安(ān)科瑞 鮑靜(jìng)君(jūn)

　　摘要(yào)：為(wéi)保證(zhèng)企業實(shí)現節(jié)能減(jiǎn)排目標，設計和使用遠程(chéng)在綫監(jiān)測(cè)係統(tǒng)勢(shì)在必行。遠程(chéng)在綫監測(cè)係統是基(jī)於傳感器(qì)與網絡技術的(dí)優(yōu)勢，在企業(yè)區(qū)域各個(gè)位(wèi)置(zhì)針(zhēn)對性安裝傳感器，對(duì)實(shí)時數(shù)據進行采(cǎi)集(jí)，編(biān)碼傳(chuán)輸(shū)到遠(yuǎn)程管(guǎn)理(lǐ)係統。遠程管理係統對采(cǎi)集的數據(jù)進行(háng)分析(xī)，計(jì)算(suàn)出生產性(xìng)能指標指(zhǐ)導運行人(rén)員(yuán)優(yōu)化(huà)運行。

　　關鍵(jiàn)詞：工(gōng)業(yè)；遠程；在綫；監測係統(tǒng)；技(jì)術(shù)

　　0 前言

　　近(jìn)年來，伴(bàn)隨(suí)我(wǒ)國工(gōng)業化(huà)，城(chéng)鎮(zhèn)化(huà)發(fā)展，消費結(jié)構(gòu)快速(sù)升級(jí)，對能源(yuán)需求旺(wàng)盛，經(jīng)濟發(fā)展(zhǎn)與(yǔ)環境保護(hù)矛盾突(tū)出。提高(gāo)能源利(lì)用率(shuài)，在環境友(yǒu)好的情況下進(jìn)行社(shè)會發(fā)展已成為國(guó)家(jiā)策略和(hé)社會共識。根據國(guó)家“十三(sān)五”發(fā)展(zhǎn)規劃，到(dào)2020年(nián)，萬元國內(nèi)生(shēng)產總值能(néng)耗比2015年下降0.15，能源消費(fèi)總量控製在(zài)50億(yì)tce以內，節(jié)能(néng)減(jiǎn)排工(gōng)作任重道(dào)遠。

　　1 遠(yuǎn)程在綫監(jiān)測技術應用(yòng)現狀

　　目前，遠(yuǎn)程在(zài)綫監測(cè)技(jì)術的應用(yòng)仍有(yǒu)一(yī)定的(dí)局限性(xìng)，在燃(rán)油，燃氣(qì)等企(qǐ)業還(huán)未鋪(pū)開，尚未(wèi)涵(hán)蓋(gài)到(dào)地方(fāng)政(zhèng)府監督(dū)管理層(céng)，且未專門針(zhēn)對既有鍋(guō)爐(lú)等設(shè)備特(tè)性進一步(bù)深化(huà)與集(jí)成(chéng)創(chuàng)新(xīn)。因此，深(shēn)入探(tàn)究工(gōng)業(yè)遠(yuǎn)程在(zài)綫(xiàn)監(jiān)測(cè)係(xì)統具有(yǒu)十分重要的(dí)現實意(yì)義。

　　2 解決方案

　　2.1 數據采(cǎi)集層(céng)麵

　　采用MODBUS通訊(xùn)協議完(wán)成(chéng)對(duì)能耗(hào)數(shù)據(jù)的采(cǎi)集，將數(shù)據(jù)以(yǐ)壓縮加密方(fāng)式通過(guò)網絡傳輸(shū)到(dào)能耗在(zài)綫監測預警平(píng)台(tái)數(shù)據(jù)中(zhōng)心服務器。由於數據采集具備斷點(diǎn)續傳功(gōng)能(néng)，保證(zhèng)了采(cǎi)集數(shù)據的實時性和(hé)可靠性。企業內(nèi)部采用二級采(cǎi)集方(fāng)式：1級(jí)麵(miàn)向(xiàng)各級生產係(xì)統，2級為能耗係統（見圖1）。

圖1 數(shù)據采集(jí)方式

　　2.2 數學分(fēn)析(xī)層(céng)麵(miàn)

