摘要：如今，傳統(tǒng)制造業(yè)正在發(fā)生著巨大變革與，智能工廠概念應(yīng)運(yùn)而生,，其中，能源管理系統(tǒng)是工廠生產(chǎn)資源管控的重要平臺,，是現(xiàn)代信息技術(shù)在企業(yè)能源管理中的綜合應(yīng)用,，是實(shí)現(xiàn)企業(yè)節(jié)約成本、降低能耗的重要舉措,。簡述能源管理系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo),、設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)原則,，詳細(xì)介紹智能工廠能源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式—準(zhǔn)確計(jì)量的監(jiān)測電氣儀表設(shè)計(jì),、穩(wěn)定高效的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、滿足用戶多要求功能的平臺設(shè)計(jì),，即智能工廠能源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)具備的內(nèi)容和功能,，以期為大數(shù)據(jù)時(shí)代智能工廠能源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供一點(diǎn)參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：智能工廠;能源管理系統(tǒng);能源管控中心系統(tǒng)(EMS);監(jiān)測電氣儀表設(shè)計(jì);數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì);能源管理平臺設(shè)計(jì);節(jié)能降耗

        如今,，隨著物聯(lián)網(wǎng),、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)的不斷發(fā)展,，傳統(tǒng)制造業(yè)正在發(fā)生著巨大變革與,。特別是近幾年來，在全球智能制造熱潮工業(yè)4.0的影響下,，我國也出臺了“中國制造2025"發(fā)展戰(zhàn)略,，意味著新一輪工業(yè)革命即將拉開序幕。我國作為制造業(yè)大國,，應(yīng)抓住此次機(jī)遇,，將我國由制造大國變成制造強(qiáng)國，在市場占據(jù)更大的份額,，獲得更多的話語權(quán),，而以“互聯(lián)網(wǎng)+"和“智能制造"為內(nèi)核制定的“中國制造2025"發(fā)展戰(zhàn)略,，為我國制造業(yè)下一步的發(fā)展指明了方向和具體實(shí)施內(nèi)容。

       智能工廠的概念是在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上,，把生產(chǎn)企業(yè)管理技術(shù)運(yùn)用到生產(chǎn)過程的控制管理之中,，借助各種軟件進(jìn)行信息控制，確保生產(chǎn)中各環(huán)節(jié)均處于較優(yōu)狀態(tài),，從而實(shí)現(xiàn)智能管控,、智能決策、智能生產(chǎn),。智能工廠的建設(shè),，需要從計(jì)劃排產(chǎn)智能、生產(chǎn)過程協(xié)同智能,、設(shè)備互聯(lián)互通智能,、生產(chǎn)資源管控智能、質(zhì)量過程控制智能,、決策支持智能幾個(gè)方面進(jìn)行考慮,。能源管理屬于生產(chǎn)資源管控的重要內(nèi)容，是實(shí)現(xiàn)企業(yè)節(jié)約成本,、降低能耗的重要舉措,，智能化能源管理通常通過能源管控中心系統(tǒng)對工廠用能單位及供應(yīng)源頭實(shí)施數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí),，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工廠能源的管控,。

 

       國務(wù)院《關(guān)于印發(fā)“十三五"節(jié)能減排綜合工作方案的通知》(國發(fā)〔2016〕74號)(簡稱《通知》)指出，要加強(qiáng)工業(yè)節(jié)能,。鼓勵(lì)企業(yè)實(shí)施能效趕超,，加強(qiáng)能源管理，特別是重點(diǎn)耗能行業(yè)的企業(yè)更應(yīng)當(dāng)開展能效對標(biāo)行動,，完成能源管控中心的建設(shè),，并積極采用工業(yè)領(lǐng)域智能化用能監(jiān)測、診斷,、統(tǒng)計(jì)等技術(shù)來完善自身的能源管理體系,。《通知》還提出,，力爭到2020年,，工業(yè)能源利用效率和清潔化水平均應(yīng)得到顯著的提高，規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)單位增加值能耗比2015年時(shí)降幅要達(dá)到18%以上,，如石油化工,、電力、鋼鐵,、有色金屬,、建材等高耗能行業(yè)的能源利用效率應(yīng)達(dá)到或接近水平,。在這一背景下，工業(yè)企業(yè)需不斷采用新技術(shù)與制造技術(shù)相融合的方式來提升自身的生產(chǎn)效率和能耗水平,，增強(qiáng)企業(yè)在行業(yè)中的核心競爭力,。另外，2021年11月1日起即將實(shí)施的《工業(yè)企業(yè)能源管控中心建設(shè)指南》(GB/T40063—2021)對各工業(yè)企業(yè)的節(jié)能減排和能源管理提出了更高的要求,。

