安科瑞 宣依依

　　摘要：為了解決傳統(tǒng)印染企業(yè)對能源管理存在粗放、滯后,、管理不足等問題,，提出了一種基于工業(yè)云平臺的能源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。以大數(shù)據(jù),、物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的能源管理系統(tǒng)擁有很快的工作效率,。該系統(tǒng)具有穩(wěn)定性、通用性,、持續(xù)擴(kuò)展性,，為印染企業(yè)提供了能耗監(jiān)控、訂單產(chǎn)量損耗的能源監(jiān)測解決方案,，以及未來能源管理系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù),。

　　關(guān)鍵詞：云平臺；大數(shù)據(jù),；物聯(lián)網(wǎng),；能源監(jiān)測；穩(wěn)定性,；通用性

　　印染行業(yè)在紡織工業(yè)中占據(jù)著重要的地位,，而我國大部分印染企業(yè)都屬于中小型的勞動密集型企業(yè)，隨著企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大,，企業(yè)運(yùn)作過程中需要管理的信息日益繁雜,，傳統(tǒng)的管理模式已經(jīng)不能滿足實(shí)際的需求，特別是企業(yè)的能源管理方式還存在相對落后的人手抄表和人工記錄耗損的情況,。為此,，本方案提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能源管理解決方案，集“物聯(lián)網(wǎng)"“大數(shù)據(jù)"“云計(jì)算"“AI"“邊緣計(jì)算"“智能網(wǎng)關(guān)"等技術(shù)于一體,，服務(wù)于園區(qū),、企事業(yè)單位在能源的生產(chǎn)、輸配,、使用過程中對能源管理的兩化（信息化,、自動化）融合需求，服務(wù)于安全用能,、經(jīng)濟(jì)用能以及精細(xì)化管理的需求,。具體如下：（1）能耗管理系統(tǒng)采用分層分布式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，對電力,、天然氣、水、蒸汽等各分類能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,、處理,，并分析能耗狀況，實(shí)現(xiàn)節(jié)能應(yīng)用,；（2）采用儀表管理,、能源監(jiān)控、能源統(tǒng)計(jì),、能耗預(yù)測分析,、能耗設(shè)備管理、能源計(jì)量設(shè)備管理等多種手段,，使企業(yè)管理者對企業(yè)的能源成本比重,、發(fā)展趨勢有準(zhǔn)確的掌握；（3）讓電力,、用水,、天然氣、蒸汽等用能信息可視化,，并與生產(chǎn)運(yùn)營相結(jié)合,，形成單位制品能耗、日均網(wǎng)損,、平均（水電氣）價(jià)格等指標(biāo),，協(xié)助管理者快速掌控企業(yè)狀況，進(jìn)行客觀,、科學(xué)的分析,，為企業(yè)精細(xì)化管理提供新的數(shù)據(jù)化維度。

　　1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

　　1.1 業(yè)務(wù)架構(gòu)

　　業(yè)務(wù)架構(gòu)圖如圖1所示,。

　　能耗管理系統(tǒng)采用分層分布式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu),，對電力、天然氣,、水,、蒸汽等各分類能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理,，并分析能耗狀況,，實(shí)現(xiàn)節(jié)能應(yīng)用。技術(shù)路線為采集終端智能儀表水,、電,、蒸汽、天然氣等數(shù)據(jù),，并將數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng),、4G/5G 的形式傳輸,、存儲至技研工業(yè)云平臺進(jìn)行相關(guān)的分析處理，用戶只需打開相應(yīng)系統(tǒng)的應(yīng)用軟件（Windows,、Android,、IOS）即可通過手機(jī)APP、電腦客戶端完成對用能數(shù)據(jù)的調(diào)取,、監(jiān)控分析,、管理等需求，讓用能信息變得簡單和直觀,，使決策者,、管理者更有效地掌控企業(yè)能源管理信息。

