安科瑞 劉邁

　　摘要：能源是人類社會(huì)發(fā)展的重要推動(dòng)力，能源缺乏，將導(dǎo)致人類無(wú)法正常開(kāi)展生產(chǎn)生活活動(dòng)。如果失去能源的支持，現(xiàn)代社會(huì)的運(yùn)作將會(huì)直接癱瘓或崩潰。所以，為了解決目前日益嚴(yán)峻的能源問(wèn)題，應(yīng)采用高效率的節(jié)能監(jiān)測(cè)技術(shù)來(lái)促進(jìn)能源的合理利用，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。文章重點(diǎn)對(duì)智慧化工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)的構(gòu)成以及該系統(tǒng)的軟件特性進(jìn)行研究，以期可以通過(guò)能耗監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)的使用，讓能源的消耗量得到進(jìn)一步節(jié)約。

　　關(guān)鍵詞：智慧化；工業(yè)企業(yè)；能耗監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)

　　節(jié)能監(jiān)測(cè)技術(shù)是節(jié)能減排、高效節(jié)能的重要支撐技術(shù)，當(dāng)前能源資源日漸枯竭的緊張形勢(shì)下，節(jié)能意識(shí)的增強(qiáng)以及各行業(yè)對(duì)節(jié)能技術(shù)的需求不斷增加，使得節(jié)能技術(shù)的開(kāi)發(fā)越來(lái)越受到人們的重視。工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建是按照“統(tǒng)一規(guī)劃、分期分批"的原則構(gòu)建，并按照國(guó)家有關(guān)規(guī)范及技術(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)行研發(fā)的，工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)，將讓能源消耗量較大的工業(yè)企業(yè)發(fā)展得到進(jìn)一步規(guī)范。

　　1、系統(tǒng)組成

　　1.1? 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

　　工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建是按照“統(tǒng)一規(guī)劃、分期分批"的原則構(gòu)建的，并按照國(guó)家有關(guān)規(guī)范及技術(shù)導(dǎo)則設(shè)計(jì)，本文重點(diǎn)介紹了該項(xiàng)目的總體設(shè)計(jì)思路、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)以及節(jié)能管理等內(nèi)容，現(xiàn)以某工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)控為例，說(shuō)明該方案的可行性，并提出了今后需要進(jìn)一步研究和改進(jìn)之處，以保證工業(yè)企業(yè)能源檢測(cè)系統(tǒng)可以與時(shí)俱進(jìn)地得到升級(jí)與優(yōu)化。把工業(yè)企業(yè)能源監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)打造成功能完備，特色鮮明的工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)控系統(tǒng)，非常重要且必要。

　?。?）工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)層。利用工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集大量數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)企業(yè)能耗、設(shè)備的實(shí)時(shí)采集、分類、統(tǒng)計(jì)，為工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)測(cè)活動(dòng)開(kāi)展提供了詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析和科學(xué)的決策依據(jù)。通過(guò)構(gòu)建一整套的企業(yè)能耗監(jiān)控與管理系統(tǒng)，能夠有效地解決企業(yè)的節(jié)能管理和節(jié)能降耗工作落實(shí)中存在的問(wèn)題，并降低工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染。

　　（2）網(wǎng)絡(luò)通訊層。通訊層主要由開(kāi)關(guān)、路由器、串行服務(wù)器、光纖轉(zhuǎn)換器組成，通訊傳輸層包括：調(diào)制解調(diào)器和光傳輸模塊，通過(guò)這兩個(gè)部分可實(shí)現(xiàn)信號(hào)在不同通信通道之間的轉(zhuǎn)換，為各種器件提供良好的工作環(huán)境，并對(duì)各種器件進(jìn)行控制與保護(hù)。通訊層為數(shù)據(jù)的交流提供了橋梁，同時(shí)也擔(dān)負(fù)起了服務(wù)器和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ堋?/p>

　　1.2? 系統(tǒng)體系架構(gòu)

　　我國(guó)是一個(gè)高耗能的現(xiàn)有水平相比，單位產(chǎn)品的能源消耗和能源終端的能源消耗均達(dá)到了3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。因此，能源管理工作的落實(shí)與信息化進(jìn)步緊密相關(guān)。在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，信息化已成為推動(dòng)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要力量。我國(guó)著眼于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的大發(fā)展，提出了要以信息化帶動(dòng)工業(yè)化的決策，所以工業(yè)企業(yè)要充分發(fā)揮資源與資金上的優(yōu)勢(shì)，提高產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。能源管理中重要也是應(yīng)用較廣的就是信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，它通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及各種數(shù)據(jù)通信技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)能源系統(tǒng)的有效控制。

　　（1）集成平臺(tái)層。集成平臺(tái)層是一個(gè)集應(yīng)用和運(yùn)行于一體的開(kāi)放綜合平臺(tái)，為能源監(jiān)控中心提供了一個(gè)較為開(kāi)闊的信息共享與處理環(huán)境。它包括基礎(chǔ)層、應(yīng)用服務(wù)器層、中間件層和應(yīng)用層。其中應(yīng)用集成與應(yīng)用層又包括三個(gè)層次：用戶接口層、業(yè)務(wù)邏輯層和資源管理層。此外，該系統(tǒng)使用統(tǒng)一的工業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)等各種設(shè)備的信息存取和交互方式提供了接口，使各種應(yīng)用系統(tǒng)可相互接通并實(shí)現(xiàn)有效融合。集成平臺(tái)層提供的用于數(shù)據(jù)分享的統(tǒng)一機(jī)制和設(shè)備能夠支持應(yīng)用程序間的協(xié)作，并為各類系統(tǒng)的功能二次開(kāi)發(fā)提供了一個(gè)整體框架。