　　運用(yòng)大(dà)數(shù)據(jù)，雲計算(suàn)及建模技術(shù)解決(jué)係統(tǒng)數據量大，運算(suàn)邏(luó)輯復(fù)雜(zá)，預測不(bù)準等問(wèn)題。對係統數(shù)據量，首先要解(jiě)決存儲問題(tí)，然(rán)後(hòu)是查詢(xún)，檢索(suǒ)及加工(gōng)（處理(lǐ)）等。遠(yuǎn)程在(zài)綫監(jiān)測係統包(bāo)含(hán)一係(xì)列大數據(jù)處理工具(jù)和方法(fǎ)，通(tōng)過對數(shù)據的(dí)研究(jiū)，將(jiāng)發(fā)現的問題和規律應(yīng)用到(dào)相關(guān)領(lǐng)域。此外(wài)，雲計(jì)算技術也將改變(biàn)整個信息(xī)產業的環境(jìng)，如基(jī)礎(chǔ)設(shè)施，計算機(jī)，網(wǎng)絡設備(bèi)，及軟(ruǎn)件等。

　　2.3 統一平(píng)台層麵(miàn)

　　係(xì)統(tǒng)基於管控信息平(píng)台(tái)，采用(yòng)分(fēn)布(bù)式(shì)部署(shǔ)方(fāng)式。在整(zhěng)體(tǐ)需求的(dí)基礎上(shàng)，對(duì)係統(tǒng)業務功能(néng)及核(hé)心數(shù)據進行統一規(guī)劃(huá)，以(yǐ)達到結構(gòu)清(qīng)晰(xī)和易於擴展(zhǎn)。在(zài)設計(jì)中(zhōng)，遵循實用可行，適用易用(yòng)，安(ān)全(quán)可靠(kào)，*成熟，可(kě)擴(kuò)展，可移(yí)植(zhí)的(dí)原(yuán)則，保證(zhèng)係(xì)統安(ān)全，穩定，運(yùn)行，同(tóng)時(shí)滿足未來擴展需求。在功(gōng)能(néng)方麵(miàn)，采用微服(fú)務方(fāng)式，包括:能耗(hào)動(dòng)態監管，能耗水(shuǐ)平(píng)識別(bié)及評(píng)價，用(yòng)能企業能效(xiào)對標(biāo)分析，用能企(qǐ)業節能分析及考核(hé)，城(chéng)市能(néng)源預(yù)測及預(yù)警，決(jué)策支持及(jí)專家智能等。此外(wài)，係統還提(tí)供了(liǎo)報(bào)表分(fēn)析，計算(suàn)引(yǐn)擎，模型分(fēn)析(xī)等十多種支持(chí)工(gōng)具，以便能(néng)源數(shù)據的管理和(hé)分(fēn)析。

　　3 遠(yuǎn)程在(zài)綫監(jiān)測(cè)係統在(zài)某用能(néng)企(qǐ)業(yè)中的(dí)應用

　　3.1 現(xiàn)場調研

　　在安(ān)裝(zhuāng)遠程在(zài)綫監測係(xì)統前，生產(chǎn)監(jiān)視(shì)由儀表完(wán)成(chéng)，數(shù)據(jù)采集來自人工的按(àn)時段(duàn)抄(chāo)表(biǎo)；缺(quē)乏(fá)分(fēn)析工具(jù)，使(shǐ)所(suǒ)獲數據(jù)不(bù)能反映當前(qián)能源(yuán)消耗狀況，不(bù)能預測(cè)未(wèi)來消耗趨勢(shì)，不(bù)能支持優化運行。

　　3.2 係(xì)統設計(jì)及實施

　　針(zhēn)對(duì)調(tiáo)研結果，遠程在綫監(jiān)測(cè)係(xì)統(tǒng)的(dí)設(shè)計以現(xiàn)場(cháng)數據采集(jí)為起(qǐ)點，向(xiàng)上依次(cì)包(bāo)括數(shù)據(jù)傳輸層(céng)，數(shù)據(jù)存儲層(céng)，支(zhī)撐平台層，應(yīng)用層(céng)和展示層。清(qīng)晰(xī)的(dí)層(céng)次結構(gòu)滿(mǎn)足了企(qǐ)業(yè)的需求，保證了後(hòu)續(xù)的擴(kuò)展性，見圖2。

圖2 能源在(zài)綫(xiàn)監測(cè)係統設計框架

　　3.3 項(xiàng)目培訓(xùn)，交付和運行維(wéi)護(hù)