　　1.1.1 終端感知層

　　終端感知層提供的數(shù)據(jù)主要來自現(xiàn)場的水表,、天然氣表,、蒸汽表以及安裝在現(xiàn)場的智能電表、電氣安全預(yù)警儀等,。

　　1.1.2 網(wǎng)絡(luò)傳輸層

　　網(wǎng)絡(luò)傳輸層主要提供工業(yè)網(wǎng)關(guān),，負(fù)責(zé)終端智能表（計(jì)）與平臺應(yīng)用層的連接，實(shí)時(shí)采集設(shè)備數(shù)據(jù),，上報(bào)到云上的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù),。

　　1.1.3 平臺應(yīng)用層

　　平臺應(yīng)用層基于技研云平臺工業(yè) PaaS 服務(wù)搭建，提供面向能源管理領(lǐng)域的特定場景應(yīng)用,。其中,，通用 PaaS 提供云計(jì)算、大數(shù)據(jù),、應(yīng)用開發(fā),、物聯(lián)網(wǎng)等基礎(chǔ) PaaS 服務(wù)能力，提供以數(shù)據(jù)為核心的工業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù),、機(jī)理模型服務(wù)和業(yè)務(wù)微服務(wù),。應(yīng)用層提供安全預(yù)警、能耗管理,、設(shè)備監(jiān)控等功能,，服務(wù)安全用能、經(jīng)濟(jì)用能以及精細(xì)化管理的需求,，同時(shí)支持 PC 端和移動端（微信小程序）訪問,，滿足不同用戶群體的使用需求。

　　1.2 能源管理業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)

　　能耗業(yè)務(wù)邏輯：通過計(jì)量表管理對能源系統(tǒng)的底層現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行定義,，計(jì)量表數(shù)據(jù)通過485通訊自動采集與人工錄入作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的輸入端,，將規(guī)定的計(jì)量表與統(tǒng)計(jì)對象（包括區(qū)域、設(shè)備等）進(jìn)行運(yùn)算賦值,、綁定連接,，生成各時(shí)間段的區(qū)域,、設(shè)備等能耗明細(xì)。

　　單耗業(yè)務(wù)邏輯：在能耗統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上,，結(jié)合各統(tǒng)計(jì)對象的產(chǎn)量情況及各產(chǎn)品類型的系數(shù)加成,，定時(shí)核算單耗數(shù)據(jù)。系統(tǒng)設(shè)定統(tǒng)計(jì)對象的單耗基準(zhǔn),，在實(shí)際單耗與設(shè)定的單耗基準(zhǔn)出現(xiàn)一定的偏差時(shí)，自動發(fā)起警報(bào),。

　　批耗業(yè)務(wù)邏輯：在能耗與單耗的基礎(chǔ)上,，結(jié)合每個(gè)訂單/批次的工藝數(shù)據(jù)、配方數(shù)據(jù),、機(jī)臺排程數(shù)據(jù),、訂單/批次的開始與結(jié)束節(jié)點(diǎn)等信息，核算出每個(gè)訂單/批次/工藝的生產(chǎn)能耗,。

　　能源管理業(yè)務(wù)流程如圖2所示,。

2 主要功能設(shè)計(jì)

　　能源管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)信息采集管理系統(tǒng)的目標(biāo)是建立數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對能耗信息的自動監(jiān)測,，進(jìn)而完成能源的管理,，實(shí)現(xiàn)安全、優(yōu)良供能,，提高工作效率,，降低能耗，從而達(dá)到降低產(chǎn)品成本的目的,。包括數(shù)據(jù)采集,、數(shù)據(jù)發(fā)布和數(shù)據(jù)分析管理，主要功能是實(shí)現(xiàn)所有能耗數(shù)據(jù)的采集,，并在企業(yè)內(nèi)部范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)布,。

　　整個(gè)能源管理系統(tǒng)采用可靠的硬件平臺輔以成熟的軟件平臺，構(gòu)成集中式數(shù)據(jù)采集監(jiān)控分析管理系統(tǒng),，并實(shí)現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)的集中管理和歸檔,，通過網(wǎng)絡(luò)在企業(yè)內(nèi)部范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)布。