　?。?）應(yīng)用層。系統(tǒng)集成平臺(tái)可以對(duì)能源管理中心的各類應(yīng)用的穩(wěn)定運(yùn)作提供總控平臺(tái)，如：數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測(cè)、公共數(shù)據(jù)平臺(tái)、能源管理、配電管理、調(diào)度員訓(xùn)練模擬等應(yīng)用的協(xié)同運(yùn)作。

　　2、工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能

　?。?）數(shù)據(jù)采集。集中管理采集器主要用于組態(tài)、校時(shí)、診斷和狀態(tài)監(jiān)控。集中管理采集器主要由上位機(jī)軟件和下位機(jī)硬件組成，其中下位機(jī)硬件包括供電電源電路、時(shí)鐘控制電路、通訊接口電路、數(shù)據(jù)處理模塊、電源模塊。本系統(tǒng)能夠很好地與工業(yè)企業(yè)的過(guò)程管理系統(tǒng)兼容，充分利用工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)對(duì)水、電等數(shù)據(jù)的產(chǎn)生與變化進(jìn)行精確、傳輸安全的特點(diǎn)，能耗數(shù)據(jù)采集頻率為每次20 min至3h，可以按要求進(jìn)行設(shè)定。

　?。?）人機(jī)界面。人機(jī)界面作為用戶與平臺(tái)系統(tǒng)互動(dòng)的接口，在整個(gè)系統(tǒng)中占有舉足輕重的地位，它是用戶首先見(jiàn)到并使用頻率最高的環(huán)節(jié)。人機(jī)界面安裝了一、二次中文字庫(kù)，包括了光柵、向量和文字的輸入以及拼音、位置和五筆輸入。它能實(shí)現(xiàn)多種方式的人機(jī)交互，如鍵盤控制、鼠標(biāo)控制和圖形用戶界面（GUI）控制等，具有良好的交互性和可移植性。同時(shí)，模塊化設(shè)計(jì)思想，讓其便于開(kāi)發(fā)和維護(hù)。本系統(tǒng)具有大屏幕投影驅(qū)動(dòng)、模擬屏驅(qū)動(dòng)等多種功能。

　?。?）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。多層次能源消耗模式（包括地區(qū)模式、建筑模式）融合能源統(tǒng)計(jì)與能源消耗表等功能，能對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后發(fā)出相應(yīng)的控制命令，從而完成對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的管理。另外，提供實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)平臺(tái)架構(gòu)和軟件功能框架，能對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明并給出部分源代碼，并對(duì)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中所涉及的關(guān)鍵技術(shù)及解決方案做簡(jiǎn)要介紹，實(shí)現(xiàn)了對(duì)能耗的在線監(jiān)控。界面采用的是直觀圖形界面，例如：柱形圖、餅圖、儀表板等，可對(duì)能源消耗量以及趨勢(shì)進(jìn)行分析和顯示，并支持按小時(shí)、日、月、年的任意導(dǎo)航。

　?。?）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可以按照不同的分類、不同的項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)對(duì)能源的每日、每周、每月、每年的數(shù)據(jù)分析，并能以不同的格式顯示出來(lái)。另外，可按照生產(chǎn)、系別和其他層級(jí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，根據(jù)使用者輸入的起始和終止時(shí)刻，對(duì)任意時(shí)間段的能源使用進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。在對(duì)系統(tǒng)的功能進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，可通過(guò)與公用部門的數(shù)據(jù)比對(duì)，來(lái)驗(yàn)證系統(tǒng)與功能設(shè)計(jì)的合理性，同時(shí)也說(shuō)明了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可讓節(jié)能工作開(kāi)展的更有針對(duì)性，能實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。

　　（5）能耗查詢。工業(yè)企業(yè)能耗查詢系統(tǒng)具有良好的開(kāi)放性與擴(kuò)展性，能對(duì)能源記錄的可實(shí)施狀況進(jìn)行查詢。針對(duì)單一區(qū)域、單一部門的綜合條件篩選后，按時(shí)序進(jìn)行電力用電分析（以日為單位，以月為單位，以季為單位，以規(guī)定時(shí)間等為單位），繪制相關(guān)圖表，并生成不同的分析類型的數(shù)據(jù)報(bào)告。用戶可以根據(jù)不同的需要，選擇不同的能源消耗類型（水、電力、供熱）、 工業(yè)企業(yè)（政府辦公大樓、能源使用單位、能源消耗單位、公共場(chǎng)所、宿舍），系統(tǒng)會(huì)生成豐富多彩的圖表與報(bào)表，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可采用折線圖、條形圖、餅圖、二維表等方式進(jìn)行數(shù)據(jù)分析結(jié)果的展示。

