和利时打造企业一体化解决方案——智慧化工厂

本刊记者/顾硕

和利时能源管理系统（以下简称EMS）的重点是针对于石油、化工行业。2014年，公司再次和平煤集团下属多个企业进行合作（如：平煤神马中鸿煤化有限公司、平煤神马尼龙化工有限公司等多个重点集团客户）。2014年，在公司重视、领导关怀、客户信赖的良好环境下，其业务正在有条不紊地发展壮大。

和利时EMS通过仪表改造、能源实时监测、能源调度优化、能源管理、能源仿真、工艺改进、装置优化等各个层次的能源管理方案，真正为企业提供闭环的能源管理解决方案，实现能源利用的不断优化，进而真正实现节能减排。

据杭州和利时自动化有限公司MES业务部工程项目经理潘毅介绍，和利时市场优势突出，主要体现在：（1）和利时是目前在化工行业具备成功案例的少数供应商之一。（2）和利时具备很多成熟的解决方案，不仅考虑能源采集和分析，而且针对分析的能源问题指导工厂技术改造和能源控制优化，形成可闭环控制的能源问题解决方案，可以有效缩短项目实施周期，降低项目风险，保证项目按质按量完成。（3）和利时有着突出的业绩：典型项目包括河南金大地化工有限公司EMS、河北冀衡集团EMS、中粮生化能源（肈东）有限公司EMS、河南骏马化工股份公司EMS、平煤集团东大化工有限公司EMS、平煤神马中鸿煤化EMS，平煤神马尼龙化工EMS、宜化集团EMS系统等多个能源管理系统项目。这些项目均为工信部批准能源管理中心项目。

目前，中国在能源管理方面重点是建立一套完整的能源管理体系，建立一套有效的节能降耗解决方案，将企业用能规范化、合理化。然而难点在于如何利用自动化技术、计算机技术、信息技术，结合企业的生产工艺，为企业提供实用、高效的节能技术，实现企业节能降耗。

未来能源管理将是企业乃至国家的一项重要工作，怎样提高企业用能效益，实现节能降耗，将是一个持续性课题。在此之际，和利时提出了“智慧化工厂”的概念，旨在建立企业一体化解决方案。

成功案例分享

• 项目目标与原则

通过该项目的实施，将该企业的生产能源管理中心建设成为契合企业实际要求，具有鲜明特点、核心技术领先，并对未来几年国内化工行业同类项目具有很强的示范性能源管理中心。

和利时从企业的实际情况出发，充分利用管控一体化的方法和具体技术，根据实用性与先进性相结合的原则，实现目标要求，在项目的设计与实施过程中，严格遵守系统的安全性、可靠性、开放性、实用性、先进性、可维护性、规范性、稳定性、可扩展性原则，保证实施的质量。

• 项目实施与应用

• 项目背景介绍

和利时的中粮生化能源（肇东）有限公司能源管理项目于2013年6月开始实施，2013年12月投运。

中粮生化能源（肇东）有限公司（以下简称“中粮肇东公司”），以玉米为主要原料，通过生物工程技术加工生产燃料酒精、食用酒精、DDGS高蛋白饲料、玉米油、食用级液体二氧化碳等产品，是亚洲最具实力的酒精生产基地，被国家列为农业产业化龙头企业。公司总资产18.8亿元人民币，厂区占地面积78万平方米，自备10条铁路专线，2座装机容量1.5万亿千瓦的自备电站，11条专业化生产线。年加工转化玉米120万吨，作为国家级农业产业化龙头企业，对拉动周边市县农村经济发展，有效解决“三农”问题起到了重要的作用。 2012年12月，中粮生化能源（肇东）有限公司通过黑龙江省工信委向国家工信部申请“2013年能源管理中心建设示范项目”的财政补助资金。2012年该项目获得了国家工信部的批准。

该项目是从生产控制系统（DCS、PLC等）、计量仪表(电表、水表、蒸汽仪表等)采集能源数据并通过网络传输，集中存储，通过对实时能源信息的采集、分析集成、整合和深度挖掘，建立一个能源管理中心系统。其主要内容包括两个方面：一是为主管领导提供各生产单元的实时能源信息在线查询及分析功能，二是基于实时能源信息基础上的能源计划、调度及统计等应用，为公司领导和生产调度管理提供全面、及时、准确的现场实时能源管理信息，为能源管理的决策提供可靠的数据基础及历史数据追溯。并且，可与ERP进行对接，直接将基础数据送往ERP，供上层进行应用，大大提高数据可用性和准确性，实现数据共享。该项目的意义在于，完全按照能源管理系统的建设要领来设计实施，同时又充分考虑公司的生产管理需求，将生产执行系统与能源管理系统统一于一个平台，为公司的节能降耗和生产运行提供一种全新的信息化管理模式。