　　2.1 實(shí)時(shí)能耗采集

　　通過數(shù)據(jù)采集器自動采集現(xiàn)場儀表的能耗數(shù)據(jù)信息,，為能源信息管理提供原始數(shù)據(jù),。

　　2.1.1 通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)接口

　　本系統(tǒng)涉及到電、水,、天然氣,、蒸汽等能耗監(jiān)測儀表設(shè)備的采集工作；提供的監(jiān)測儀表設(shè)備要支持RS-485,、RS-232,、RJ45,、CDMA3G/4G 等多種網(wǎng)絡(luò)接口或支持 OPC、MODBUS,、104,、CDT、DLT645 等多種通信協(xié)議的數(shù)據(jù)接入,，實(shí)現(xiàn)企業(yè),、分廠、車間,、設(shè)備等多級能源介質(zhì)的采集,、存儲管理。

　　2.1.2 斷網(wǎng)本地預(yù)存

　　在網(wǎng)絡(luò)中斷或者主數(shù)據(jù)存儲設(shè)備出現(xiàn)無法通信的情況時(shí),，數(shù)據(jù)采集設(shè)備應(yīng)當(dāng)繼續(xù)采集能耗數(shù)據(jù),，并將采集到的能耗數(shù)據(jù)保存在本地，在網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通或者與主數(shù)據(jù)存儲設(shè)備恢復(fù)通信后將預(yù)存的數(shù)據(jù)上傳到云存儲設(shè)備中,。

　　2.1.3 遠(yuǎn)程抄表

　　對規(guī)定區(qū)域內(nèi)的能耗監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程抄表,，而且選擇規(guī)定的日期與時(shí)間對能耗儀表進(jìn)行遠(yuǎn)程抄表，將對應(yīng)的時(shí)間累積能耗數(shù)據(jù)推送給技研云平臺數(shù)據(jù)采集庫,。

　　2.1.4 運(yùn)行監(jiān)測

　?。?）系統(tǒng)以數(shù)據(jù)列表、分布圖,、曲線等形式直觀展示企業(yè)實(shí)時(shí)或歷史生產(chǎn)能耗數(shù)據(jù),、生產(chǎn)指標(biāo)、能耗指標(biāo)和數(shù)據(jù)通信報(bào)警,。

　?。?）通過集中監(jiān)控生產(chǎn)和能源系統(tǒng)指標(biāo)、生產(chǎn)異常實(shí)時(shí)報(bào)警,、系統(tǒng)巡檢到位等措施提高企業(yè)能源系統(tǒng)的運(yùn)行管理水平及整體安全水平,，確保生產(chǎn)安全進(jìn)行。

　　2.2 能耗統(tǒng)計(jì)分析

　　2.2.1 計(jì)量分析

　　能源管理系統(tǒng)計(jì)量分析采用餅狀圖的形式展現(xiàn)規(guī)定時(shí)間段內(nèi)各類能耗所占總能耗的百分?jǐn)?shù),；能耗趨勢分析采用折線圖的形式展現(xiàn)規(guī)定時(shí)間段內(nèi)規(guī)定能源的消耗,。

　　能耗報(bào)表管理：自動生成所需要的數(shù)據(jù)（日/月/季度/年）報(bào)表、定期階段報(bào)表和事件報(bào)表,，并能以用戶所需要的格式和方式保存,、導(dǎo)出或打印。報(bào)表的類型,、內(nèi)容和格式可由用戶動態(tài)調(diào)整,，如圖3所示。

　　能耗報(bào)表分析：系統(tǒng)可提取各類能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行自動分析,，確立,，并對各監(jiān)控點(diǎn)的能耗情況進(jìn)行水耗,、電耗、氣耗判定,，對能耗改善提出一套完整的診斷流程,，并提供能耗分析報(bào)告，幫助用戶進(jìn)行節(jié)能措施及設(shè)備改造,。

　　人工數(shù)據(jù)上傳：針對尚未安裝自動采集儀的支路或無法使用數(shù)據(jù)采集儀進(jìn)行自動采集的能源消耗（機(jī)械式儀表）提供人工數(shù)據(jù)上傳及審核的功能,，避免數(shù)據(jù)缺失導(dǎo)致的各類問題。