　?。?）數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)分析能夠分析工業(yè)企業(yè)的能源消耗趨勢(shì)，確定能源消耗的指標(biāo)，并對(duì)能源消耗進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析。在此基礎(chǔ)上建立節(jié)能評(píng)估指標(biāo)體系，并給出具體計(jì)算過(guò)程，可讓工業(yè)企業(yè)的能源消耗總量以及趨勢(shì)得到更為精準(zhǔn)控制。另外，以工業(yè)企業(yè)為例進(jìn)行實(shí)例應(yīng)用，說(shuō)明數(shù)據(jù)分析的方法具有可行性及實(shí)用性。數(shù)據(jù)分析具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和數(shù)據(jù)分析功能，結(jié)果直觀形象，通過(guò)提供能源消耗的數(shù)據(jù)分析，來(lái)幫助科研人員開(kāi)展相關(guān)專業(yè)研究工作，涵蓋的內(nèi)容包括工作時(shí)間、非工作時(shí)段的能源效率的分析、夜晚待機(jī)能源消耗的分析等。通過(guò)對(duì)工業(yè)企業(yè)能源使用的規(guī)律進(jìn)行分析，為能源使用異常狀況的監(jiān)測(cè)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，既實(shí)現(xiàn)各種方式的靈活監(jiān)控，又可實(shí)現(xiàn)在工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)下的能源探測(cè)數(shù)據(jù)融合。在此基礎(chǔ)上建立了基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的能耗消耗異常檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)采集建筑用電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信息和利用數(shù)據(jù)挖掘算法，來(lái)挖掘用戶行為模式特征，并根據(jù)這些特征構(gòu)建預(yù)測(cè)模型，分析同類型工業(yè)園區(qū)的能耗，并與其他工業(yè)企業(yè)能耗相比較，保證能耗指標(biāo)可得到專業(yè)人員的科學(xué)調(diào)整。通過(guò)不同時(shí)段能耗的對(duì)比，能夠清晰地了解能源節(jié)能措施的作用，了解能源消耗的規(guī)律，并提出相應(yīng)的節(jié)能對(duì)策。用 VisualBasic6.0開(kāi)發(fā)了能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括統(tǒng)計(jì)模塊和計(jì)算模塊兩個(gè)部分。趨勢(shì)曲線擬合歷史值較好，可在一定程度上反映時(shí)間軸變化。曲線支持多縱軸、多曲線顯示，可以為不同曲線設(shè)定不同縱軸，要支持多曲線在相同時(shí)間內(nèi)進(jìn)行比較分析，支持單、多曲線在不同時(shí)段內(nèi)的比較和分析，支持曲線顯示設(shè)定。通過(guò)比較能源節(jié)能設(shè)計(jì)與建筑的實(shí)際能源消耗數(shù)值，可以評(píng)價(jià)和監(jiān)控工業(yè)園區(qū)運(yùn)作過(guò)程中的能源效率，從而實(shí)現(xiàn)能源消耗分析報(bào)告的編制，根據(jù)分析的內(nèi)容，自動(dòng)產(chǎn)生和輸出報(bào)表。同時(shí)，結(jié)合工程實(shí)例介紹基于WebService 技術(shù)的節(jié)能分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和開(kāi)發(fā)過(guò)程。該系統(tǒng)采用 B/S 結(jié)構(gòu)模式，ASP、NET 作為開(kāi)發(fā)工具。數(shù)據(jù)庫(kù)采用 SQLServer，通過(guò)對(duì)我國(guó)能源節(jié)能現(xiàn)狀的定量評(píng)價(jià)，可以對(duì)我國(guó)工業(yè)企業(yè)能耗節(jié)能的效益和能耗進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而達(dá)到提升節(jié)能、環(huán)保效果的目的。該系統(tǒng)具有能源審計(jì)數(shù)據(jù)錄入、輔助審計(jì)計(jì)算、能源審計(jì)報(bào)告的輔助生成和輸出的功能，能源消耗分析在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的研究中占有舉足輕重的地位。

　　（7）能耗報(bào)警。能耗報(bào)警支持多種類型的報(bào)警窗口，包括實(shí)時(shí)報(bào)警、歷史報(bào)警、查詢報(bào)警等。在一個(gè)報(bào)警庫(kù)內(nèi)存儲(chǔ)有多個(gè)報(bào)警數(shù)據(jù)，每個(gè)報(bào)警數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)一種報(bào)警方式，使用者可以通過(guò)歷史警報(bào)和查詢警報(bào)確認(rèn)信息，并判斷是否存在新的警報(bào)事件。一個(gè)查詢窗口將與報(bào)警庫(kù)中的全部警報(bào)事件相聯(lián)系，當(dāng)發(fā)生報(bào)警事件時(shí)，可從報(bào)警庫(kù)中查找相應(yīng)的數(shù)據(jù)。報(bào)警信息包括報(bào)警時(shí)間、報(bào)警類型、報(bào)警內(nèi)容等。能源報(bào)警系統(tǒng)支持能源消耗監(jiān)測(cè)報(bào)警、能源消耗監(jiān)測(cè)、能源跟蹤、電子郵件報(bào)警、短信報(bào)警，同時(shí)具備能耗報(bào)告提供、能耗記錄查詢等功能。根據(jù)不同報(bào)警類別設(shè)置不同的優(yōu)先級(jí)，當(dāng)報(bào)警提示出現(xiàn)時(shí)，其他報(bào)警會(huì)相應(yīng)地給出響應(yīng)，并在第一時(shí)間內(nèi)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。此外，報(bào)警記錄采用主動(dòng)式報(bào)警方式觸發(fā)警報(bào)，實(shí)現(xiàn)了高異常報(bào)警的快速響應(yīng)。能源報(bào)警與其他能耗工業(yè)企業(yè)聯(lián)動(dòng)時(shí)，一旦出現(xiàn)能源異常，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)。另外，系統(tǒng)還能對(duì)儀表的故障進(jìn)行報(bào)警，并能將電子郵件和短信系統(tǒng)發(fā)送到工業(yè)企業(yè)內(nèi)部部門，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)報(bào)警。

