摘要：傳統(tǒng)的工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要包括3個(gè)層次，分別是設(shè)備層、控制層、以及信息層。設(shè)備層的功能是將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備以網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的形式掛接在現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)上，依照現(xiàn)場(chǎng)總線的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備采用功能模塊的結(jié)構(gòu)，通過組態(tài)設(shè)計(jì)，完成數(shù)據(jù)采集、A/D轉(zhuǎn)換等。控制層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集以及相關(guān)設(shè)備的控制動(dòng)作的執(zhí)行等。信息層提供實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制的平臺(tái)，以此實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)所有監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)等。鑒于工業(yè)化項(xiàng)目中對(duì)數(shù)據(jù)處理的要求不斷提高，當(dāng)前工廠還需要對(duì)采集的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理，通過圖形界面實(shí)時(shí)顯示，報(bào)表導(dǎo)出以及同比環(huán)比等功能來(lái)實(shí)時(shí)反應(yīng)整個(gè)監(jiān)控體系的能耗消耗狀況。現(xiàn)通過南泰家紡項(xiàng)目來(lái)介紹Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)

關(guān)鍵詞：南泰家紡  能耗管理 無(wú)人值守  節(jié)能改造  能耗計(jì)量

0 引言

    工業(yè)智能化作為當(dāng)前國(guó)際一級(jí)國(guó)內(nèi)工業(yè)改革的熱點(diǎn)，針對(duì)工業(yè)制造中流程工藝等進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，以此提高效率，降低能耗。當(dāng)前工業(yè)能耗管理作為工業(yè)智能化環(huán)節(jié)中重要的一部分，主要是針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中的設(shè)備進(jìn)行能源消耗監(jiān)控，通過數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期采集以及分析，針對(duì)性的提出及節(jié)能改造方案，以及工業(yè)制造流程優(yōu)化，由此提高生產(chǎn)效率、降低單位能耗。

    Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)正是針對(duì)以上趨勢(shì)而研發(fā)的企業(yè)用戶端能耗管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)通過對(duì)南泰家紡企業(yè)工廠內(nèi)的重要設(shè)備回路進(jìn)行計(jì)量，通過對(duì)監(jiān)測(cè)回路用電量的實(shí)時(shí)計(jì)量、存儲(chǔ)、分析，以表格或圖形的形式來(lái)顯示整個(gè)計(jì)量體系用電狀況，找出高能耗點(diǎn)或不合理用能習(xí)慣，為有效節(jié)約能源，用戶進(jìn)一步節(jié)能改造或設(shè)備升級(jí)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。

    本文以南泰家紡為例，簡(jiǎn)單介紹Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)在中航民用配電系統(tǒng)中的應(yīng)用。

1 項(xiàng)目介紹

    南泰家紡在采用各種方式進(jìn)行節(jié)能管理和改造的同時(shí)，也受制于現(xiàn)有的硬件和軟件情況的限制。由于大部分能源消耗過程和重點(diǎn)能耗設(shè)備的監(jiān)控采用的人工抄讀，缺乏智能儀表的記錄與自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與分析。人工抄讀的數(shù)據(jù)時(shí)間間隔長(zhǎng)、及時(shí)性差，統(tǒng)計(jì)的方法單一，同時(shí)無(wú)法與生產(chǎn)技術(shù)人員進(jìn)行自動(dòng)化的有機(jī)結(jié)合，在能耗管理方面較先進(jìn)企業(yè)還有較大的不足。

    本項(xiàng)目重點(diǎn)要解決基礎(chǔ)能耗數(shù)據(jù)的智能化、自動(dòng)化、可視化、可量化的收集與存儲(chǔ)；建立企業(yè)的能耗管理平臺(tái)、實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)能源的集中化管理；重點(diǎn)優(yōu)化電能消耗，降低電費(fèi)支出；深入分析能源消耗過程與趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)能耗管理與生產(chǎn)技術(shù)緊密結(jié)合。

2 用戶需求

    （1）企業(yè)能耗管理系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)，包括能源數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)、能耗分析系統(tǒng)、主站服務(wù)器、數(shù)據(jù)備份與應(yīng)急恢復(fù)系統(tǒng)和企業(yè)能源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

    （2）重要能耗設(shè)備、企業(yè)一級(jí)電能功耗、電量智能儀表安裝與數(shù)據(jù)自動(dòng)化采集；

    （3）自動(dòng)裁床、絎棉能耗效率采集；

    （4）空壓機(jī)、過模機(jī)自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集；

    （5）建立南泰家紡需量實(shí)時(shí)管理體系、重點(diǎn)能耗設(shè)備、生產(chǎn)車間的互動(dòng)式能耗管理組織與能力；

    （6）所有能源數(shù)據(jù)采集通訊傳輸應(yīng)可靠運(yùn)行，不能有數(shù)據(jù)丟失并且數(shù)據(jù)應(yīng)可靠保存在服務(wù)器上。數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)刷新；

    （7）其它能耗管理相關(guān)工作；

3 設(shè)計(jì)方案

3.1參考標(biāo)準(zhǔn)

     系統(tǒng)的設(shè)計(jì)滿足以下所列制造和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：

JGJ/T 16-92                     《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB/J63-90                       《電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB/T13730                       《地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件》

GB2887                          《計(jì)算站場(chǎng)地技術(shù)要求》

GB/50198-94                     《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