1.1能源管理系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)

       智能化能源管理通常通過能源管控中心系統(tǒng)(EnergyManagementSystem,，簡稱EMS)對工廠用能單位及供應(yīng)源頭實(shí)施全面數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí),。EMS是現(xiàn)代信息技術(shù)在企業(yè)能源管理中的綜合應(yīng)用,，是工業(yè)化和信息化相結(jié)合實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要手段，通過自動化,、信息化和集約化管理模式，對能源的生產(chǎn),、輸送,、分配和使用環(huán)節(jié)實(shí)施集中管理和優(yōu)化配置;EMS是推動企業(yè)節(jié)能降耗、改造提升的重要舉措,，是建立有效節(jié)能機(jī)制的基礎(chǔ),。在工業(yè)領(lǐng)域，EMS旨在對企業(yè)的水,、電,、氣、汽,、可再生能源等的輸配和使用環(huán)節(jié)實(shí)施集中扁平化動態(tài)和數(shù)字化管理,，改進(jìn)和優(yōu)化能源供需衡，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性的節(jié)能降耗,，使能源高效管理與生產(chǎn)裝備自動化,、生產(chǎn)過程管控成為一體的工廠級管控體系。

1.2能源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依據(jù)

       能源管控中心系統(tǒng)(EMS)設(shè)計(jì)所遵守的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范:《工業(yè)企業(yè)能源管控中心建設(shè)指南》(GB/T40063—2021),、《工業(yè)企業(yè)能源管理導(dǎo)則》(GB/T15587—2008),、《用能單位能源計(jì)量器具配備和管理通則》(GB17167—2006)、《綜合能耗計(jì)算通則》(GB/T2589—2020),、《石化企業(yè)節(jié)能量計(jì)算方法》(GB/T32040—2015),、《制造資源計(jì)劃MRPⅡ系統(tǒng)原型法軟件開發(fā)規(guī)范》(JB/T6987—2013)、《電力工程電纜設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50217—2018),、《數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50174—2017),、《自動化儀表工程施工及質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50093—2013)、《綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50311—2016),、《火災(zāi)自動系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50116—2013),、《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》(GB50343—2012),、《安全防范工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50348—2018);、行業(yè)其他有關(guān)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范,。

1.3能源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

       (1)性,、成熟性和實(shí)用性原則。根據(jù)不同能源系統(tǒng)的工藝特點(diǎn),，選用目前成熟且具有良好發(fā)展前景的新技術(shù)和新設(shè)備,，使設(shè)計(jì)的系統(tǒng)在較長時(shí)間內(nèi)保持技術(shù)的性和運(yùn)行的安全穩(wěn)定性;同時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)不僅要求系統(tǒng)能夠滿足企業(yè)目前的需要,，而且需適應(yīng)企業(yè)未來發(fā)展的需要,。

       (2)可靠性原則。系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,，可實(shí)現(xiàn)全年,、全天24h的連續(xù)運(yùn)行。

       (3)可操作性原則,。具有且友好的人機(jī)操作界面,，可實(shí)現(xiàn)信息共享，有便于查詢使用的數(shù)據(jù)庫等,。

       (4)高效率性原則,。能與相關(guān)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享，提升工廠能源管理系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率,。

       (5)實(shí)時(shí)性原則,。設(shè)備與終端信息交互快，可實(shí)現(xiàn)多終端實(shí)時(shí),。

       (6)完整性原則,。依靠設(shè)計(jì)過程中的良好集成和完善配置，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行信息和功能的完整,、全面,，充分滿足能源的生產(chǎn)、供需平衡,、調(diào)度,、計(jì)量、能效分析等管理需求,。

       (7)安全性原則,。通過在系統(tǒng)部署相關(guān)的安全措施，有效確保系統(tǒng),、網(wǎng)絡(luò),、應(yīng)用與工藝配套等層面的安全。