　?。?）定額管理。工業(yè)企業(yè)能源指標(biāo)的管理可以根據(jù)自然資源部、教育部、各地區(qū)的能源消耗、用水量的定額和實(shí)際的能源消耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，給出工業(yè)企業(yè)能源消耗的合理建議，并制定能源消耗的管理體系。建立工業(yè)企業(yè)能源基本資料的專用統(tǒng)計(jì)體系，從挖掘節(jié)約空間、建設(shè)節(jié)約工業(yè)企業(yè)、完善工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)和能源設(shè)施等幾個(gè)方面建立能源分類統(tǒng)計(jì)體系，能源消耗統(tǒng)計(jì)體系，考核評(píng)價(jià)體系等，對(duì)各專業(yè)的節(jié)能效果實(shí)施量化考評(píng)。同時(shí)，還可配合以節(jié)約能源為核心指標(biāo)的績(jī)效考核機(jī)制，對(duì)工業(yè)企業(yè)的能源消耗以及環(huán)境污染情況進(jìn)行跟蹤式的監(jiān)控。另外，可通過(guò)完善各項(xiàng)規(guī)章制度，加強(qiáng)過(guò)程控制，達(dá)到節(jié)能降耗目的。同時(shí)，通過(guò)多種統(tǒng)計(jì)表格的形式，對(duì)能源消耗進(jìn)行全面的公示，采用多種靈活的結(jié)算方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)企業(yè)的定額管理。

　?。?）能耗分析子系統(tǒng)與能耗公示。將不同部門采集到的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分類匯總后，結(jié)合電力需求側(cè)管理（DSM）模型，建立一套基于大數(shù)據(jù)分析的能效預(yù)測(cè)系統(tǒng)，并在實(shí)際應(yīng)用中取得了令人滿意的效果。通過(guò)對(duì)能源消耗的大量數(shù)據(jù)處理和分析，可生成各種統(tǒng)計(jì)圖表，實(shí)時(shí)顯示能源消耗的歷史數(shù)據(jù)，并可讓現(xiàn)有數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，甚至對(duì)未來(lái)能源消耗趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)能源指標(biāo)的合理評(píng)價(jià)，從而對(duì)能源消耗趨勢(shì)進(jìn)行科學(xué)的管理。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向公眾公布各種能源能耗、節(jié)能等級(jí)及能耗結(jié)構(gòu)，并為同類園區(qū)的節(jié)能等級(jí)進(jìn)行排序。利用ASP、NET 技術(shù)，SQLServer 數(shù)據(jù)庫(kù)，基于 B/S 模式開(kāi)發(fā)平臺(tái)進(jìn)行系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)和功能模塊劃，對(duì)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)做了重點(diǎn)闡述，最后給出測(cè)試結(jié)果及結(jié)論，公布方式采用表格、餅圖、條形圖，界面直觀、形象，并支持用戶按需要進(jìn)行數(shù)據(jù)周期的分配。

　?。?0）電能計(jì)量子系統(tǒng)。電能計(jì)量子系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)按戶、按項(xiàng)目、按類別的實(shí)時(shí)測(cè)量。根據(jù)用戶負(fù)荷曲線計(jì)算出相應(yīng)的電量值，并按照專用通訊協(xié)議，可直接監(jiān)控整個(gè)工業(yè)企業(yè)的電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)運(yùn)作。

　　3、結(jié)束語(yǔ)

　　文章重點(diǎn)論述了工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能，所以在當(dāng)前能源愈發(fā)緊張的形勢(shì)下，需要增強(qiáng)節(jié)能意識(shí)，也要加大各行業(yè)對(duì)節(jié)能技術(shù)的使用力度，尤其是工業(yè)企業(yè)，故在智慧化能耗監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)的構(gòu)建研究方面還有一段路要走。

　　4.平臺(tái)概述

　　安科瑞企業(yè)能源管控平臺(tái)采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)和集中管理模式，對(duì)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(dòng)態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理，監(jiān)測(cè)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(guò)數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢(shì)分析，幫助企業(yè)針對(duì)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(píng)估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和支持。

　　方案設(shè)計(jì)

　　5.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　平臺(tái)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：

　　現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)廠區(qū)局域網(wǎng)和平臺(tái)通訊，平臺(tái)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(guò)有權(quán)限的賬號(hào)登陸網(wǎng)頁(yè)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(chǎng)設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和平臺(tái)管理層。