DL/T 698.31-2010                《第3.1部分：電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-通用要求》

DL/T 698.35-2010                《第3-5部分：電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-低壓集中抄表終端特殊要求》

DL/T 698.41-2010                《第4-1部分：通信協(xié)議-主站與電能信息采集終端通信》

DL/T 698.42-2010                《第4-2部分：通訊協(xié)議-集中器下行通信協(xié)議》

3.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

    鑒于南泰家紡廠區(qū)的建筑規(guī)模、性質(zhì)，以及后續(xù)項(xiàng)目的可連帶發(fā)展的性質(zhì)，安科瑞電氣股份有限公司系統(tǒng)部根據(jù)用戶的幾點(diǎn)需求以及在相同性質(zhì)工程中的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)該廠區(qū)的智能配電系統(tǒng)的搭建做以下設(shè)計(jì)：分別在老廠區(qū)配電室、新廠區(qū)配電室、三分廠配電室平配置串口服務(wù)器，串口服務(wù)器通過廠區(qū)內(nèi)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)主機(jī)系統(tǒng)示意圖如圖1：

圖1

4 系統(tǒng)功能

     上位機(jī)軟件采用Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)，通過軟件進(jìn)行設(shè)備配置、數(shù)據(jù)庫(kù)變量配置、界面設(shè)計(jì)等，完成了在上位機(jī)軟件監(jiān)控及能耗數(shù)據(jù)分析處理等功能。

 4.1 功能特點(diǎn)

    Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡(jiǎn)單方便；運(yùn)行穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)。點(diǎn)擊相應(yīng)快捷按鈕即可進(jìn)入相應(yīng)的系統(tǒng)功能模塊；系統(tǒng)具有一次系統(tǒng)圖顯示，模擬圖顯示和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖顯示；系統(tǒng)具有人機(jī)界面友好，顯示數(shù)據(jù)直觀，方便用戶查閱。

4.2系統(tǒng)功能

4.2.1主界面

    結(jié)合工廠的生產(chǎn)特性，主界面顯示的數(shù)據(jù)為本項(xiàng)目的用電量（軟件正式運(yùn)行之日起至當(dāng)前），用電折合標(biāo)準(zhǔn)煤，當(dāng)日的用電趨勢(shì)，用水趨勢(shì)。通過主界面可以詳細(xì)的了解整個(gè)廠區(qū)的總體的能耗數(shù)據(jù)以及當(dāng)天的用電趨勢(shì)。界面如圖2所示：

圖2主界面

4.2.2 用電主界面

    用電主界面通過具體的數(shù)值以及柱狀圖顯示，形象直觀的反應(yīng)了南泰家紡工廠的用能在日、月、年時(shí)間段內(nèi)的同比情況。管理者可以通過此界面直接了解廠區(qū)內(nèi)總體的能耗消耗情況，為其優(yōu)化管理以及生產(chǎn)工藝提供一個(gè)直觀的趨勢(shì)統(tǒng)計(jì)。系統(tǒng)界面如圖3所示：

                                                     圖3 用電主界面

4.2.3支路用能趨勢(shì)曲線

    支路用能趨勢(shì)曲線主要是針對(duì)重要支路中的電參量實(shí)現(xiàn)曲線的顯示，通過曲線的形式具化其支路中電參量的變化趨勢(shì)，形象直接的反應(yīng)支路負(fù)載在階段時(shí)間的運(yùn)行狀態(tài)，為后期管理這維護(hù)提供直接的歷史數(shù)據(jù)。系統(tǒng)界面如圖4所示：

                                                         圖4

 4.2.4 用能報(bào)表

      用能報(bào)表將南泰家紡廠區(qū)的重要回路進(jìn)行階段時(shí)間的統(tǒng)計(jì)，并還可以通過報(bào)表的形式輸出，通過日、月、年報(bào)表的導(dǎo)出，與其生產(chǎn)的產(chǎn)量等掛鉤，通過班組考核等形式提高能源使用率。日、月、年報(bào)表可以在界面中隨意組合，界面如圖5、圖6、圖7所示：

                                                      圖5

圖6

                                                        圖7

5 結(jié)束語(yǔ)

     工業(yè)自動(dòng)化，信息化是工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，當(dāng)前大部分工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)區(qū)還停留在人工抄表、用能明細(xì)不明朗的粗放管理的狀態(tài)。就南泰家紡而言，通過Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)的搭建，將南泰家紡廠區(qū)內(nèi)的3個(gè)廠區(qū)的主要用能細(xì)化，并實(shí)時(shí)存儲(chǔ)、分析、管理。通過具體的數(shù)據(jù)展示出廠區(qū)的用能趨勢(shì)以及用能習(xí)慣，為管理者后期優(yōu)化生產(chǎn)工藝以及優(yōu)化管理提供堅(jiān)實(shí)可靠的科學(xué)依據(jù)。

     南泰家紡項(xiàng)目中主要是針對(duì)廠區(qū)的用能進(jìn)行了能耗計(jì)量體系的搭建，后期還可以將廠區(qū)的用水、氣等其他用能納入系統(tǒng)，使系統(tǒng)的用能數(shù)據(jù)更加全面。再通過納入產(chǎn)能，計(jì)算出單耗，將各個(gè)班組的單耗進(jìn)行對(duì)比，制定合理的考核計(jì)劃，提高能源的使用率，降低成本。