       (8)可拓展性和開放性原則,?？紤]到能源管理系統(tǒng)需隨主工藝系統(tǒng)不斷拓展的特點(diǎn),，在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮好能源管理系統(tǒng)拓展的便利性和技術(shù)的可行性，同時(shí)還要考慮拓展后的能源管理系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的兼容性,、交互性,。

       (9)可維護(hù)性原則。從應(yīng)用系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì),、硬件選型和軟件系統(tǒng)開發(fā)等方面通盤考慮通用性,、兼容性、開放性;出現(xiàn)局部故障時(shí),，運(yùn)行維護(hù)人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并處理,，避免影響整體系統(tǒng)的運(yùn)行。

       能源管控中心系統(tǒng)(EMS)主要針對企業(yè)使用的水,、電,、蒸汽、壓縮空氣,、燃?xì)?、可再生能源等能源介質(zhì)進(jìn)行集中監(jiān)管。為實(shí)現(xiàn)以上功能,，需要進(jìn)行的系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括電氣儀表的設(shè)計(jì)、傳輸網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì),、監(jiān)管平臺應(yīng)用的設(shè)計(jì),。

在工業(yè)領(lǐng)域，EMS實(shí)質(zhì)就是數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)(SCADA)的集成,，其構(gòu)成主要包括中心計(jì)算機(jī)主站,、通信通道和現(xiàn)場各種遠(yuǎn)程終端單元，其能夠?qū)崿F(xiàn)對工廠各單元的設(shè)備等進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測,、控制及保護(hù),，并能與工廠管理信息系統(tǒng)(ManagementInformat*tem，簡稱MIS)連接,，以提高工廠管理的自動化水平,。

一個(gè)的能源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，需要從三個(gè)方面進(jìn)行考慮,，即計(jì)量的監(jiān)測電氣儀表設(shè)計(jì),、穩(wěn)定高效的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、滿足用戶多要求功能的平臺設(shè)計(jì),。

2.1監(jiān)測電氣儀表設(shè)計(jì)

       能源管控中心系統(tǒng)(EMS)所需的數(shù)據(jù)大多是通過安裝在設(shè)備上的監(jiān)測儀表采集并由傳感器傳輸來的硬件數(shù)據(jù),，為使系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確,、穩(wěn)定地獲取各種數(shù)據(jù),，EMS設(shè)計(jì)選型時(shí)應(yīng)使現(xiàn)場監(jiān)測單元具備監(jiān)測數(shù)據(jù)可靠,、滿足使用條件并能及時(shí)反映控制參數(shù)狀態(tài)的特點(diǎn)。儀表的選型,，滿足生產(chǎn)需要的同時(shí)應(yīng)盡可能提高監(jiān)測的度,，保證工藝控制參數(shù)能準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)反饋,，并滿足所在環(huán)境的安全防爆等要求,。

       為實(shí)現(xiàn)各種要求，設(shè)計(jì)應(yīng)優(yōu)先選用新型儀表,，特別是新技術(shù)條件下出現(xiàn)的智能型儀表———智能電表,、智能水表、智能氣表等,。智能儀表是以微型計(jì)算機(jī)(又稱單片機(jī))為主體,，將計(jì)算機(jī)技術(shù)與檢測技術(shù)有機(jī)結(jié)合而成的新一代智能化儀表，是未來建設(shè)智能工廠的硬件條件之一,。隨著各種智能儀表的涌現(xiàn),，不同儀表的數(shù)據(jù)傳輸接口應(yīng)具有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，以兼容大多數(shù)廠家的設(shè)備,，采集到的數(shù)據(jù)應(yīng)具有統(tǒng)一的格式,，能夠靈活地根據(jù)不同用戶的需求設(shè)定采集頻率，并可把硬件數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成關(guān)系型數(shù)據(jù)庫,，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的多平臺,、多終端共享與使用;同時(shí)，監(jiān)測電氣儀表設(shè)計(jì)還需考慮今后技術(shù)升級所要求的擴(kuò)展性,。

