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當(dāng)前位置:江蘇安科瑞電器制造有限公司>>技術(shù)文章>>電力能源管理系統(tǒng)在生物制藥行業(yè)的應(yīng)用
摘要:根據(jù)生物制品類企業(yè)的電力能源使用特點,制定了符合公司實際情況的能源管理系統(tǒng),介紹了該系統(tǒng)的架構(gòu)及其在企業(yè)的應(yīng)用情況,,提升了公司能源數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控能力,,優(yōu)化了公司能源分配,,降低了公司電力能源消耗,,有針對性地解決了公司生產(chǎn)活動中的能源損耗問題,。
關(guān)鍵詞:能源管理;數(shù)據(jù)分析,;電能計量,;節(jié)能減排
0 引言
能源是推動人類經(jīng)濟發(fā)展的重要物質(zhì)資料。生物類企業(yè)對能源進行科學(xué)測量和監(jiān)控對于其生產(chǎn)的制品質(zhì)量起關(guān)鍵性作用,。生物制藥企業(yè)在生產(chǎn)制品時要求設(shè)備不間斷工作,,而持續(xù)不斷地提供能源是實現(xiàn)該條件的基本要求。企業(yè)根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)營特點,,加強能源監(jiān)管,,制定合理的能源管理體系,既可以提升生產(chǎn)效率,,又可以降低生產(chǎn)成本,,使企業(yè)在市場上
具備更強的競爭力。
1 企業(yè)電力能源消耗簡介
生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)是一個技術(shù)含量高,、投資高,、收入高、風(fēng)險高的高科技產(chǎn)業(yè),。其高科技不僅體現(xiàn)在產(chǎn)品質(zhì)量的高標準和嚴格要求上,,還體現(xiàn)在對生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)環(huán)境的高要求上。較
長的研發(fā)周期,,高昂的前期成本使其投入大量資金建造符合GMP要求和生物產(chǎn)品標準的清潔工廠和其他公共能源系統(tǒng)設(shè)施,。
根據(jù)我公司年度主要能源消耗統(tǒng)計,總能耗約為兩萬噸標準煤,。根據(jù)調(diào)查,、分析,能源系統(tǒng)全年帶負荷運行,,能源消耗量隨季節(jié),、時間出現(xiàn)周期性變化,夏季,、冬季電能消耗大,,春季、秋季電能消耗量較??;白天能源消耗大,夜晚能源消耗較小,,能源運行存在不平衡的特點,。
2 電力能源管理系統(tǒng)架構(gòu)
能源管理系統(tǒng)是以能源計量,、數(shù)據(jù)傳輸及分析為一體的實時性管理系統(tǒng)。它依托有線網(wǎng)絡(luò)通信,,實現(xiàn)企業(yè)動力系統(tǒng)實時監(jiān)控,、能耗綜合統(tǒng)計分析、成本分攤,、對高耗能負載設(shè)備進
行特性分析,,實現(xiàn)能源的優(yōu)化分配,更好地實現(xiàn)節(jié)能減排,。
企業(yè)能源管理系統(tǒng)由在線監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),、能源數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、能源運行監(jiān)管系統(tǒng),、能效分析管理系統(tǒng)等構(gòu)成,。
2.1 電力能源管理系統(tǒng)功能
能源管理系統(tǒng)主要由能源監(jiān)管,、監(jiān)控和能源信息平臺組成,。其中能源管理平臺由服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫,、智能數(shù)據(jù)采集器和前置機等設(shè)備組成,。能源監(jiān)測系統(tǒng)是對能耗數(shù)據(jù)進行采集、統(tǒng)
計,、分析的處理平臺,。能源信息平臺是指由末端能耗儀表組成的采集層網(wǎng)絡(luò)平臺。
2.2 電力能源采集方式