　　數(shù)據(jù)備份管理：用戶手動或系統(tǒng)自動備份保存各項(xiàng)數(shù)據(jù),；當(dāng)發(fā)生特殊情況導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失時(shí),，可自動導(dǎo)入近期的備份數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)，避免特殊情況出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失導(dǎo)致的各項(xiàng)損失,。

　　2.2.2 單耗分析

　　能源管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控整廠各區(qū)域、各設(shè)備的單位產(chǎn)量耗費(fèi)的能源情況,。單耗通常作為各管理人員所管轄區(qū)域的能源考核指標(biāo),，可通過監(jiān)控、分析實(shí)際單耗與設(shè)定績效的偏差來判斷能源管理水平的優(yōu)劣,；單耗超出控制線出現(xiàn)異常時(shí)自動發(fā)起警報(bào),，通過及時(shí)的反饋提高能源的利用效率。

　　2.2.3 批耗分析

　　能源管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控各訂單/批次在各工序的能耗情況,，實(shí)現(xiàn)訂單/批次級別高顆粒度的能源分析,。在大量的批次能耗數(shù)據(jù)采集后，系統(tǒng)通過分布擬合的方法制定各訂單,、批次,、工藝的標(biāo)準(zhǔn)能耗模型，當(dāng)實(shí)際生產(chǎn)能耗與標(biāo)準(zhǔn)能耗模型偏差較大時(shí)發(fā)起警報(bào),，促進(jìn)能源問題的解決與完善,，同時(shí)系統(tǒng)通過行業(yè)BI 大數(shù)據(jù)自動輸出工藝改進(jìn)的方案建議，提高染整工廠的能源利用效率,。

　　2.3 能耗預(yù)測

　　以客觀數(shù)據(jù)為依據(jù),，以企業(yè)整體、分廠,、車間,、生產(chǎn)線、主要用能設(shè)備為對象,，并結(jié)合歷史能耗數(shù)據(jù),，對未來的能耗情況進(jìn)行預(yù)測分析：（1）利用歷史能耗數(shù)據(jù)分析未來能耗趨勢；（2）按照日,、月,、年的日期形式分別統(tǒng)計(jì)出對應(yīng)的能耗趨勢數(shù)據(jù),；（3）與企業(yè)的生產(chǎn)線、主要用能設(shè)備的使用情況相結(jié)合,；（4）趨勢圖表界面美觀,，條目清晰，并提供在線打印與導(dǎo)出功能,。

　　2.4 警報(bào)設(shè)置

　　企業(yè)可根據(jù)不同廠區(qū),、不同支路、不同設(shè)備的用能需求,，分時(shí)間段設(shè)置不同的警報(bào)策略,。當(dāng)發(fā)生不合理的能源消耗時(shí)，系統(tǒng)按照所設(shè)置的警報(bào)方式對用戶進(jìn)行提醒,，避免設(shè)備故障或人為原因造成的能源浪費(fèi),。在一段時(shí)間后，用戶可通過歷史警報(bào)記錄分析當(dāng)前的節(jié)能策略是否需要修改,，很大限度地確保能源和資金的合理利用,。此外，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生能源警報(bào)時(shí),，消息可推送給相關(guān)的生產(chǎn)角色（工人,、主管、企業(yè)高層管理者）,。

　　3 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用

　　3.1 硬件設(shè)備

　　能源管理采用高性能智能網(wǎng)關(guān)作為硬件采集及通信設(shè)備,。該網(wǎng)關(guān)擁有自主嵌入式操作系統(tǒng)，具有強(qiáng)大的功能擴(kuò)展和系統(tǒng)升級的空間,，用于能源管理中各類能耗儀表的數(shù)據(jù)采集,、存儲與管理，可實(shí)現(xiàn)用能數(shù)據(jù)智能處理等邊緣計(jì)算功能,，可通過物聯(lián)網(wǎng),、以太網(wǎng)等與云平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，具備邊緣計(jì)算能力,，具備斷點(diǎn)續(xù)傳功能,。

