【摘要】 能源管理系統(tǒng)是以幫助工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)合理計劃和利用能源，降低單位產(chǎn)品能源消耗，提高經(jīng)濟效益，降低 CO2 排放量為目的的信息化管控系統(tǒng)。為了適應智能制造的需求，其在系統(tǒng)結構、系統(tǒng)功能、信息采集和管控策略等方面都將發(fā)生變化。本文對能源管理的需求變化進行了分析，著重從能源管理精細化、模塊化、智能化、生態(tài)化的角度進行了設計與實現(xiàn)，開發(fā)了基于web的智能能源管理系統(tǒng)。

關鍵詞：能源管理系統(tǒng)；智能制造；工業(yè)；

1、緒論

能源管理信息系統(tǒng)是指采用自動化、信息化技術，對企業(yè)能源的生產(chǎn)、存儲、輸配和消耗等環(huán)節(jié)實施集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)字化管理，從而實現(xiàn)能源預測、 平衡、優(yōu)化和系統(tǒng)節(jié)能降耗的管控一體化系統(tǒng)。建立能源管理信息系統(tǒng)，首先要通過深入了解和分析鋼鐵企業(yè)能源種類、特點及相互關系，使能源分析、能源預測、能源優(yōu)化科學，促進鋼鐵企業(yè)安全、經(jīng)濟、合理地利用能源，終達到提高節(jié)能減排效果。

能源管理系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)歷了兩個階段，基于單機設備與工序級的能源管理和基于能源介質(zhì)平衡的能源管理。面向智能制造的能源管理技術要求具有如下特點，一是，包括人員、部門、設備、介質(zhì)、產(chǎn)品方面的信息。二是精細化，部門設備的管理粒度能夠涵蓋重要的設備級，產(chǎn)品粒度能到設備級的產(chǎn)品。三是可靠性，實時的生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集技術、準確的過程信息反饋在智能能源管理中起到至關重要的作用。四是，包括能源的監(jiān)測、預報、平衡與優(yōu)化等功能。

為此本文著重針對上述問題，從能源管理精細化、模塊化、智能化、生態(tài)化的角度進行設計與實現(xiàn)，開發(fā)基于web的智能能源管理系統(tǒng)。

 2、系統(tǒng)結構

能源管控中心總體技術框架的建立遵循 " 整合資源，信息共享，統(tǒng)一架構，業(yè)務協(xié)同 "的原則。應用系統(tǒng)采用多層架構，以能源數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡系統(tǒng)、能源實時監(jiān)控系統(tǒng)平臺為基礎，實現(xiàn)了以能源為主線的系統(tǒng)資源、信息和服務的共享，實現(xiàn)能源業(yè)務層與展現(xiàn)層的分離，確保系統(tǒng)具有良好的可維護性和開放性。系統(tǒng)分為四層，采集層、網(wǎng)絡層、服務層、客戶層。

3、系統(tǒng)功能

3.1 綜合首頁

系統(tǒng)服務器負責監(jiān)管整個企業(yè)的能耗需要的運行情況。系統(tǒng)將定制化的能源數(shù)據(jù)發(fā)布到內(nèi)部局域網(wǎng)上，展現(xiàn)當前企業(yè)總能電量、不同部門的不同類別的耗電量、折合標準煤量等，企業(yè)的管理和決策人員可以通過Web瀏覽器訪問各種分析結果。不同的管理人員在一定的權限下，可以通過計算機或者手機等終端設備查看企業(yè)內(nèi)的用能情況。不受地域的限制，隨時掌握廠區(qū)能耗情況，提高節(jié)能意識。

3.2 能源查詢分析統(tǒng)計功能

具有完備的能源查詢分析統(tǒng)計功能，可按照部門、介質(zhì)、時間等數(shù)據(jù)多維度查詢、對比分析、生成各種統(tǒng)計報表。同時支持測點標簽和測點名稱的模糊查詢，系統(tǒng)以曲線圖或時間參數(shù)列表的方式展示一個時間段內(nèi)參數(shù)的值，以便分析某一個時間段參數(shù)的變化情況。對各種能源消耗進行逐時、逐日、逐月、逐年統(tǒng)計。統(tǒng)計數(shù)據(jù)采用餅圖、柱狀圖、線圖、區(qū)域圖等各種圖形展示方式，直觀反映各項統(tǒng)計數(shù)據(jù)的數(shù)值、趨勢和分布情況。