隨著我公司一,、二,、三級能源計量設(shè)備的逐步完善,對能 源數(shù)據(jù)的實效性和準確性有了更高的要求,,人工抄表方式已不能滿足上述要求,。為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時化、準確化管理,,就要采用技術(shù)好,、精度高、可靠性好的智能采集設(shè)備代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工作業(yè),。
我公司供電性質(zhì)為負荷企業(yè),,中心配電室為雙回路供電。車間采用電子式電能計量表對電能進行計量,,能夠提供高精度的三相電壓,、電流和功率等基本測量數(shù)據(jù),具有復(fù)費率
計算,、需量計算,、諧波計算等多種功能,;采用便于功能擴展的模塊化設(shè)計和易于讀取數(shù)據(jù)的大屏幕顯示。車間根據(jù)裝配電能表的數(shù)量,,通過選擇16端口,、8端口、4端口智能數(shù)據(jù)采集器來滿足需求,。采集器作為計量設(shè)備與控制主機之間的橋梁,,其規(guī)約轉(zhuǎn)換功能能夠代替前置機選擇不同的采集規(guī)約,實時采集各種智能設(shè)備的數(shù)據(jù)信息,,實現(xiàn)信息的匯總及處理,。
2.3 網(wǎng)絡(luò)通信功能
能源監(jiān)控系統(tǒng)采用總線、RS485通信線,、以太網(wǎng)線,、光纖等多種通信方式。該系統(tǒng)可兼容其他通信設(shè)備,,通過監(jiān)控大屏實時顯示能源系統(tǒng)的運行狀態(tài)和在線運行參數(shù),。根據(jù)與項目相關(guān)的能源監(jiān)控需求,每個能源子系統(tǒng)圖可以根據(jù)需求或?qū)嶋H運行條件進行修改和配置,,系統(tǒng)將根據(jù)修改后的條件實時反映運行參數(shù),。
3 電力能源管理系統(tǒng)應(yīng)用
電力能源管理系統(tǒng)向公司局域網(wǎng)發(fā)布能源數(shù)據(jù),具體指標包括實時監(jiān)控,、統(tǒng)計報告,、分析比較、事故報警,、目標管理,、節(jié)能評估等。管理者和技術(shù)人員可以在相應(yīng)權(quán)限下讀取相關(guān)
數(shù)據(jù),。該平臺可以充分體現(xiàn)各種功能,,界面清晰明了,易于理解,,通俗易懂,。
3.1 能源管理系統(tǒng)功能組成結(jié)構(gòu)
能源管理系統(tǒng)功能組成結(jié)構(gòu)如圖1、圖2,、圖3所示,。
圖1 能效分析管理子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
圖2 能源運行監(jiān)管子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
圖3 能源數(shù)據(jù)采集及傳輸子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
3.2 能源管理系統(tǒng)功能
3.2.1 電能數(shù)據(jù)采集
(1)能耗數(shù)據(jù)采集方式有智能設(shè)備采集和人工抄表兩種方式,。采集器可獨立保存15~30天的歷史數(shù)據(jù),,防止網(wǎng)絡(luò)中斷恢復(fù)后的數(shù)據(jù)補錄。
?。?)自動采集的智能儀表數(shù)據(jù)支持RS485,、M-BUS或以太網(wǎng)標準接口和標準MODBUS,、DLT-645、CJT-188等通信協(xié)議,,針對采用非標準規(guī)約的儀表支持通信接口程序的開發(fā),,確保數(shù)據(jù)的正常采集。
?。?)數(shù)據(jù)自動采集間隔不超過1 min,,數(shù)據(jù)存儲間隔可根據(jù)實際需求進行靈活設(shè)置,存儲間隔支持5 min,。
?。?)主要采集參數(shù)包括三相電壓、三相電流,、有功功率,、無功功率、功率因數(shù),、電度等,。
3.2.2 電能數(shù)據(jù)報表
(1)系統(tǒng)提供分類,、分項,、分區(qū)域等固定格式的能耗統(tǒng)計日,、周,、月、季,、年報表,。
(2)系統(tǒng)支持創(chuàng)建新的符合管理人員實際管理需求的能耗統(tǒng)計報表,。
?。?)所有報表支持手動生成和定期自動生成及郵件分發(fā)。
?。?)所有系統(tǒng)報表均可支持辦公自動化軟件(Excel),。
3.2.3 設(shè)備信息管理