2.2數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

       在工業(yè)領(lǐng)域,，能源管控中心系統(tǒng)(EMS)需完成初的終端設(shè)備(傳感器)數(shù)據(jù)采集，以及通過網(wǎng)絡(luò)控制器和設(shè)備控制箱等實(shí)現(xiàn)串口協(xié)議信號向TCP/IP協(xié)議數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換,，數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至控制器,、服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行處理、統(tǒng)計(jì),、分析等,。在智能工廠模式下，能源管理系統(tǒng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)作為工廠網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一部分,，是與工廠網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)同時(shí)設(shè)計(jì)的,，工廠網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將各種服務(wù)器、自動生產(chǎn)控制設(shè)備,、辦公計(jì)算機(jī),、智能終端設(shè)備聯(lián)系在一起，形成一套完整的應(yīng)用系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)支撐構(gòu)架。數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)作為智能工廠信息化的基礎(chǔ)承載體,，其設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則,。

       (1)鏈路冗余原則。數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主干連接應(yīng)采用負(fù)載均衡的冗余方式,，設(shè)置的兩條連接均提供數(shù)據(jù)傳輸并互為備用,，兩條線路可實(shí)時(shí)、自動進(jìn)行切換且不影響系統(tǒng)的應(yīng)用,。

       (2)模塊冗余原則,。核心層設(shè)備和匯聚層設(shè)備所有模塊和環(huán)境部件應(yīng)具備1+1熱備份功能，并具備熱插拔功能,。

       (3)設(shè)備冗余原則,。核心交換機(jī)由2臺或2臺以上設(shè)備組成，當(dāng)其中一臺出現(xiàn)故障時(shí),，另一臺自動接替其工作,，且不會引起其他節(jié)點(diǎn)的路由表重新計(jì)算，進(jìn)而提高數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性,。

       (4)擁塞控制與服務(wù)質(zhì)量控制原則,。由于接入方式、接入速率,、應(yīng)用方式和數(shù)據(jù)類型的多樣性,，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量突增而致?lián)砣遣豢杀苊獾模瑸閼?yīng)對這一問題,，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)支持區(qū)分服務(wù)模型機(jī)制,，根據(jù)用戶所在網(wǎng)段、應(yīng)用類型,、流量大小等自動進(jìn)行業(yè)務(wù)分類，使接入的業(yè)務(wù)遵守先期設(shè)定的接入速率承諾,，在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞前能自動采取措施進(jìn)行先期擁塞控制,，以避免瞬間大量“丟包"現(xiàn)象的發(fā)生。

       (5)可擴(kuò)展原則,。數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的交換容量應(yīng)具備在取得過基礎(chǔ)上擴(kuò)充1~2倍容量的能力,，以適應(yīng)IP類業(yè)務(wù)的急速膨脹;端口密度擴(kuò)展應(yīng)能滿足網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容時(shí)設(shè)備間的互聯(lián)能力;主干帶寬應(yīng)具備2~4倍甚至更高的擴(kuò)展能力，網(wǎng)絡(luò)體系,、路由協(xié)議規(guī)劃和設(shè)備CPU/NP(中央處理器/網(wǎng)絡(luò)處理器)的處理能力應(yīng)具備2倍以上規(guī)模的擴(kuò)展能力,。

       (6)多種接入模式原則。智能工廠網(wǎng)絡(luò)以有線為主,、無線補(bǔ)充的方式使多終端無縫接入網(wǎng)絡(luò),，實(shí)現(xiàn)訪問業(yè)務(wù)和共享數(shù)據(jù)。廠區(qū)中辦公區(qū)工位、生產(chǎn)車間等均需部署有線信息點(diǎn),，且接入點(diǎn)需要預(yù)留實(shí)際接入數(shù)量25%的點(diǎn)數(shù),。無線AP(無線接入點(diǎn))主要采用雙星型冗余組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，將無線AP連接至接入交換機(jī),，無線控制器連接至核心交換機(jī),，用戶通過無線控制器和無線網(wǎng)絡(luò)管理軟件實(shí)現(xiàn)對所有無線AP設(shè)備的集中管理，而且選擇的無線接入需要支持無線轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù),，實(shí)現(xiàn)無線WiFi的廠區(qū)覆蓋,。互聯(lián)網(wǎng)接入主要用于智能工廠的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù),、郵件服務(wù),、遠(yuǎn)程辦公及維護(hù)等，需特別注意針對互聯(lián)網(wǎng)的安全防護(hù)———設(shè)置DMZ隔離區(qū),，使外網(wǎng)無法直接訪問企業(yè)網(wǎng)絡(luò),，將面向互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的業(yè)務(wù)部署在DMZ隔離區(qū)域，外網(wǎng)需要通過防火墻,、IPS訪問服務(wù)器;在DMZ隔離區(qū)域內(nèi)部署VPN網(wǎng)關(guān),，方便用戶遠(yuǎn)程辦公使用，同時(shí)不失安全性,。在互聯(lián)網(wǎng)出口部署熱點(diǎn)緩存設(shè)備,，實(shí)現(xiàn)外網(wǎng)資源內(nèi)網(wǎng)化;針對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)違規(guī)使用網(wǎng)絡(luò)的行為部署智能流控設(shè)備，合理分配寶貴的帶寬資源,，優(yōu)先保障關(guān)鍵業(yè)務(wù),。