3.3 傳感器智能監(jiān)測與分析功能

作為智能制造的核心內(nèi)容，能源管理系統(tǒng)的可靠運行是不容忽視的問題。為此，通過建立傳感器計量模型，采用統(tǒng)計分析技術對傳感器進行智能監(jiān)測，通過對傳感器監(jiān)測信息的分析，可對傳感器進行計量數(shù)據(jù)的平衡分析以及差損分攤管理，平衡報告的生成等。具備歷史和實時數(shù)據(jù)的處理功能、預測系統(tǒng)的自學習和自適應調(diào)整功能、模型管理功能、預測分析報告等。

3.4 能源精細化管理功能

產(chǎn)品單耗細化功能，可對全生產(chǎn)線各工序級產(chǎn)品進行單耗計算，多維度分析對比、對標，為優(yōu)化節(jié)能生產(chǎn)提供詳盡決策信息，可智能感知并報警。班組能耗統(tǒng)計與分析功能。可對不同班組生產(chǎn)情況進行產(chǎn)品單耗統(tǒng)計分析，診斷班組效率，甚至分析到某個生產(chǎn)者。停產(chǎn)能源管理功能。可對停產(chǎn)時的能源進行統(tǒng)計、分析、比對，便用戶分析節(jié)能空間。能源分類管理功能。通過對同一能源介質(zhì)的不同用途進行分類統(tǒng)計，使企業(yè)掌握能源信息，增加節(jié)能點。 

3.5 實時報警及統(tǒng)計查詢

對主要指標進行集中報警顯示。其中，報警的指標按優(yōu)先級設置，對于高優(yōu)先級的指標既可以在主窗口固定位置滾動顯示，又可以通過彈出窗口顯示。系統(tǒng)還提供全部報警指標的統(tǒng)計、查詢功能。系統(tǒng)針對報警信息，提供上傳附件功能，用以記錄該報警信息的后續(xù)處理，方便客戶回溯當時狀態(tài)和相應的考核。

3.6 輔助手工錄入

針對無法實現(xiàn)自動數(shù)據(jù)采集的計量數(shù)據(jù)、參數(shù)、設備指標等數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)錄入接口。接收人工錄入的方式把數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)。主要分為以下4類：計量數(shù)據(jù)的錄入、重要參數(shù)人工錄入、產(chǎn)量、輔料添加等數(shù)據(jù)手工錄入、其他終端設備數(shù)據(jù)導入。

3.7 系統(tǒng)管理及配置

針對不同行業(yè)創(chuàng)建新的項目，按照客戶需求疏理出用能部門、用能介質(zhì)、用能種類、檢測傳感器、生產(chǎn)產(chǎn)品、班組等信息及關系基礎上，按照人機界面提示即可輕松完成。用戶界面軟件具備局域網(wǎng)通訊能力(ETHERNET/IP for INTRANET)，提供嚴密的安全等級及操作權限，能夠設置不同權限級別的操作密碼。實時監(jiān)控系統(tǒng)設3種訪問權限，即：客戶訪問、操作員、系統(tǒng)管理員。每種訪問權限均有其所能操作的功能分配，保護部門生產(chǎn)信息隱私，同時提高客戶體驗感。

3.8 日志管理功能

　　完善的日志管理，包括各種頁面操作，軟件運行等，可為用戶提供信息追責。 

4、安科瑞能源管理云平臺

4.1 平臺架構 

4.2 平臺功能

4.3 訪問方式

4.4 硬件選型

5、結語

本項目開發(fā)的能源管控系統(tǒng)是一個面向智能制造的公司級管控一體化計算機系統(tǒng)。其與往不同的是更多的考慮了系統(tǒng)的實時性、可靠性、精細化和智能化，從部門設備、介質(zhì)、產(chǎn)品、班組、時間多維度的進行能源管理與分析，從模型預報技術、智能監(jiān)測與分析技術和故障預報與容錯技術等幾個方面提升能源管理的可用性。該能源管控系統(tǒng)的應用對鋼鐵企業(yè)統(tǒng)一調(diào)度能源系統(tǒng)、優(yōu)化煤氣平衡、減少煤氣放散、提高環(huán)保質(zhì)量、降低噸鋼能耗、提高勞動生產(chǎn)率和能源管理水平將起到十分顯著的促進作用。

 【參考文獻】

[1]楊洋，樊向東，施偉.某鋼企能源管理系統(tǒng)設計與應用[J].工業(yè)控制計算機，2017，30（09）：109-110+112.

[2]王翰琦，面向智能制造的能源管理系統(tǒng).

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.06版.