(1)計量儀表信息管理,??伸`活定義各采集點計量器具的用能屬性、歸屬關(guān)系,,系統(tǒng)按照儀表屬性自動完成對應(yīng)能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計,;計量儀表在線狀態(tài)可視化監(jiān)視,并實現(xiàn)儀表故障報警,;進行儀表數(shù)據(jù)的完整性統(tǒng)計,,當(dāng)存在數(shù)據(jù)缺失時,,能進行數(shù)據(jù)評估,并提醒運行人員進行檢查和維護,;支持儀表內(nèi)部參數(shù)的遠程查詢與設(shè)置,,參數(shù)包括儀表地址、通信速率,、接線模式,、CT變比、PT變比等,。
?。?)用能設(shè)備信息管理。系統(tǒng)可以按照設(shè)備用能屬性,,實現(xiàn)設(shè)備的分類管理,;可以監(jiān)控用能設(shè)備的運行狀態(tài)及關(guān)鍵參數(shù),建立設(shè)備資產(chǎn)管理和維護管理文件,;對設(shè)備的歷史維護記錄和維護計劃進行在線管理,,使得生產(chǎn)過程安全、穩(wěn)定,。
3.2.4 系統(tǒng)安全管理
?。?)用戶管理。系統(tǒng)可以根據(jù)需要創(chuàng)建,、刪除用戶,,允許管理員負責(zé)管理組內(nèi)用戶。
?。?)權(quán)限管理,。系統(tǒng)登陸需通過用戶密碼和權(quán)限驗證,并對所有操作事件進行記錄,。支持分級授權(quán)機制,,不同管理權(quán)限人員可根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定進行分級訪問。
?。?)日志管理,。系統(tǒng)記錄/查詢用戶的各項操作、報警信息等,,記錄/查詢自身運行過程中的錯誤,、診斷日志信息。
3.3 能源消耗分析與管理
根據(jù)生物制藥企業(yè)藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范,,對企業(yè)生產(chǎn)所需能源進行能源管理,。依據(jù)能源平臺分析得出的數(shù)據(jù)對企業(yè)生產(chǎn)過程中的能源進行成本分攤,各生產(chǎn)車間改進生產(chǎn)工藝和高耗能設(shè)備設(shè)施的更新?lián)Q代,,實現(xiàn)各部門和生產(chǎn)車間能源消耗的管理,,科學(xué)準確地定義和分析各部門團隊的能源消耗成本,,方便財務(wù)數(shù)據(jù)核算,將能源成本分攤到各部門,,分析各部門的能源消耗情況,,分析能源消耗成本影響,維護基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等,。
4 安科瑞工業(yè)能耗管理平臺介紹
4.1 平臺架構(gòu)介紹
安科瑞能源管控系統(tǒng)采用分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),,具有良好的可靠性與實時性,主要由現(xiàn)場設(shè)備層(能源計量終端),、通訊管理層(通訊管理終端)和主站層(能源監(jiān)控平臺)三個部分組成,。
以上三個部分分別貫穿整個系統(tǒng)的全部結(jié)構(gòu)。能源管理系統(tǒng)總體設(shè)計結(jié)構(gòu)按照能源管理的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計,,滿足以上三部分的同時,,增加了部分分析、監(jiān)控,、決策和發(fā)布平臺,。
圖4 工業(yè)能耗管理平臺架構(gòu)組成
4.2 平臺功能介紹
圖5 工業(yè)能耗管理功能示意圖
4.2.1可視化展示
展示企業(yè)各類能耗總量、折標值,、能源成本,、能源消耗趨勢、分項能耗占比,、區(qū)域能源消耗對比,以及當(dāng)前天氣情況,、污染情況,并三維展示企業(yè)重要工藝或工段的能源消耗動態(tài),。
4.2.2實時監(jiān)控
對企業(yè)各點位的能源使用,、報警等情況進行實時的監(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,,同時能更快速的掌握點位的報警。
4.2.3用能統(tǒng)計
從能源使用種類,、監(jiān)測區(qū)域,、生產(chǎn)工藝/工段時間、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,、折標對比,,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,。
