1 引言
2 公司能耗在线监测系统设计的重要性
3 公司能耗在线监测系统的设计
3.1 数据采集
3.1.1采集对象
主要包括电力、水、天然气、蒸汽等各类能源的消耗数据。对于电力,需采集电压、电流、功率等参数;对于水,要采集流量数据;对于天然气和蒸汽等,重点采集流量和压力等相关数据。
3.1.2采集设备
选用合适的国产亚洲欧美精品久久久和智能电表等设备进行数据采集。例如,智能电表可精确测量电力的各项参数,电磁流量计可用于水流量的测量。采集设备应具备高精度、高可靠性和良好的兼容性,以确保采集到的数据准确无误。
3.2数据传输
3.2.1传输方式
可采用有线传输(如以太网、RS485 等)和无线传输(如 ZigBee、WiFi、4G/5G 等)相结合的方式。在公司内部局域网较为完善的区域,优先采用有线传输保证数据传输的稳定性;而对于一些布线困难的区域或移动设备的能耗数据采集,可利用无线传输方式确保数据的及时传输。
3.2.2传输协议
选择通用且成熟的传输协议,如 Modbus、TCP/IP 等。这些协议能够确保数据在不同设备和系统之间准确、高效地传输,同时便于系统的后续扩展和集成。
3.3数据处理
3.3.1数据清洗
采集到的数据可能存在噪声、错误值等问题,需要进行数据清洗。通过设定合理的阈值和采用滤波等技术,去除异常数据,保证数据的质量。
3.3.2数据分析
运用数据分析方法,如统计分析、趋势分析、相关性分析等。统计分析可得出不同时间段的能耗总量等基本情况;趋势分析能帮助公司了解能耗的变化趋势,以便提前采取措施;相关性分析可找出能源消耗与生产因素之间的关系,为优化生产提供参考。
3.4数据存储
3.4.1存储方式
可采用关系型数据库(如 MySQL、Oracle 等)和非关系型数据库(如 MongoDB 等)相结合的方式。关系型数据库适合存储结构化的能耗基础数据,如设备能耗记录等;非关系型数据库则可用于存储一些半结构化或非结构化的数据,如能耗分析报告等。
3.4.2数据备份
为防止数据丢失,应建立完善的数据备份机制。定期对存储的数据进行全量或增量备份,存储在异地的数据中心或云端,确保在遇到突发情况(如硬件故障、自然灾害等)时,能快速恢复数据。
4 公司能耗在线监测系统的应用
4.1能源消耗实时监控
4.2节能评估与改造
4.3能源成本核算
4.4能源绩效评估
根据设定的能源绩效指标,如单位产物能耗、万元产值能耗等,结合系统提供的数据,对公司各部门、各生产环节的能源绩效进行评估。通过评估结果,对能源绩效优秀的部门给予奖励,对不达标的部门督促其改进,从而提升公司整体的能源管理水平。
5 应用场所
钢铁、石化、冶金、有色金属、采矿、医药、水泥、煤炭、造纸、化工、物流、食品、水厂、电厂、供热站、轨道交通、航空工业、木材、工业园区、医院、学校、酒店、写字楼以及汽车制造、机电设备、电器产物、工器具制造等离散制造业。
6 系统结构
现场通过厂区局域网和平台通讯,平台搭建在客户自己配置的服务器上。搭建完成之后,客户可以在任意能与局域网联通的地方,通过有权限的账号登陆网页以及手机础笔笔查看各处的运行情况。
系统可分为叁层:即现场设备层、网络通讯层和平台管理层。
现场设备层:主要是连接于网络中用于水、电、气等参量采集测量的各类型的仪表等,也是构建该配电、耗水、耗气系统必要的基本组成元素。肩负着采集数据的重任,这些设备可为本公司各系列带通讯网络电力仪表、温湿度控制器、开关量监测模块以及合格供应商的水表、气表、冷热量表等。
网络通讯层:包含现场智能网关、网络交换机等设备。智能网关主动采集现场设备层设备的数据,并可进行规约转换,数据存储,并通过网络把数据上传至搭建好的数据库服务器,智能网关可在网络故障时将数据存储在本地,待网络恢复时从中断的位置继续上传数据,保证服务器端数据不丢失。
平台管理层:包含应用服务器、奥贰叠服务器和数据服务器,一般应用服务器和奥贰叠服务器可以合一配置。
平台采用分层分布式结构进行设计,详细拓扑结构如下:
7 系统功能
平台采用自动化、信息化技术和集中管理模式,对公司的生产、输配和消耗环节实行集中扁平化的动态监控和数据化管理。实时监测公司各类能源的消耗情况,通过数据分析、挖掘和趋势分析,帮助公司加强能源管理,提高能源利用效率和节能潜力,为节能改造提供数据依据。
7.1平台登录
在浏览器打开云平台链接、输入账户名和权限密码,进行登录,防止未授权人员浏览有关信息。
7.2大屏展示
用户登录成功之后进入大屏展示页面,展示公司及各区域的能耗折标、产值、异常、排名、占比、通讯情况,点击区域展示该区域的分类能耗、产值等相关信息。
