浅谈能源管理系统在制造中的设计与应用

关键词：能源管理系统；智能制造；工业；

 

能源管理信息系统是指采用自动化、信息化技术，对企业能源的生产、存储、输配和消耗等环节实施集中扁平化的动态监控和数字化管理，从而实现能源预测、 平衡、优化和系统节能降耗的管控一体化系统。建立能源管理信息系统，首先要通过深入了解和分析钢铁企业能源种类、特点及相互关系，使能源分析、能源预测、能源优化科学，促进钢铁企业安全、经济、合理地利用能源，达到提高节能减排效果。

能源管理系统已经经历了两个阶段，基于单机设备与工序级的能源管理和基于能源介质平衡的能源管理。面向智能制造的能源管理技术要求具有如下特点，一是，包括人员、部门、设备、介质、产品方面的信息。二是精细化，部门设备的管理粒度能够涵盖重要的设备级，产品粒度能到设备级的产品。三是可靠性，实时的生产数据采集技术、准确的过程信息反馈在智能能源管理中起到至关重要的作用。四是，包括能源的监测、预报、平衡与优化等功能。

为此本文着重针对上述问题，从能源管理精细化、模块化、智能化、生态化的角度进行设计与实现，开发基于web的智能能源管理系统。

能源管控中心总体技术框架的建立遵循 " 整合资源，信息共享，统一架构，业务协同 "的原则。应用系统采用多层架构，以能源数据采集网络系统、能源实时监控系统平台为基础，实现了以能源为主线的系统资源、信息和服务的共享，实现能源业务层与展现层的分离，确保系统具有良好的可维护性和开放性。系统分为四层，采集层、网络层、服务层、客户层。

3.1 综合首页

系统服务器负责监管整个企业的能耗需要的运行情况。系统将定制化的能源数据发布到内部局域网上，展现当前企业总能电量、不同部门的不同类别的耗电量、折合标准煤量等，企业的管理和决策人员可以通过Web浏览器访问各种分析结果。不同的管理人员在一定的权限下，可以通过计算机或者手机等终端设备查看企业内的用能情况。不受地域的限制，随时掌握厂区能耗情况，提高节能意识。

3.2 能源查询分析统计功能

具有完备的能源查询分析统计功能，可按照部门、介质、时间等数据多维度查询、对比分析、生成各种统计报表。同时支持测点标签和测点名称的模糊查询，系统以曲线图或时间参数列表的方式展示一个时间段内参数的值，以便分析某一个时间段参数的变化情况。对各种能源消耗进行逐时、逐日、逐月、逐年统计。统计数据采用饼图、柱状图、线图、区域图等各种图形展示方式，直观反映各项统计数据的数值、趋势和分布情况。

3.3 传感器智能监测与分析功能

作为智能制造的核心内容，能源管理系统的可靠运行是不容忽视的问题。为此，通过建立传感器计量模型，采用统计分析技术对传感器进行智能监测，通过对传感器监测信息的分析，可对传感器进行计量数据的平衡分析以及差损分摊管理，平衡报告的生成等。具备历史和实时数据的处理功能、预测系统的自学习和自适应调整功能、模型管理功能、预测分析报告等。

3.4 能源精细化管理功能

产品单耗细化功能，可对全生产线各工序级产品进行单耗计算，多维度分析对比、对标，为优化节能生产提供详尽决策信息，可智能感知并报警。班组能耗统计与分析功能。可对不同班组生产情况进行产品单耗统计分析，诊断班组效率，甚至分析到某个生产者。停产能源管理功能。可对停产时的能源进行统计、分析、比对，便用户分析节能空间。能源分类管理功能。通过对同一能源介质的不同用途进行分类统计，使企业掌握能源信息，增加节能点。

3.5 实时报警及统计查询

对主要指标进行集中报警显示。其中，报警的指标按优先级设置，对于高优先级的指标既可以在主窗口固定位置滚动显示，又可以通过弹出窗口显示。系统还提供全部报警指标的统计、查询功能。系统针对报警信息，提供上传附件功能，用以记录该报警信息的后续处理，方便客户回溯当时状态和相应的考核。

3.6 辅助手工录入

针对无法实现自动数据采集的计量数据、参数、设备指标等数据，建立数据录入接口。接收人工录入的方式把数据录入系统。主要分为以下4类：计量数据的录入、重要参数人工录入、产量、辅料添加等数据手工录入、其他终端设备数据导入。

3.7 系统管理及配置

针对不同行业创建新的项目，按照客户需求疏理出用能部门、用能介质、用能种类、检测传感器、生产产品、班组等信息及关系基础上，按照人机界面提示即可轻松完成。专用用户界面软件具备局域网通讯能力(ETHERNET/IP for INTRANET)，提供严密的安全等级及操作权限，能够设置不同权限级别的操作密码。实时监控系统设3种访问权限，即：客户访问、操作员、系统管理员。每种访问权限均有其所能操作的功能分配，保护部门生产信息隐私，同时提高客户体验感。

3.8 日志管理功能

完善的日志管理，包括各种页面操作，软件运行等，可为用户提供信息追责。

4.1 平台架构