2.3能源管理平臺設(shè)計(jì)

       智能工廠能源管理平臺的主要功能是綜合與基礎(chǔ)能源管理，通過將設(shè)置的各能源監(jiān)管設(shè)施進(jìn)行系統(tǒng)整合,，形成工廠能源管理平臺,，實(shí)現(xiàn)對能源供需的判斷處理與提高勞動生產(chǎn)率的調(diào)整，在客觀信息基礎(chǔ)上對能源實(shí)績進(jìn)行分析和評價(jià),。

       綜合功能包括能源數(shù)據(jù)采集與基本處理,、系統(tǒng)集中與重點(diǎn)用能設(shè)備狀態(tài)及能耗監(jiān)視、在線能效分析,、能源信息歸檔和管理,、能源系統(tǒng)時(shí)間及故障記錄、工藝與設(shè)備故障與分析等功能,。

       基礎(chǔ)能源管理功能包括能源計(jì)劃管理,、能源對標(biāo)管理、能源平衡管理,、能源質(zhì)量管理,、能源綜合分析,、能源運(yùn)行支持管理等。該部分是能源管理過程信息化的應(yīng)用平臺,，其功能是解決能源管理各核心業(yè)務(wù)的主要問題,，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，對能源生產(chǎn),、使用,、過程、質(zhì)量,、設(shè)備以及輔助生產(chǎn)安全等信息進(jìn)行管理,，為能源調(diào)度、人員及用戶管理等提供信息查詢,，實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)的全面,、規(guī)范、精細(xì)化管理,?；A(chǔ)能源管理作為能源管理系統(tǒng)在線調(diào)度、管理的補(bǔ)充,，以友好的界面為能源管理人員提供一體化的操作平臺,，是能源管理中心的離線數(shù)據(jù)中心、報(bào)表與統(tǒng)計(jì)展示平臺,、對比分析平臺,、決策平臺、無紙化辦公平臺,。具體而言,，智能工廠能源管理平臺需實(shí)現(xiàn)的功能如下。

       (1)能耗實(shí)時(shí),。通過能源流程圖(包括電力系統(tǒng),、水系統(tǒng)、燃?xì)庀到y(tǒng),、熱力系統(tǒng),、冷風(fēng)系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)等)的畫面,、歷史趨勢,、等實(shí)時(shí)能源系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),。

       (2)能耗統(tǒng)計(jì)分析,。報(bào)表統(tǒng)計(jì)分析是衡量能源管理系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量的主要依據(jù)，能夠通過系統(tǒng)生成的多種圖表(如曲線圖,、折線圖,、柱狀圖等)清晰地展現(xiàn)能耗設(shè)備的各項(xiàng)指標(biāo),，全面呈現(xiàn)系統(tǒng)的能耗情況,、設(shè)備情況,、統(tǒng)計(jì),、運(yùn)行統(tǒng)計(jì)等,，為故障診斷,、量化評比,、生產(chǎn)決策提供科學(xué)依據(jù),，并可通過分析確定重點(diǎn)耗能設(shè)備,，以加強(qiáng)重點(diǎn)耗能設(shè)備的管理力度。

       (3)能源管理,。能源管理系統(tǒng)出現(xiàn)異?；驎r(shí)，企業(yè)能夠通過綜合作出及時(shí),、快速,、準(zhǔn)確的判斷及處理，把因能源系統(tǒng)故障引發(fā)的事故影響降到低,，確保能源供應(yīng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行;同時(shí),，可以對一段時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)記錄的信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,，獲取設(shè)備詳細(xì)信息，以便對設(shè)備作出預(yù)測性維護(hù)決策,。