　　現(xiàn)場(chǎng)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(cè)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(kāi)關(guān)量監(jiān)測(cè)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(chǎng)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(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)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(chǔ)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫(kù)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(chǔ)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(tái)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(tái)功能

　　6.1登錄

　　用戶可以用瀏覽器（建議用谷歌瀏覽器、火狐瀏覽器、360極速瀏覽器）打開(kāi)如圖所示。

6.2駕駛艙

　　用戶可根據(jù)需要，在大屏展示能耗、能效數(shù)據(jù)，進(jìn)行能效排名等等。

6.3首頁(yè)

　　首頁(yè)給用戶展示企業(yè)集團(tuán)與分公司的每日用電統(tǒng)計(jì)信息、每周用電統(tǒng)計(jì)信息、總碳排統(tǒng)計(jì)信息、各分部用電統(tǒng)計(jì)信息、分時(shí)段用能統(tǒng)計(jì)等相關(guān)信息，展示報(bào)警的數(shù)據(jù)和分類，用戶還可以切換平臺(tái)主題色和中英文，以及全屏展示，如圖所示。

6.4 數(shù)據(jù)監(jiān)控

　　6.4.1 儀表監(jiān)控

　　數(shù)據(jù)監(jiān)控顯示了項(xiàng)目信息和項(xiàng)目下所有的設(shè)備信息，可以看到每個(gè)設(shè)備的通訊狀態(tài)、回路名稱、電參量等。

6.4.2 抄表數(shù)據(jù)

　　該頁(yè)面展示某一回路中，一段時(shí)間內(nèi)每天的日數(shù)據(jù)信息，用戶可以選擇不同的電力類型，顯示不同電參量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)會(huì)以圖表或者數(shù)據(jù)列表的信息展示；逐日極值數(shù)據(jù)展示了各個(gè)電參量在一段時(shí)間內(nèi)，每天最值數(shù)據(jù)及發(fā)生時(shí)間，還能統(tǒng)計(jì)平均值。

6.4.3 參數(shù)報(bào)告

　　用戶可以查看各個(gè)區(qū)域設(shè)備的電參量報(bào)表，可以通過(guò)切換時(shí)間和調(diào)整參量顯示查看對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，如圖所示。支持報(bào)表導(dǎo)出和批量導(dǎo)出，導(dǎo)出報(bào)表為excel格式，批量導(dǎo)出可以導(dǎo)出多塊儀表的數(shù)據(jù)。

6.4.4 極值報(bào)告

　　展示各個(gè)項(xiàng)目下的儀表的電參量在某一天中的最小值，以及平均值和發(fā)生時(shí)間，形成報(bào)表形式進(jìn)行展示，并可導(dǎo)出。

6.4.5 平均功率因數(shù)

　　展示了項(xiàng)目下某一回路按月/年的正向總有功電能、反向總有功電能、正向總無(wú)功電能、反向總無(wú)功電能、平均功率因數(shù)，并以折線圖和數(shù)據(jù)表格的形式展示，如圖所示。

6.4.6 配電圖

　　配電監(jiān)測(cè)主要展示配電一次圖。選中需查看的項(xiàng)目名稱，即可查看該配電一次圖。點(diǎn)擊圖中數(shù)據(jù)，可以調(diào)出控制箱，查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，如相電壓，有功功率，無(wú)功功率，有功電能，相電流，無(wú)功電能，切換至歷史數(shù)據(jù)，通過(guò)選擇日期與電力類別，查詢想要看的圖表與數(shù)據(jù)。

6.4.7 相序診斷

　　查看儀表的接線以及儀表數(shù)據(jù)是否正常，常見(jiàn)的診斷狀態(tài)有，正常，數(shù)據(jù)異常，接線松動(dòng)，相序錯(cuò)誤，失聯(lián)，相序接反。如圖所示。

6.5 能耗分析

　　6.5.1 用能概況

　　把環(huán)比、能耗趨勢(shì)、日用電功率曲線、功率峰值顯示在同一界面。根據(jù)查看某個(gè)項(xiàng)目，選擇對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)、分類能耗，即可查看該項(xiàng)目，環(huán)比，能耗趨勢(shì)，有的還可以查看日用電功率曲線，功率峰值。同時(shí)，可以切換當(dāng)日，當(dāng)月，當(dāng)年，查看不同時(shí)間段的能耗趨勢(shì)。如圖所示。

6.5.2 趨勢(shì)分析

　　趨勢(shì)分析可以查看項(xiàng)目能耗節(jié)點(diǎn)下分類能耗的日月年能耗趨勢(shì)，如圖所示。

6.5.3 能源流向

　　主要展示單個(gè)項(xiàng)目各個(gè)分類能耗的流向圖。選中需查看的項(xiàng)目、分類能耗，起始日期及截止日期，即可查看該項(xiàng)目的能源流向。如圖所示。

6.5.4 電費(fèi)分析

　　根據(jù)項(xiàng)目設(shè)置的容量單價(jià)，需量單價(jià)，結(jié)合項(xiàng)目總?cè)萘浚畲笮枇?，?fù)費(fèi)率，計(jì)算用容量計(jì)費(fèi)劃算，還是需量計(jì)費(fèi)劃算。如圖所示。