4.2.4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,,并進行同比和環(huán)比分析。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,。
4.2.5績效分析
對各類能源使用、消耗,、轉(zhuǎn)換,,按班組、區(qū)域,、產(chǎn)線,、工段等進行日、周,、月,、年、時段,,結(jié)合能源計劃或定額制定的績效指標進行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。
4.2.6能耗預(yù)測
通過對企業(yè)生產(chǎn)工藝,、生產(chǎn)設(shè)備等的能耗使用情況進行分析,,建立能耗計算模型,根據(jù)人工智能算法對數(shù)據(jù)和模型進行修正,,對未來企業(yè)能耗趨勢進行預(yù)測分析,,為節(jié)能提供決策依據(jù)。
4.2.7運行監(jiān)測
系統(tǒng)對區(qū)域,、工段,、設(shè)備能源消耗進行數(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。
4.2.8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,、運維情況等進行統(tǒng)計分析,讓用戶了解系統(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,從而找出改變點,,以及針對用能情況挖掘節(jié)能潛力,。
4.2.9移動端支持
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,、效率分析,、同環(huán)比分析、能耗折標,、用能預(yù)測,、運行監(jiān)視、異常報警等,。
4.3工業(yè)能耗平臺設(shè)備選型
表1 工業(yè)能耗管理設(shè)備選型表
5 結(jié)束語
使用,、開發(fā)公司能源管理系統(tǒng),可彌補生物制藥企業(yè)在能源管理方面的短板,,應(yīng)用數(shù)字化的能源信息,方便管理者直觀讀取企業(yè)能源消耗情況,。相較于以往人工抄表的方式,,自動
化、實時化、智能化的能源管理系統(tǒng)很大地提高了工作效率,,也為后期準確化能源數(shù)據(jù)統(tǒng)計,、分析及記錄提供條件。
5.1 系統(tǒng)運行連續(xù),、可靠,、安全
能源管理系統(tǒng)根據(jù)生物制藥企業(yè)的能源使用特點,對系統(tǒng)功能做出相應(yīng)改進,。系統(tǒng)可連續(xù)可靠地對公司能耗指標進行評估,、匹配,加強對關(guān)鍵能耗數(shù)據(jù)及能耗設(shè)備的監(jiān)控,。
5.2 系統(tǒng)操作使用簡便
從能源管理人員的分析和總結(jié)到相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的審核和批準,,從部門能源管理到企業(yè)能源總結(jié)和報告,整個工作流程清晰易懂,,符合整體能源管理要求和企業(yè)能源管理標準,。
5.3 系統(tǒng)監(jiān)管簡潔
該系統(tǒng)根據(jù)EMS模式進行能源數(shù)據(jù)管理,使得系統(tǒng)運行簡潔,,對分散能源數(shù)據(jù)進行集中化管理控制,。根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果提出相對應(yīng)的解決方法,實現(xiàn)企業(yè)制定的能源節(jié)約目標,。
5.4 實現(xiàn)精細化管理
通過能源管理系統(tǒng)的自動化數(shù)據(jù)信息采集,,很大地提升了數(shù)據(jù)的實時性和準確性,實現(xiàn)能源精細化管理,。
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以上信息由企業(yè)自行提供,,信息內(nèi)容的真實性、準確性和合法性由相關(guān)企業(yè)負責(zé),,化工儀器網(wǎng)對此不承擔(dān)任何保證責(zé)任,。
溫馨提示:為規(guī)避購買風(fēng)險,,建議您在購買產(chǎn)品前務(wù)必確認供應(yīng)商資質(zhì)及產(chǎn)品質(zhì)量。