       (4)能源計(jì)劃管理,。企業(yè)可以建立能源網(wǎng)絡(luò)模型，實(shí)現(xiàn)能源供需平衡,，進(jìn)而編制能源供需計(jì)劃,，作為生產(chǎn)經(jīng)營管理過程中制定能源消耗計(jì)劃或外購計(jì)劃的依據(jù)。

       (5)能源對標(biāo)管理,。通過對年度,、季度、月,、周,、日、班組等的綜合能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),、分析,，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品單耗、廠級能耗,、車間能耗,、班組能耗的多角度分析，對標(biāo)行業(yè)能耗水平,，及時(shí)進(jìn)行相關(guān)工藝或設(shè)備的優(yōu)化,。

       (6)能源質(zhì)量管理。據(jù)工廠對電能,、蒸汽,、水等的質(zhì)量、消耗要求,，設(shè)定預(yù)警,、值，對能夠反映能源,、介質(zhì)質(zhì)量的數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行,、分析，提前針對能源質(zhì)量問題采取應(yīng)對措施,，從而避免不必要事故的發(fā)生,。

       (7)基于能源優(yōu)化的調(diào)度決策管理。通過能源管理的調(diào)度決策功能,，能源調(diào)度管理人員可以對系統(tǒng)的設(shè)備狀態(tài)、運(yùn)行情況,、各相關(guān)系統(tǒng)的運(yùn)行工況、能源供需平衡的動態(tài)趨勢,、調(diào)度日志、運(yùn)行事故預(yù)案等進(jìn)行全面,，平臺可以根據(jù)系統(tǒng)記錄的歷史數(shù)據(jù)和當(dāng)前數(shù)據(jù)建立起來的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行過濾、整理,，自動分析,、計(jì)算,、統(tǒng)計(jì),、分類,、顯示,，預(yù)測能源在未來一段時(shí)間內(nèi)的自產(chǎn)、外購和消耗情況,，以幫助調(diào)度人員發(fā)現(xiàn)能源供需不平衡的趨勢及運(yùn)行趨向,，確保能源供應(yīng)安全穩(wěn)定，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能增效的目的,。

3.1平臺概述

       AcrelEMS-SEMI電子廠房能效管理平臺集變電站綜合自動化、電力、電能質(zhì)量分析及治理,、電氣安全,、能耗分析、照明控制,、設(shè)備運(yùn)維于一體,，為建立可靠、安全,、高效的工廠能源管理體系提供數(shù)據(jù)支持,。同時(shí)引入技術(shù)，配合廠務(wù)系統(tǒng)優(yōu)化,，簡化全廠管理,，并利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，優(yōu)化能效并預(yù)防風(fēng)險(xiǎn),，保障關(guān)鍵制造設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行和良品率,，降低綜合成本，終達(dá)到高效運(yùn)營和制造的目的,。

3.2平臺組成

       安科瑞AcrelEMS-SEMI電子廠房管理系統(tǒng)是一個(gè)深度集成的自動化平臺,，它集成了電力系統(tǒng)、變電所綜合自動化,、電能質(zhì)量監(jiān)測與治理,、電氣火災(zāi)系統(tǒng)、消防設(shè)備電源系統(tǒng),、防火門系統(tǒng),、消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)、智能照明控制系統(tǒng),、能耗監(jiān)測系統(tǒng),、新能源充電樁、預(yù)付費(fèi)系統(tǒng),。用戶可通過瀏覽器,、手機(jī)APP獲取數(shù)據(jù)，通過一個(gè)平臺即可全局,、整體的對電子廠房的用電和用電安全進(jìn)行進(jìn)行集中,、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度,，同時(shí)滿足廠房用電可靠,、安全、穩(wěn)定,、高效,、有序的要求,。

 

3.3平臺拓?fù)鋱D

4.1電力

       電力主要針對10/0.4kV地面或地下變電所，對變電所高壓回路配置微機(jī)保護(hù)裝置及多功能儀表進(jìn)行保護(hù)和,，對0.4kV出線配置多功能計(jì)量儀表,，用于測控出線回路電氣參數(shù)和用能情況，可實(shí)時(shí)高低壓供配電系統(tǒng)開關(guān)柜,、變壓器微機(jī)保護(hù)測控裝置,、發(fā)電機(jī)控制柜、ATS/STS,、UPS,，包括遙控、遙信,、遙測,、遙調(diào)、事故及記錄等,。