中粮肇东公司EMS主要包括三个方面的内容：第一个是企业能源管理中心，这个是和利时MES业务部的重点业务；第二个是系统优化和节能信息化改造；第三个也就是智能化、节能环保产品（设备）改造更新。这三个方面将能源管理、能源改造和系统优化有机结合，构建成国内唯一的全方位节能解决方案。这三个方面具体包含以下工作：（1）能源管理中心是采用信息化、计算机技术、自动化技术，集成企业能源系统数据采集、处理和分析、控制和调度、平衡预测和能源管理等功能，降低重要能源介质放散，提高能源介质的回收和梯级利用水平，实现多能源介质协同平衡与优化利用的企业能源管控系统。（2）系统优化和节能信息化改造则是采用先进成熟的节能减排技术，对主要耗能工艺、装备进行系统优化和节能改造，提高能源利用效率，降低能源介质和物料消耗等。这就需要结合和利时20多年来的自动控制优化技术，为能源管理的实现提供强大的技术支撑。（3）智能化、节能环保产品(设备)改造更新，主要是利用信息化技术推动落后高耗能机电产品(设备)的改造更新，加快智能化、节能环保产品(装备)的推广应用，提升产品(设备)的能源利用效率，降低能源介质消耗。

图1 PDCA循环原理

整个系统的设计与应用遵循PDCA的原则，是指一种按“先策划（P），再实施（D），然后检查（C），之后改进 （A）”的过程方法来进行过程管理，包括产品设计和生产，持续改进，不断循环。和利时能源管理系统就是遵循PDCA的循环原理，如图1所示，体现能源管理过程体系，围绕持续改进的过程理论，采集企业的能源管理数据，进行能源消耗的实时监控与报警，对企业的水、电、汽、风进行平衡，生产企业能源管理报表、进行能源消耗分析及能耗对标管理，找出企业的节能空间等功能，为能源审计提供直接依据，再改进，再监控，周而复始，不断提高能源的转换效率和使用效率，不断地接近或趋向行业标准、国际标准，为国家整体节能减排任务做出贡献。

本能源管控中心平台运用先进的SOA服务架构，B/S结构结合C/S结构的设计，支持分布式部署、集成化管理，实现了开发平台、运行平台、管理平台一体化的具有国际领先水平的技术架构，从而可以与企业门户、ERP、OA等其它系统实现无缝集成。系统完成能源数据采集与管理，应用实时数据库和关系数据库，建立能源管理建模体系和运行平台，将能源监控、能源计量与平衡、能源调度、能源统计、能源审计等功能模块分布式部署在应用平台。其功能主要包括以下组成部分：能源体系管理、能源计划管理、能源计量管理、能源智能监控、能源管网运行模拟、能源产耗预测分析、能源调度及优化、能源统计分析、能源平衡、能源实绩、对标管理、能源审计、节能措施、信息发布等功能，并于ERP完成无缝集成，将基础数据上传，将生产数据下达到EMS系统，实现数据共享，提高数据可用性，杜绝信息孤岛，结合大屏幕系统及视频监控，构建能源管理监控中心。

• 项目特点及创新

（1）从项目的实施效果看，该项目主要是集能源仪表改造、能源管理、优化控制于一体的节能改造整体方案。

（2）遵循了PDCA原理进行系统设计，对节能管理进行持续改进、系统管理。

（3）项目中引入能源管理体系，进行能耗对标管理，为企业提供系统化、标准化、规范化节能管理信息平台。

（4）能源管理与生产管理相结合，成为企业重要的管理平台。

（5）与ERP实现集成，将基础数据准确上传至ERP，将生产数据下传到EMS系统，实现数据共享，提高数据可用性，杜绝信息孤岛。

• 项目实施过程中的难题

（1）用户需求不够明朗。对于能源管理中心的目标不明确，在具体需求方面不能提供详细的要求，此种情况下，和利时安排经验丰富的项目经理前往用户现场深入调研，充分沟通，确定需求，再进行工程设计。

（2）底层仪表改造周期长，改造工程繁重。此种情况下采取“同步建设、分段完成”的方案，仪表改造与能源管理系统同期进行，EMS系统平台充分考虑待改造配电室、大量分散仪表分步完成，我们按照逐步接入的方式：先接入，先调试，后接入，后调试，保质保量完成项目。

• 效益分析

能源管理项目的效益主要体现在两个方面：

（1）管理效益。能源管控信息网络已遍布中粮肇东公司各区域，系统运行后，工艺、设备、生产、调度等管理人员在各自的网络客户端位置上成为生产人员的监督者，工艺和能源管理部门通过系统的集成，可以实现对能源相关问题的快速分析和诊断，并做出快速的调整指令立即下达到现场，从而实现事前预测、事中控制和事后分析；管理系统的建成，也成为调度人员的重要参考工具，成为日常调度不可缺少的系统；每天的能源情况，水电汽风的消耗情况，能源的成本都可以自动计算出来，为领导提供重要的生产经营决策依据。

（2）节能降耗。一方面提高能源的利用效率，降低生产成本：系统运行后，单位产品的能耗信息能够及时反映出来，通过统计分析，可以找到最佳的操作实践，在保证产品质量前提下，降低产品的能源成本。另一方面，降低装置单耗、能耗：系统中的生产装置的单耗和能耗分析运行后，能及时了解和降低各生产装置的生产成本，降低原辅材料和能源单耗，实现实时统计核算及绩效分析，找出降低单能耗的关键工艺点，指导生产运营等业务过程。第三，通过对标管理，发现装置的节能空间，为企业节能提供方向。中粮肇东公司EMS项目的成功投运，意味着和利时在化工行业的能源管理系统已形成较为实用的管理系统，并为用户参观考察提供了一个样板。该项目为之后的能源管理系统项目提供了经验。