　　項(xiàng)目完成後，建(jiàn)立項(xiàng)目驗收文檔，由專家(jiā)團隊進行(háng)驗收(shōu)。驗(yàn)收內(nèi)容包括(kuò)項目(mù)過(guò)程(chéng)文(wén)檔(dàng)，係(xì)統(tǒng)設計文檔(dàng)，係統測試文(wén)檔(dàng)等。項目驗(yàn)收(shōu)合(hé)格後(hòu)移交(jiāo)後(hòu)期(qī)維護及技術服務工作(zuò)給遠(yuǎn)程(chéng)在(zài)綫監(jiān)測係統供應(yīng)商。依托(tuō)完整(zhěng)的(dí)運維(wéi)體(tǐ)係(xì)，服務團隊(duì)實現(xiàn)7×24h不間(jiān)斷服(fú)務(wù)，保證係(xì)統問題(tí)在15min內(nèi)響(xiǎng)應(yīng)，2h內出具解(jiě)決(jué)方案。同時，服務團(tuán)隊(duì)對係(xì)統運行(háng)狀態進行監(jiān)控，做到提前(qián)發現(xiàn)問(wèn)題並及時解(jiě)決，保證(zhèng)係統穩(wěn)定(dìng)運(yùn)行(háng)。

　　3.4 係統應(yīng)用(yòng)成(chéng)效(xiào)

　　1）實現靜態(tài)監管轉(zhuǎn)為(wéi)動態(tài)監管

　　通過(guò)建立(lì)標準(zhǔn)化(huà)能耗(hào)采集(jí)監測體(tǐ)係，規(guī)範采集工(gōng)作操(cāo)作流(liú)程：對接入監(jiān)測(cè)的數據進行規(guī)範(fàn)處理，確保能耗在綫(xiàn)監測(cè)數(shù)據，從而(ér)對生產過(guò)程(chéng)及時優(yōu)化(huà)和調(tiáo)整，保證節能(néng)優(yōu)化(huà)。

　　2）實(shí)現單一部門管理轉(zhuǎn)為聯(lián)合辦公管理

　　通過(guò)遠(yuǎn)程在綫監測係(xì)統(tǒng)，以(yǐ)能耗為錄(lù)入(rù)建(jiàn)築(zhù)，生產(chǎn)綫，辦(bàn)公(gōng)區域等能耗數據，實現(xiàn)數據(jù)共享(xiǎng)，為(wéi)企業節(jié)能(néng)減排(pái)，整體(tǐ)規劃(huá)提(tí)供(gōng)支(zhī)撐，提高廠(chǎng)區各職能部門(mén)辦公效率，降低(dī)監管成(chéng)本。

　　3）實(shí)現由強製(zhì)執行轉(zhuǎn)為主動引導

　　建(jiàn)立公共(gòng)服(fú)務平台，實現用能(néng)單(dān)位(wèi)，節(jié)能(néng)服務公(gōng)司(sī)及(jí)員工的緊(jǐn)密連接(jiē)：通過(guò)平台發(fā)揮節能(néng)減(jiǎn)排激勵(lì)作用(yòng)和(hé)示範效應，引導(dǎo)企業及員(yuán)工提升能源利(lì)用(yòng)效(xiào)率，加強用能管理。

　　4）實現(xiàn)事(shì)後(hòu)分(fēn)析(xī)轉為預(yù)測分析

　　在獲(huò)取區域，生(shēng)產綫，能(néng)源使(shǐ)用(yòng)，消耗(hào)，配置及(jí)調度(dù)情(qíng)況的基(jī)礎上，對歷史能(néng)耗數據(jù)進行挖掘，並利用大(dà)數據技術(shù)對(duì)全廠能(néng)源日平均消費(fèi)量(liáng)趨(qū)勢進(jìn)行(háng)分析，從而(ér)對(duì)庫存周轉(zhuǎn)情(qíng)況(kuàng)進行監督，如儲(chǔ)備(bèi)預警(jǐng)等。采用大(dà)數(shù)據技術，係統計算(suàn)及模(mó)型優(yōu)化，對能(néng)源(yuán)消耗(hào)趨(qū)勢進(jìn)行準確(què)預測，提前掌(zhǎng)握(wò)行業，區域(yù)能(néng)源(yuán)消費趨勢，從(cóng)而提前(qián)布局管(guǎn)控政策，保證(zhèng)節能準(zhǔn)確(què)執(zhí)行。

