺發(fā)揮節(jié)能減排激勵作用和示范效應(yīng),，引導(dǎo)企業(yè)及員工提升能源利用效率,、加強用能管理。

　　4）實現(xiàn)事后分析轉(zhuǎn)為預(yù)測分析

　　在獲取區(qū)域,、生產(chǎn)線,、能源使用、消耗,、配置及調(diào)度情況的基礎(chǔ)上,，對歷史能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，并利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對全廠能源日平均消費量趨勢進(jìn)行分析,，從而對庫存周轉(zhuǎn)情況進(jìn)行監(jiān)督,，如儲備預(yù)警等,。采用大數(shù)據(jù)技術(shù),、系統(tǒng)計算及模型優(yōu)化，對能源消耗趨勢進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測,，提前掌握行業(yè),、區(qū)域能源消費趨勢，從而提前布局管控政策，保證節(jié)能準(zhǔn)確執(zhí)行,。

　　5）實現(xiàn)電平衡,、水平衡實時動態(tài)分析

　　通過對電、水,、氣,、汽等開展能源平衡測試，及時發(fā)現(xiàn)耗能異常問題：系統(tǒng)通過餅圖,、柱狀圖等對能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計,，對用能情況進(jìn)行分析，通過能源平衡測試及在線監(jiān)控,，發(fā)現(xiàn)耗能,，以挖掘潛力，減輕企業(yè)節(jié)能減排壓力,。

　　4 安科瑞用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)

　　1.系統(tǒng)概述

　　工業(yè)能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)是一個集成Intranet/Internet網(wǎng)絡(luò)技術(shù),、GPRS無線傳輸技術(shù)、Web Service軟件技術(shù),、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等于一體的大型數(shù)據(jù)綜合管理系統(tǒng),。系統(tǒng)為管理者、各級能耗內(nèi)部用戶,、瀏覽者提供了一個訪問的網(wǎng)絡(luò)通道,，搭建了一個合理、信息傳輸平臺和管理平臺,。工業(yè)能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用為政府管理部門,、企業(yè)生產(chǎn)管理、計量管理,、節(jié)能管理提高到一個新的高度,，是我們對節(jié)能減排、節(jié)能降耗實現(xiàn)的一種行之解決方案,。

　　能源組成及監(jiān)測內(nèi)容：

圖3 能源組成

圖4 監(jiān)測內(nèi)容

　　用電類：采集采暖,、鍋爐、空調(diào),、制冷,、照明、辦公,、電梯,、水泵、風(fēng)機,、通風(fēng)機等耗電設(shè)備的用電信息,。主要監(jiān)測其用電量,，對于大耗電設(shè)備監(jiān)測其電流、電壓及功率因數(shù)等信息,。

　　配電類：采集6kv/10kv配電開關(guān)設(shè)備,、變壓器，狀態(tài)信號,、電壓,、電流、有功功率,、無功功率,、功率因數(shù)、電能質(zhì)量,、電能等,。

　　用水：自來水和蒸汽；采集具有485通訊功能的智能熱量表,、蒸汽流量計,、水表等；

　　用氣：煤氣,；采集具有485通訊功能燃?xì)獗恚?/p>

　　環(huán)境參數(shù)：采集具有485通訊功能的溫度/濕度計,；采暖空調(diào)供回水溫度；

　　2.系統(tǒng)框架

圖5 系統(tǒng)框架

　　(1)能源消費管理系統(tǒng)：該系統(tǒng)可以對用能企業(yè)煤,、電,、油、氣,、熱,、水等能源和耗能工質(zhì)進(jìn)行定期錄入和實時采集，并將收集到的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行整理存儲,，為匯總分析和上報作數(shù)據(jù)支持,。

　　(2)能源利用狀況信息報送系統(tǒng)

　　用能企業(yè)可通過該系統(tǒng)將企業(yè)本年度的《能源利用狀況報告》，報送至市節(jié)能監(jiān)察中心,，經(jīng)初審核后,，上傳至省節(jié)能監(jiān)察總隊審核，而后上報國家有關(guān)部門,。

　　(3)單位能耗水平識別評價系統(tǒng)

　　利用用能單位能耗數(shù)據(jù),，對企業(yè)用能狀況進(jìn)行分析評價，查找問題,。為政府節(jié)能管理部門掌握,、分析信息和研究節(jié)能改造并制定相關(guān)政策措施提供科學(xué)的依據(jù)和平臺。

　　(4)決策服務(wù)和專家咨詢服務(wù)系統(tǒng)

　　系統(tǒng)提供直觀,、簡明,、快捷的數(shù)據(jù)信息查詢和決策支持服務(wù)。對用能企業(yè)的能耗進(jìn)行科學(xué),、合理的咨詢指導(dǎo),，幫助用能企業(yè)做出及時、正確,、可行,、解決方案。

　　(5)能耗預(yù)測,、能源安全預(yù)警系統(tǒng)

　　通過系統(tǒng)掌握用能企業(yè)能源購置,、使用、消耗及生產(chǎn)情況,，對企業(yè)的用能情況進(jìn)行綜合的評判和分析,，對比同期值和限定值，對能耗超標(biāo)情況予以預(yù)警提示,。

　　在獲取能源使用的基礎(chǔ)上,，進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘分析，實現(xiàn)能耗的預(yù)測分析功能,，為政府相關(guān)部門的宏觀決策提供支撐體系,。

　　(6)節(jié)能監(jiān)察及信息發(fā)布、法律法規(guī)知識培訓(xùn)系統(tǒng)：

　　通過該系統(tǒng)平臺,，可對省耗能企業(yè)做節(jié)能監(jiān)察工作,；發(fā)布節(jié)能法律法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)以及能源基礎(chǔ)知識、能源統(tǒng)計知識,、節(jié)能監(jiān)測方法等資料,；處理日常節(jié)能管理工作相關(guān)的公文、通知,、公告等,。

　　3.系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　系統(tǒng)把數(shù)據(jù)信息從各個企業(yè)的能源監(jiān)控中心采集到后臺的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，經(jīng)分析與處理,，提供分析預(yù)測和預(yù)警功能,。同時通過門戶網(wǎng)站、無線終端等手段為省,、市領(lǐng)導(dǎo)以及相關(guān)委辦局提供了多方位,、可視化的便捷服務(wù)。

圖6 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　4.能耗監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)品選型

　　5 結(jié)語

　　“面向典型用能企業(yè)能耗在線監(jiān)測平臺”的建設(shè)是信息化與節(jié)能工作相結(jié)合的可行方式,，能提高企業(yè)能源利用率,，挖掘企業(yè)節(jié)能潛力，對提高企業(yè)科學(xué)管理水平具有戰(zhàn)略意義,。