　　智慧能源網(wǎng)關(guān)特點(diǎn)：（1）水電氣熱4表合一，一臺網(wǎng)關(guān)可支持水,、電,、氣、熱等各類能耗儀表的信息采集,，支持多點(diǎn)位高速采集,；（2）支持各類工業(yè)規(guī)約，支持符合 DLT645-2007 與 DLT645-1997 規(guī)約的所有電能表（計(jì)），支持符合CJ 188-2004-T規(guī)約的所有水,、氣,、熱表（計(jì)），支持協(xié)議擴(kuò)展,；（3）下行支持多協(xié)議RS485,、M-Bus、CAN,、紅外等,，上行支持多通信方式如以太網(wǎng)、GPRS（2G/3G/4G）,、WIFI,、LORA、NB-IOT 等,；（4）安裝方式靈活,，導(dǎo)軌式、壁掛式任意可選,，終端設(shè)有4個(gè)固定孔位,，可采用Φ3的標(biāo)準(zhǔn)螺絲進(jìn)行固定安裝。

　　3.2 應(yīng)用場景

　　系統(tǒng)面向傳統(tǒng)印染紡織企業(yè)染色機(jī),、定形機(jī)、絲光機(jī),、煮漂機(jī),、開幅機(jī)等通用生產(chǎn)設(shè)備，針對企業(yè)能源管理粗放,、存在用能監(jiān)測黑箱,、能耗高、設(shè)備壽命短,、問題點(diǎn)查找困難等,，基于對整個(gè)車間的通用生產(chǎn)設(shè)備及傳感器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，利用邊緣計(jì)算和云服務(wù)器實(shí)現(xiàn)對車間設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的智能優(yōu)化控制,，提高企業(yè)的能源利用水平和用能安全水平,，降低能耗。

　　普遍使用場景：（1）管理人員對工廠的能耗有基本的了解與整體的把控,；（2）作為進(jìn)一步分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),；（3）給抄表人員提供方便實(shí)用的工具；（4）區(qū)域單耗作為各車間管理人員的考核指標(biāo),，及時(shí)反饋分析總結(jié),；（5）設(shè)備單耗作為能耗異常的深度分析；（6）單耗異常發(fā)起警報(bào)，發(fā)起查異常解決問題的流程,；（7）能源預(yù)信（分布擬合）,；（8）工藝改進(jìn)；（9）制定訂單工藝的能耗標(biāo)準(zhǔn),；（10）訂單批號的耗能預(yù)警,。

　　4 系統(tǒng)優(yōu)勢

　　能源管理系統(tǒng)是綜合運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)和能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對印染企業(yè)能耗的在線監(jiān)測,、動態(tài)

　　分析和集中管理,，建立“多能互補(bǔ)，需求響應(yīng)"新機(jī)制,，精細(xì)化,、信息化的能源管理方式，可提升印染企業(yè)能源管理水平,，降低能源成本,，實(shí)現(xiàn)能源的動態(tài)需求響應(yīng)和企業(yè)能源的優(yōu)化調(diào)度。系統(tǒng)具體的優(yōu)勢如下：（1）易部署,、易實(shí)施,、見效快。能源管理服務(wù)根據(jù)當(dāng)前印染企業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行實(shí)際調(diào)研與分析,，幫助企業(yè)制定一套輕量化的能效監(jiān)控系統(tǒng),，系統(tǒng)基于云平臺模式搭建，可以快速部署,，免去復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與安裝,。在不影響當(dāng)前生產(chǎn)的前提下進(jìn)行實(shí)施，可以使企業(yè)減少在安裝實(shí)施過程中帶來的損失,。能源管理服務(wù)在整個(gè)系統(tǒng)部署完畢后 2 個(gè)月就會有明顯的優(yōu)化效果,，見效快。（2）便捷的使用方式,。系統(tǒng)提供 PC 端,、手機(jī)端等豐富的展示方式，提供簡易的人性化的使用界面,，幫助用戶快速地獲取所需用能信息,，降低使用者學(xué)習(xí)的成本；同時(shí)為設(shè)備管理人員,、企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)等管理者提供數(shù)字化的設(shè)備模型和實(shí)時(shí)運(yùn)行情況的各種健康指標(biāo),，作為決策分析依據(jù)。（3）實(shí)時(shí)的自動預(yù)警通知,。系統(tǒng)可以向移動 APP 應(yīng)用自動推送預(yù)警通知,，實(shí)時(shí)告知相關(guān)人員能源事件信息。

