企业能源数据化管理系统

张亚利 杨素霞 李奇

【摘 要】 “企业能源数据化管理系统” 全面实现能源系统数据化，整合自动化、信息化和大数据技术，通过对企业能源生产、输配和消耗实施动态监控和管理，提高能源管理水平，改进和优化能源平衡，实现系统性节能降耗。

【关键词】能源；数据化；节能

一、 前言

在日益竞争和节能技术迅速推广的今天，对于生产型企业深入挖潜节能降耗的出路在于系统节能，必须与工艺密切结合，以准确、系统的能源和工艺生产数据为基础，采用各种节能技术，形成系统节能解决方案。

二、背景

随着国家对节能减排工作的全面重视，各级政府、各行业都将节能工作提到了前所未有的高度。当前多数企业在能源管理方面存在以下问题：

1）一级计量监管不到位、二级能源计量建设不全、三级能源计量基本缺失，能源使用人工分摊率较高，计量不够准确。

2）采用人工抄表、手工统计分析，能源统计报表不及时、不全面、存在时差，难以形成统一、准确的能源消耗报表。

3）系统专业化的能源管理需要不同层次的管理体系，其基础是多层次、全方位的能源统计和评价，只有建立科学、系统、全面、长期的能源统计数据才能满足这一要求，但大多数企业基本没有建立，使得管理和决策没有科学的依据。

三、系统建设内容

企业能源数据化管理系统的建设是一项系统工程，主要建设内容分为以下部分：

1）将型号较好的机械式仪表和不具备数据采集接口的仪表改造成具备 RS-485/232、4-20mA、Can 或 Hart 接口协议的仪表，为数据采集打下基础。

2）对水系统、电力系统、动力燃气系统、其它公辅系统及各工序工艺点的改造，使得这些系统具备联网共享、远程监视及控制的要求，进而实现集中的能源管理模式。

3）实现对水、电、风、气、汽介质的计量仪表数据的自动采集。

4）实现各个主控室自动化系统内的工艺参数、实时数据采集。

5）借助实时数据库和组态软件实现生产工艺流程监控、 各种能源介质管网监控、电力系统监控、各种公辅系统监控、重要装备运行状态监控、 实时/历史趋势、事件记录、数据预报警、安全联锁控制等。

四、系统结构层次

系统层次化构建共设数据采集层、数据传输层、数据处理层和业务应用层四个。

数据采集层设立专门的数据采集站通过多种工业标准I/O驱动软件实现不同种类系统和设备的数据采集。

数据传输层使用工业以太环网模式进行数据传输，保证整体网络系统的稳定可靠。能源网络和工控网络通过防火墙或通信网关严格隔离，确保工控网络安全。

数据处理层以实时数据库为核心，通过各种服务器进行数据的集中、归档、過滤、校正、转储和分发等处理动作。这些服务器由I/O 服务器、实时数据库服务器、关系数据库服务器、集中存储、应用服务器、发布服务器以及备份服务器等组成。

业务应用层以综合监控平台和基础能源管理平台为核心，提供各种功能满足各业务单位的使用，在能源管理中心设立水系统调度、电力系统调度、气系统调度、动力系统调度、生产调度等调度岗位。

五、系统功能

与使用单位管理和技术人员充分交流，了解生产工艺流程，明确数据监控的目的，确定操作者需要观察的信息，并按信息重要性分类为总是观看、经常观看、偶尔观看、不观看只须记录等几类。根据这个原则，总体设计画面布局，根据工艺相关性等原则，将相关参数设计组织到同一幅画面。

再通过采取一键切换手段，使得所有的参数浏览均能方便的切换。安全可靠的用户管理系统既保障了管理人员和部门专用人员的数据查询需求， 有关人员通过自己的权限用户登录操作系统，进行生产过程监控分析、报警信息查阅处理，通过查阅历史记录曲线和数据报表。管理人员还可进行生产过程参数的安全报警限设定，EDMS 系统报警功能是通过报警提醒专业人员、管理人员，如果公司有需求开发语音报警功能，用户只需添加一个音响便可实现语言报警功能。

各管理部门按需提取自己有用的数据，生产部可以调取关键工艺点的历史数据曲线，安全部可以查询重大危险源的仪表的运行品质，环保部门可以浏览环境相关的仪表数据，节能部门还可以依据统计数据，结合节能降耗指标考核体系，对各责任单位的能耗使用情况进行考核分析、成本核算，有效推动节能降耗工作。通过能源数据采集及监管系统的实施，极大地加强了企业能源使用的监管力度，减少了人为因素造成的计算误差，使管理人员对企业的管理更有效，在制定相应措施时更有依据，数据的统计汇总更加便捷，提升了企业能源管理水平和综合经济效益。

六、系统特点

系统可广泛应用于化工、医药、水利、煤炭、钢铁等多个行业，其主要特点为：

1）具有强大的数据库处理核心，可以提供从量程转化、报警、历史记录到 PID 控制、设备管理再到关系库交互等多种多样的数据处理功能。

2）可靠的冗余功能，全面支持双机/多机热备份、群集系统、IO 冗余、主机冗余、通讯冗余，确保系统安全可靠运行。

3）强大的报表系统，报表形式灵活，可以编制任意格式的报表。同时该报表系统可以把各类数据无缝嵌入 EXCEL。

4）逼真的图形系统。全面支持各类图元的绘制以及灵活的动画设置。同时还提供了独特的样板功能，方便对一个工程内的事物属性进行统一修改。

5）通过授权，可以在 Internet 上进行访问和操作。WEB 客户端采用 windows 系统公认的代码签名数字证书进行签名和认证，保证了可靠性和安全。用户可以通过 IE 直接浏览。

6）周密的安全管理系统。各类操作都提供了完整的安全保护机制，只有授权用户才可以执行相应操作。

七、结束语

随着竞争的加剧和企业节能意识的不断提高，工艺技术不断优化、节能技术迅速推广、能源管理力度不断加大，节能空间越来越小，对于如何进一步开展节能降耗，大家一筹莫展。

企业能源数据化管理系统与工艺密切结合实现、重视能源使用品质、注重整体系统节能方案、积极推进能源循环利用，必将成为企业节能减排、提高能源利用率的利器。