6.5.5 能耗排名

　　根據(jù)所選的能源消耗節(jié)點(diǎn)用量，進(jìn)行能源消耗排名，從高到低。如圖所示。

6.5.6 節(jié)能評(píng)估

　　企業(yè)可以在此添加節(jié)能技改記錄，設(shè)置基期和校準(zhǔn)期，比較節(jié)能措施實(shí)施前后的同一產(chǎn)量下的節(jié)能量。如圖所示。

6.5.7 同環(huán)比分析

　　企業(yè)可以查看各個(gè)能源節(jié)點(diǎn)的同比環(huán)比數(shù)據(jù)，如圖所示。

6.5.8 損耗分析

　　損耗分析可以查看各個(gè)用能源節(jié)點(diǎn)之間的線路損耗情況，也支持導(dǎo)出報(bào)表。如圖所示。

6.5.9 分時(shí)能耗

　　平臺(tái)支持設(shè)置工作日，非工作日，維修日，停機(jī)日等多種時(shí)間段，然后根據(jù)設(shè)置的各個(gè)時(shí)段做統(tǒng)計(jì)。如圖所示。

6.5.10 分組能耗

　　平臺(tái)支持多能源計(jì)量節(jié)點(diǎn)再分組，然后根據(jù)分組情況進(jìn)行能源數(shù)據(jù)的日月年自定義時(shí)間段的趨勢(shì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，支持導(dǎo)出。如圖所示。

6.5.11 對(duì)比分析

　　對(duì)比分析可以對(duì)選中項(xiàng)目的多個(gè)能耗節(jié)點(diǎn)進(jìn)行圖表對(duì)比。選中需查看的項(xiàng)目，能耗節(jié)點(diǎn)以及日期，選中“日"，“月"其中一種報(bào)表類型，點(diǎn)擊“查詢"。如圖所示。

6.5.12 碳排放監(jiān)控

　　企業(yè)可以查看能源網(wǎng)絡(luò)計(jì)量點(diǎn)的各能源類型產(chǎn)生的碳排放量，同比環(huán)比數(shù)據(jù)，下級(jí)能源節(jié)點(diǎn)前五碳排放量的能源節(jié)點(diǎn)。如圖所示。

7.5.13 能耗補(bǔ)錄

　　對(duì)于能耗異常的點(diǎn)位，系統(tǒng)支持對(duì)于異常數(shù)據(jù)的小修復(fù)。如圖所示。

7.6 分項(xiàng)能耗分析

　　7.6.1 分項(xiàng)概況

　　分項(xiàng)概況是把分項(xiàng)用能柱狀圖、餅圖、表格數(shù)據(jù)顯示在同一界面。根據(jù)查看某個(gè)項(xiàng)目，選擇對(duì)應(yīng)能耗節(jié)點(diǎn)、分類能耗，切換日期，即可查看該項(xiàng)目對(duì)應(yīng)時(shí)間段內(nèi)的分項(xiàng)用能柱狀圖、餅圖、表格數(shù)據(jù)。如圖所示。

7.6.2 分項(xiàng)同比分析

　　分項(xiàng)同比分析主要統(tǒng)計(jì)某個(gè)項(xiàng)目能耗節(jié)點(diǎn)某一類能耗分項(xiàng)用能與去年同期的比較分析。選中需查看的項(xiàng)目，分類能耗、能耗節(jié)點(diǎn)及日期，選擇“年份"即可查看該項(xiàng)目的分項(xiàng)用能表格數(shù)據(jù)和柱狀圖表。如圖所示。

7.7 復(fù)費(fèi)率分析

　　7.7.1 復(fù)費(fèi)率報(bào)表

　　復(fù)費(fèi)率報(bào)表主要統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目能耗節(jié)點(diǎn)的尖、峰、平、谷電能及電費(fèi)。選中需查看的項(xiàng)目，能耗節(jié)點(diǎn)及日期，選擇“日"，“月"，“年"其中一種報(bào)表類型。點(diǎn)擊“查詢"，即可查看該能耗節(jié)點(diǎn)的復(fù)費(fèi)率報(bào)表；點(diǎn)擊“導(dǎo)出"可導(dǎo)出表格。如圖所示。

　　注：此報(bào)表需要計(jì)量裝置支持分時(shí)段統(tǒng)計(jì)功能。

7.7.2 反向復(fù)費(fèi)率報(bào)表

　　反向復(fù)費(fèi)率報(bào)表主要統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目能耗節(jié)點(diǎn)的尖、峰、平、谷電能及電費(fèi)。選中需查看的項(xiàng)目，能耗節(jié)點(diǎn)及日期，選擇“日"，“月"，“年"其中一種報(bào)表類型。點(diǎn)擊“查詢"，即可查看該能耗節(jié)點(diǎn)的反向復(fù)費(fèi)率報(bào)表；點(diǎn)擊“導(dǎo)出"可導(dǎo)出表格。如圖所示。

　　注：此報(bào)表需要計(jì)量裝置支持分時(shí)段統(tǒng)計(jì)功能。

7.7.3 復(fù)費(fèi)率趨勢(shì)