　　5 安科瑞工業(yè)能源管理系統(tǒng)介紹

　　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(shí)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)狻⒄羝皦嚎s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(jì)、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(yùn)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(shí)將數(shù)據(jù)存儲在本地,，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)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(jì),，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(shí)行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理,。實(shí)時(shí)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平臺登錄

　　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(diǎn)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(jì)數(shù)據(jù),。

8.4數(shù)據(jù)監(jiān)控

　　對企業(yè)各點(diǎn)位的能源使用,、報(bào)警等情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控,。以便企業(yè)用戶能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)測各個(gè)點(diǎn)位的運(yùn)作情況，同時(shí)能更快的掌握點(diǎn)位的報(bào)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(shí)時(shí)監(jiān)控：對于水、電,、氣等能源消耗進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,，確保用能環(huán)節(jié)的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，顯示配電圖,、能流圖,、能源平衡網(wǎng)絡(luò)圖、能源計(jì)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(shí)時(shí)展示,；當(dāng)能源參數(shù)越限報(bào)警,，可提供報(bào)警重要性等級分類，同時(shí)支持APP推送,、手機(jī)短信,、郵件、釘釘,、語音播報(bào),、系統(tǒng)彈窗報(bào)警提示等；

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

　　實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)：實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)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(shí)時(shí)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(bào)警信息進(jìn)行集中顯示,，可以對報(bào)警閾值信息進(jìn)行相關(guān)處理操作，可以對報(bào)警參數(shù)進(jìn)行在線設(shè)置,，當(dāng)能源參數(shù)越限報(bào)警,，可提供報(bào)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(bào),、系統(tǒng)彈窗等報(bào)警提示,；

8.5視頻監(jiān)控

　　接入攝像頭，實(shí)時(shí)掌控企業(yè)內(nèi)實(shí)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(yùn)行參數(shù)狀態(tài)下用電效能的對比分析,，找出更好的運(yùn)行模式,。根據(jù)運(yùn)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(shí)時(shí)監(jiān)控

　　展示各個(gè)水電氣儀表的實(shí)時(shí)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(gè)看板中,，能從多個(gè)維度對比分析，實(shí)現(xiàn)各個(gè)產(chǎn)業(yè)線的對比,，幫助領(lǐng)導(dǎo)掌控整個(gè)工廠的能源消耗,，能源成本，標(biāo)煤排放等的情況,。

8.9用能統(tǒng)計(jì)

　　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)字表等方式對企業(yè)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)。

8.10分析

　　統(tǒng)計(jì)各個(gè)監(jiān)測節(jié)點(diǎn)（工廠,、車間）的當(dāng)年,、季度、月,、周,、日各類能源消耗費(fèi)用，其中電包括峰電量,、峰電費(fèi),、谷電量、谷電費(fèi)以及平均電量和平均電費(fèi),。

8.11產(chǎn)品單耗統(tǒng)計(jì)

　　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(shí)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,、規(guī)定時(shí)段績效統(tǒng)計(jì)按照能源計(jì)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(yùn)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(yùn)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(yùn)行監(jiān)視,。可直接從動態(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(shí)間等維度查詢相關(guān)能源用量,。

8.14自定義能耗報(bào)表

　　用戶可通過自定義報(bào)表頭與列，靈活生產(chǎn)各種報(bào)表,，查看企業(yè)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的能耗,，單耗，成本,，綜合能耗等信息,，并同比、環(huán)比報(bào)表,，支持導(dǎo)出報(bào)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(shí)段（日,、月、年）的同比,、環(huán)比分析,，分類、分時(shí)段,、分項(xiàng)（地點(diǎn),、機(jī)構(gòu)、設(shè)備）統(tǒng)計(jì)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(bào)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(yùn)行情況,、運(yùn)維情況等進(jìn)行仔細(xì)的統(tǒng)計(jì)分析,，讓用戶更加了解系統(tǒng)的運(yùn)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(diǎn),，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(yùn)行、停機(jī)及異常狀態(tài),，及時(shí)解決設(shè)備故障停運(yùn)導(dǎo)致無法正常生產(chǎn),。