7.3首页
首页展示峰谷平用电、变压器情况、年能耗趋势、单耗趋势、分类能耗等公司级统计数据。
7.4数据监控
对公司各点位的能源使用、报警等情况进行实时的监控。以便公司用户能够实时的监测各个点位的运作情况,同时能更快的掌握点位的报警,并为公司削峰填谷、调整负载等技改措施提供数据支撑。
能源实时监控:对于水、电、气等能源消耗进行实时监测,确保用能环节的持续稳定运行,显示配电图、能流图、能源平衡网络图、能源计量网络图等功能。
能流图:需要在能流图上对水、电、气的消耗情况进行实时展示;当能源参数越限报警,可提供报警重要性等级分类,同时支持础笔笔推送、手机短信、邮件、钉钉、语音播报、系统弹窗报警提示等;
配电图:将配电房真实情况画入配电图,实时展示接入的门禁、水浸、电水气等仪表的实时参数、门禁水浸状态及能耗数据。
实时统计:实时统计工厂、车间、工序、设备的当年、季度、月、周、日、班次等能耗值;
数据展示:通过实时曲线和历史曲线展示不同区域、不同设备的不同的能耗参数;
检测:对能源报警信息进行集中显示,可以对报警阈值信息进行相关处理操作,可以对报警参数进行在线设置,当能源参数越限报警,可提供报警重要性等级分类,具备础笔笔推送、手机短信、邮件、钉钉、语音播报、系统弹窗等报警提示;
7.5视频监控
接入摄像头,实时掌控公司内实际情况。
7.6变压器监控
展示各电压器的负载情况,从而可以为变压器配备情况进行科学合理的规划。通过各种运行参数状态下用电效能的对比分析,找出更好的运行模式。根据运行模式调整负载,从而降低用电单耗,使电能损失降低。
7.7仪表实时监控
展示各个水电气仪表的实时参数变化,以曲线图的方式展示。
7.8能源中控
将所有有关能源的能源参数集中在一个看板中,能从多个维度对比分析,实现各个产业线的对比,帮助领导掌控整个工厂的能源消耗,能源成本,标煤排放等的情况。
7.9用能统计
从能源使用种类、监测区域、车间、生产工艺、工序、工段时间、设备、班组、分项等维度,采用曲线、饼图、直方图、累积图、数字表等方式对公司用能统计、同比、环比分析、实绩分析,折标对比、单位产物能耗、单位产值能耗统计,找出能源使用过程中的漏洞和不合理地方,从而调整能源分配策略,减少能源使用过程中的浪费。
7.10 成本分析
统计各个监测节点(工厂、车间)的当年、季度、月、周、日各类能源消耗费用,其中电包括峰电量、峰电费、谷电量、谷电费以及平均电量和平均电费。
7.11 产物单耗统计
与公司惭贰厂系统对接,通过产物产量以及系统采集的能耗数据,在产物单耗中生成产物单耗趋势图,并进行同比和环比分析。同时将产物单耗与行业/国家/国际指标对标,以便公司能够根据产物单耗情况来调整生产工艺,从而降低能耗。
7.12绩效分析
对各类能源使用、消耗、转换,按班组、区域、车间,产线、工段、设备等进行日、周、月、年、规定时段绩效统计按照能源计划或定额制定的绩效指标进行碍笔滨比较考核,帮助公司了解内部能效水平和节能潜力,评定能源消耗是否合理。
7.13运行监测
系统对区域、工段、设备能源消耗进行数据采集,监测设备及工艺运行状态,如温度、湿度、流量、压力、速度等,并支持变配电系统一次运行监视。可直接从动态监测平面图快速浏览到所管理的能耗数据,支持按能源种类、车间、工段、时间等维度查询相关能源用量。
7.14自定义能耗报表
用户可通过自定义报表头与列,灵活生产各种报表,查看公司各个节点的能耗,单耗,成本,综合能耗等信息,并同比、环比报表,支持导出报表。
7.15同比、环比
提供能耗成本的图形对比分析,包括分时段(日、月、年)的同比、环比分析,分类、分时段、分项(地点、机构、设备)统计图形对比分析(柱状图、饼图、堆积图等)。
7.16分析报告
以年、月、日对公司的能源利用情况、线路损耗情况、设备运行情况、运维情况等进行仔细的统计分析,让用户更加了解系统的运行情况,并为用户提供数据基础,方便用户发现设备异常,从而找出改善点,以及针对用能情况挖掘节能潜力。
7.17能耗设备用能
监控耗能设备运行、停机及异常状态,及时解决设备故障停运导致无法正常生产。
7.18线损分析
根据节点、能源分类,查询各个节点线路上的能源损耗数据,及时发现能量在使用过程中的跑冒滴漏和异常用能等浪费的问题,提醒用户及时进行干预。
7.19知识产权证书
8 系统硬件配置
9、结论
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