　　以柱狀圖展示日，月，年內(nèi)尖峰谷的用電趨勢(shì)，以餅圖展示尖峰谷用電量的占比以及金額占比。如圖所示。

7.8 產(chǎn)量管理

　　7.8.1 產(chǎn)量錄入

　　系統(tǒng)支持手動(dòng)錄入各個(gè)能源節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)量數(shù)據(jù)、產(chǎn)值數(shù)據(jù)。如圖所示。

7.8.2 產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)

　　系統(tǒng)可以按照日月年自定義時(shí)間段，查看各個(gè)能源計(jì)量節(jié)點(diǎn)下的產(chǎn)品產(chǎn)量數(shù)據(jù)，產(chǎn)值數(shù)據(jù)。如圖所示。

7.8.3 產(chǎn)量同比環(huán)比

　　企業(yè)可以查看各個(gè)能源計(jì)量節(jié)點(diǎn)下的產(chǎn)量的同環(huán)比數(shù)據(jù)。如圖所示。

7.8.4 產(chǎn)品錄入

　　手工錄入產(chǎn)品的編號(hào)，名稱，售價(jià)。先進(jìn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等數(shù)據(jù)，為產(chǎn)品錄入做準(zhǔn)備。如圖所示。

7.9單耗分析

　　7.9.1 單耗報(bào)表

　　查看各個(gè)能源計(jì)量節(jié)點(diǎn)下的電單耗、水單耗等趨勢(shì)數(shù)據(jù)以及電產(chǎn)值單耗、水產(chǎn)值單耗數(shù)據(jù)。如圖所示。

7.9.2 產(chǎn)品單耗

　　可以查看各個(gè)能源計(jì)量節(jié)點(diǎn)下的各個(gè)產(chǎn)品的在時(shí)間區(qū)間段內(nèi)的單位產(chǎn)品單耗和單位產(chǎn)值單耗。如圖所示。

7.9.3 單耗對(duì)標(biāo)分析

　　展示各個(gè)能源計(jì)量節(jié)點(diǎn)下各個(gè)產(chǎn)品與國(guó)際，國(guó)際，企業(yè)等標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比數(shù)據(jù)。如圖所示。

7.9.4 單耗趨勢(shì)分析

　　按照月，年展示各個(gè)能源計(jì)量節(jié)點(diǎn)的單耗趨勢(shì)數(shù)據(jù)。如圖所示。

7.10 指標(biāo)考核

　　7.10.1 評(píng)分設(shè)定

　　設(shè)定整個(gè)企業(yè)考核各個(gè)能源計(jì)量節(jié)點(diǎn)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。如圖所示。

7.10.2 指標(biāo)設(shè)定

　　設(shè)定各個(gè)能源計(jì)量節(jié)點(diǎn)的計(jì)劃指標(biāo)數(shù)據(jù)，為績(jī)效kpi分析做準(zhǔn)備。如圖所示。

7.10.3 指標(biāo)KPI分析

　　根據(jù)企業(yè)設(shè)定的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，和設(shè)定的各個(gè)能源計(jì)量節(jié)點(diǎn)的指標(biāo)，展示各個(gè)能源計(jì)量節(jié)點(diǎn)的績(jī)效評(píng)分?jǐn)?shù)據(jù)。如圖所示。

7.11班組能耗

　　7.11.1 班組管理

　　班組增刪改查。如圖所示。

7.11.2 班組設(shè)置

　　對(duì)各個(gè)能源計(jì)量節(jié)點(diǎn)的班次班組設(shè)置。如圖所示。

7.11.3 班次管理

　　設(shè)置企業(yè)，或者能源計(jì)量節(jié)點(diǎn)的班次情況，增刪改查。如圖所示。

7.11.4 班組能耗

　　可以查看各個(gè)能源計(jì)量節(jié)點(diǎn)下，各個(gè)班組在區(qū)間段內(nèi)的總能耗。如圖所示。

7.12 變壓器管理

　　7.12.1 變壓器管理

　　變壓器管理頁(yè)面展示了關(guān)聯(lián)項(xiàng)目下所有的變壓器信息，信息包括變壓器名稱、儀表、額定容量、項(xiàng)目名稱、備注、創(chuàng)建時(shí)間等，可根據(jù)項(xiàng)目名稱/變壓器名稱找到對(duì)應(yīng)變壓器。如圖所示。

7.12.2 變壓器監(jiān)控

　　展示各變壓器的負(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(guò)各種運(yùn)行參數(shù)狀態(tài)下用電效能的對(duì)比分析，找出zui低。如圖所示

7.12 變壓器平均負(fù)荷報(bào)表

　　該頁(yè)面展示了項(xiàng)目下單個(gè)變壓器的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，用戶可以切換該項(xiàng)目下其他變壓器和不同時(shí)間維度查看變壓器平均負(fù)荷等數(shù)據(jù)，如圖所示。本頁(yè)面支持報(bào)表導(dǎo)出，點(diǎn)擊導(dǎo)出按鈕即可導(dǎo)出相應(yīng)數(shù)據(jù)，導(dǎo)出報(bào)表為excel格式。