8.18線損分析

　　根據(jù)節(jié)點(diǎn)、能源分類,，查詢各個(gè)節(jié)點(diǎn)線路上的能源損耗數(shù)據(jù),，及時(shí)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(fèi)的問題，提醒用戶及時(shí)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(jì),，并進(jìn)行同環(huán)比分析。對單位產(chǎn)值碳排放量進(jìn)行計(jì)算,，并結(jié)合減排指標(biāo)實(shí)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(shí)現(xiàn),。

　　8.20電能質(zhì)量監(jiān)測

　　實(shí)時(shí)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(yùn)維管理

　　系統(tǒng)支持設(shè)備日常巡檢計(jì)劃,、派工,、消缺、報(bào)修,、派工等設(shè)備運(yùn)維管理,，方便運(yùn)行管理人員的制定巡檢計(jì)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(bào)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(bào)警管理

　　針對于電氣正常開展,、限電和能耗雙控，實(shí)現(xiàn)電參量異常報(bào)警,、電氣火災(zāi)隱患報(bào)警,、能耗超標(biāo)報(bào)警、限電報(bào)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(bào)警,，可對報(bào)警進(jìn)行派發(fā)與閉環(huán)處理,。

8.23能耗抄表

　　可自定義時(shí)間段抄儀表的抄表值以及差值，可自定義抄表的分類分項(xiàng),。

8.24能耗分析自定義時(shí)間抄表

　　可自定義時(shí)間段內(nèi)各個(gè)拓?fù)涔?jié)點(diǎn)的能耗值,，可自定義抄表能耗值的的分類分項(xiàng)。

8.25容需量報(bào)表

　　提供容需量報(bào)表,，實(shí)時(shí)展示容量需量價(jià)格的變化情況,，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)容改需，降低基本電費(fèi),。

　　8.26復(fù)費(fèi)率報(bào)表

　　對尖,、峰、平,、谷用電量及成本費(fèi)用進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,，為企業(yè)分時(shí)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,。

8.28 3D可視化大屏

　　對場景進(jìn)行虛擬仿真,，展示各區(qū)域運(yùn)行及能源消耗情況，可實(shí)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(diǎn)位的自定義綁定,。

8.29 3D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(shí)時(shí)狀態(tài)及能源消耗情況,，可實(shí)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(yùn)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(jì)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(xiàng)目、探測器,、設(shè)備型號,、電參量、節(jié)點(diǎn),、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(yùn)行監(jiān)視、異常報(bào)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)語

　　設(shè)計(jì)了一種基于工業(yè)云平臺的針對印染企業(yè)的能源管理系統(tǒng),，對印染企業(yè)傳統(tǒng)能耗管理進(jìn)行了深層次的信息整合，實(shí)現(xiàn)了全廠設(shè)備的互通互聯(lián),，有效地幫助企業(yè)提高了設(shè)備的綜合運(yùn)行效率,，并運(yùn)用信息化手段改善企業(yè)的業(yè)務(wù)流程。未來,，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將迎來加速發(fā)展期,，不斷打造和完善面向染整行業(yè)、覆蓋全技術(shù)層次和全生命周期業(yè)務(wù)流程的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,，以微服務(wù),、工業(yè) APP 等多種技術(shù)和形式提供資源整合、個(gè)性化定制等綜合服務(wù),，將幫助更多的企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級,。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]陳樞彥;韋帥.基于工業(yè)云平臺能源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].染整技術(shù),2021:5.

　　[2]王寶云.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究綜述[J]. 電子測量與儀器學(xué)報(bào),2009,23(12):1-7.

　　[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與選型手冊.2022.05版.

　　[4]安科瑞企業(yè)能源管控平臺.2020.08版.