 

4.2電能質(zhì)量監(jiān)測與治理

       監(jiān)測各進(jìn)線回路電能質(zhì)量,，包括電壓暫降、諧波畸變,、閃變等數(shù)據(jù)波形記錄,，進(jìn)而判斷配電系統(tǒng)擾動方向。

       配置有源濾波裝置和無功補(bǔ)償裝置對0.4kV側(cè)電能質(zhì)量進(jìn)行補(bǔ)償和治理,，并監(jiān)測有源濾波裝置和無功補(bǔ)償裝置運(yùn)行情況,，確保電能質(zhì)量符合生產(chǎn)要求,。

 

 

4.3變電站綜合自動化

       變電站綜合自動化系統(tǒng)主要針對110kV變電站,、10kV變電所和10kV柴油發(fā)電機(jī)部分，在變電站設(shè)置Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng)子站,，實(shí)現(xiàn)本地遙測,、遙信、遙控,、,、報(bào)表等功能，并把數(shù)據(jù)上傳至AcrelEMS-SEMI能效管理平臺,，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)測和,。

 

4.4電氣安全

       AcrelEMS電子廠房能效管理系統(tǒng)針對配電系統(tǒng)的電氣安全隱患配置相應(yīng)的電氣火災(zāi)傳感器、溫度傳感器,，消防設(shè)備電源傳感器,、防火門狀態(tài)傳感器，接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示,，并且對UPS的蓄電池溫度,、內(nèi)阻進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視,，發(fā)生異常時(shí)通過聲光、短信,、APP及時(shí)預(yù)警,。

 

4.5智能照明控制

       單控、區(qū)域控制,、自動控制,、感應(yīng)控制、定時(shí)控制,、場景控制,、調(diào)光控制等多種控制方式。

 

4.6能耗分析

       AcrelEMS電子廠房能效管理系統(tǒng)為工廠搭建計(jì)量體系,，顯示能源流向和能源損耗,，通過能源流向圖幫助企業(yè)分析能源消耗去向，找出能源消耗異常區(qū)域,。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(shí)間,、設(shè)備,、班組、分項(xiàng)等維度,，采用曲線,、餅圖、直方圖,、累積圖,、數(shù)字表等方式對工廠用能統(tǒng)計(jì)、同比,、環(huán)比分析,、實(shí)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(jì)，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(fèi)。

 

4.7充電樁管理

       電動汽車和電瓶車充電樁管理,，包括收費(fèi)管理,、資產(chǎn)管理,。

 

4.8職工公寓管理

       對廠區(qū)內(nèi)職工宿舍進(jìn)行負(fù)載管理，包括惡性負(fù)載識別管理,、負(fù)載閾值管理,，避免因?yàn)閻盒载?fù)載引起火災(zāi)。對員工宿舍進(jìn)行水電收費(fèi)管理,，支持微信,、支付寶等繳費(fèi)方式，采集職工宿舍能耗數(shù)據(jù),。

 

5.1電力系統(tǒng)硬件配置

 

5.2能耗管理系統(tǒng)硬件配置方案

 

 

5.3智能照明控制系統(tǒng)硬件配置方案

 

 

5.4電氣火災(zāi)系統(tǒng)硬件配置方案

 

5.5消防設(shè)備電源系統(tǒng)硬件配置方案

 

5.6防火門系統(tǒng)硬件配置方案

5.7消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)硬件配置方案

 

 

 

5.8電能質(zhì)量治理解決方案硬件配置方案

 

 

5.9充電樁系統(tǒng)硬件配置方案

 

 

5.10預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)硬件配置方案

 

 

 

       伴隨知識經(jīng)濟(jì)時(shí)代的來臨,，驅(qū)動當(dāng)前社會變革的不僅僅有互聯(lián)網(wǎng)，還有無處不在的計(jì)算,、數(shù)據(jù)和新知識等,。智能工廠的構(gòu)建實(shí)際上是信息技術(shù)與制造技術(shù)的融合，在物聯(lián)網(wǎng),、云計(jì)算,、5G等新技術(shù)的推進(jìn)下，智能工廠的發(fā)展必定呈現(xiàn)全新的,、多樣化的模式,。在這樣的環(huán)境下，能源管理體系也需不斷,、與時(shí)俱進(jìn),，以推動智能管控、智能決策,、智能生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn),。