7.13 組態(tài)控制管理

　　組態(tài)圖需要由客戶自行繪制。

　　7.13.1 組態(tài)圖管理

　　組態(tài)管理頁(yè)面展示了關(guān)聯(lián)項(xiàng)目下所有的組態(tài)信息，信息包括配置編號(hào)、配置名、類型、標(biāo)簽、控制操作等，可根據(jù)類型/標(biāo)簽/配置名找到對(duì)應(yīng)組態(tài)。如圖所示。

7.13.2 圖元分類管理

　　該頁(yè)面可以對(duì)圖元進(jìn)行分類管理，如圖所示。

7.13.3 圖元管理

　　用戶可以通過(guò)此頁(yè)面，上傳和查看圖元，如圖所示。

　　7.13.4 模板管理

　　該頁(yè)面可以存儲(chǔ)和使用組態(tài)模板，如圖所示。

7.13.5 組態(tài)圖

　　該頁(yè)面主要展示客戶繪制的組態(tài)圖頁(yè)面。如圖所示。

7.14 設(shè)備監(jiān)控

　　7.14.1 視頻監(jiān)控

　　點(diǎn)擊視頻監(jiān)控即可查看當(dāng)前攝像頭視頻監(jiān)控，視頻監(jiān)控功能需要配置視頻監(jiān)控信息，支持回放的監(jiān)控設(shè)備還可查看ZHI定時(shí)間的視頻回放，如圖所示。

8、典型硬件

　　導(dǎo)軌式電能表DTSD1352

　　● 有功精度：0.5S級(jí)，無(wú)功精度：2級(jí)（目前標(biāo)準(zhǔn)最高），電壓、電流精度：0.2級(jí)

　　● 電壓規(guī)格：3×100V、 3×380V、3×57.7/100V、3×220/380V

　　● 電流規(guī)格：3×1(6)A（經(jīng)互感器接入），3×10(80)A（直接接入）

　　● 工作溫度：-25℃~+55℃

　　● 相對(duì)濕度：≤95℅（無(wú)凝露）

　　● 通訊：最大支持2路獨(dú)立485通訊，Modbus RTU規(guī)約/DL/T645-07規(guī)約可自適應(yīng)，兩路485可獨(dú)立設(shè)置，亦可使用不同協(xié)議；波特率1200bps-19200bps可設(shè)，奇偶校驗(yàn)位可設(shè)

　　● 功能：支持1DI1DO；支持有功脈沖輸出

　　● 外形尺寸：126*88*69，標(biāo)準(zhǔn)DIN35導(dǎo)軌安裝

　　智能遠(yuǎn)傳水表

　　● 可用電子直讀式，具有高清晰液晶顯示，直接讀取和通信發(fā)送。該水表的特點(diǎn)包括：高靈敏度，始動(dòng)流量小，計(jì)量精度高，具備誤差自動(dòng)修正功能；通訊方式：可通過(guò)MODBUS-RTU通訊接口進(jìn)行通信，管理者可對(duì)水表各參數(shù)進(jìn)行設(shè)置或修改，也可抄回表內(nèi)的信息以便供管理部門進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、監(jiān)測(cè)；斷電后數(shù)據(jù)可保存10年以上；擴(kuò)展功能：可根據(jù)需要擴(kuò)展遠(yuǎn)程控制閥門開(kāi)關(guān)功能；耐高溫：可在120℃下長(zhǎng)期工作，水解穩(wěn)定；抗腐蝕：抗酸堿腐蝕性強(qiáng)不易被腐蝕，阻燃性能好，環(huán)保：水資源免遭二次污染。

　　● 通信規(guī)約依照《CJ-T188-2004戶用計(jì)量?jī)x表數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)條件》或者兼容《DL/T 645-2007》的規(guī)約。

　　3）智能網(wǎng)關(guān)

　　ANet智能通信管理機(jī)是一款采用嵌入式硬件計(jì)算機(jī)平臺(tái)，具有多個(gè)下行通訊接口及一個(gè)或者多個(gè)上行網(wǎng)絡(luò)接口，用于將一個(gè)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)所有的智能監(jiān)控/保護(hù)裝置的通信數(shù)據(jù)整理匯總后，實(shí)時(shí)上傳主站系統(tǒng)，完成遙信、遙測(cè)功能。

9、結(jié)束語(yǔ)

　　安科瑞企業(yè)能源管控平臺(tái)能夠采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)建立能源管理調(diào)中心，實(shí)現(xiàn)從能源數(shù)據(jù)采集——過(guò)程監(jiān)控——能源介質(zhì)消耗分析——能耗管理等全過(guò)程的自動(dòng)化、高效化、科學(xué)化管理。從而使能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過(guò)程有機(jī)結(jié)合起來(lái)，使之能夠運(yùn)用的數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)，進(jìn)行離線生產(chǎn)分析與管理，提升企業(yè)能源管理，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] 張鵬.智慧化工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)構(gòu)建研究[J]. 電信報(bào) ,2022(02):34-37.

　　[2] 蔣璐.基于能耗監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)工業(yè)企業(yè)應(yīng)用實(shí)例分析[J]. 企業(yè)改革與管理 ,2022(01):56-58.

　　[3] 潘亞剛.基于物聯(lián)網(wǎng)的建筑綜合環(huán)境能耗監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)[J].居舍 ,2021(33):172-174.

　　[4] 龍世渚，涂來(lái).基于智能家居的家庭用電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2022，12(04):27-31.

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