　　5）實現(xiàn)電(diàn)平(píng)衡，水平衡實時(shí)動態(tài)分(fēn)析

　　通過對電(diàn)，水，氣(qì)，汽(qì)等開展能源平衡(héng)測試(shì)，及(jí)時發現耗(hào)能(néng)異(yì)常(cháng)問題(tí)：係(xì)統通過餅圖，柱狀(zhuàng)圖(tú)等(děng)對能(néng)耗數(shù)據進(jìn)行(háng)統計，對用能(néng)情況進(jìn)行(háng)分析，通過能源(yuán)平衡測試及(jí)在綫監控，發現耗能，以(yǐ)挖掘(jué)潛力(lì)，減(jiǎn)輕企(qǐ)業節(jié)能減排(pái)壓(yā)力。

　　4 安科瑞用能(néng)單位能耗在(zài)綫監測(cè)係統

　　1.係(xì)統(tǒng)概(gài)述(shù)

　　工(gōng)業能耗在綫監測(cè)係統(tǒng)是一(yī)個集成Intranet/Internet網(wǎng)絡(luò)技(jì)術，GPRS無綫傳輸技術(shù)，Web Service軟件(jiàn)技術，數據庫技術(shù)等於(yú)一體的大型(xíng)數(shù)據(jù)綜合管(guǎn)理係統(tǒng)。係統(tǒng)為(wéi)管理者，各(gè)級能耗內部(bù)用(yòng)戶(hù)，瀏覽(lǎn)者提(tí)供(gōng)了一(yī)個訪(fǎng)問(wèn)的網絡(luò)通(tōng)道(dào)，搭(dā)建了一(yī)個合理，信(xìn)息傳輸(shū)平台和(hé)管理平台(tái)。工業能(néng)耗在綫監(jiān)測(cè)係統的開發應用為政府(fǔ)管理部(bù)門(mén)，企(qǐ)業生(shēng)產管(guǎn)理，計量管理(lǐ)，節能(néng)管理(lǐ)提高(gāo)到(dào)一個新的高度(dù)，是(shì)我們對節(jié)能減(jiǎn)排，節能(néng)降耗實現(xiàn)的一種行之解(jiě)決(jué)方案。

　　能源組成(chéng)及監測(cè)內(nèi)容(róng)：

圖3 能源(yuán)組成

圖(tú)4 監(jiān)測內容(róng)

　　用(yòng)電類：采(cǎi)集(jí)采(cǎi)暖(nuǎn)，鍋爐，空調，製冷(lěng)，照(zhào)明，辦公，電梯(tī)，水(shuǐ)泵，風機(jī)，通(tōng)風機(jī)等耗(hào)電設(shè)備的(dí)用電信(xìn)息。主要(yào)監(jiān)測(cè)其用電量(liáng)，對(duì)於大耗電設(shè)備監測其電(diàn)流(liú)，電壓及(jí)功(gōng)率因(yīn)數(shù)等信息(xī)。

　　配電(diàn)類(lèi)：采集6kv/10kv配(pèi)電(diàn)開(kāi)關設備，變壓器，狀(zhuàng)態信號，電壓，電流，有功(gōng)功率，無功功率(shuài)，功率(shuài)因(yīn)數(shù)，電能(néng)質(zhì)量，電能等。

　　用(yòng)水(shuǐ)：自來(lái)水和蒸(zhēng)汽；采集具(jù)有(yǒu)485通訊功能(néng)的(dí)智能熱量表(biǎo)，蒸汽流量計，水表等；

　　用(yòng)氣：煤氣；采集(jí)具有(yǒu)485通(tōng)訊(xùn)功(gōng)能燃(rán)氣(qì)表；

　　環境參(cān)數：采集(jí)具(jù)有(yǒu)485通(tōng)訊功能的(dí)溫度/濕(shī)度計；采暖(nuǎn)空調(tiáo)供回(huí)水(shuǐ)溫(wēn)度(dù)；

　　2.係(xì)統(tǒng)框架

圖(tú)5 係統(tǒng)框架(jià)

　　(1)能源消費管理係統：該係(xì)統(tǒng)可(kě)以(yǐ)對(duì)用(yòng)能企業煤，電，油，氣，熱(rè)，水(shuǐ)等能(néng)源和(hé)耗能(néng)工質進行定期錄(lù)入和(hé)實時(shí)采(cǎi)集，並(bìng)將(jiāng)收(shōu)集(jí)到的能耗(hào)數(shù)據進行整(zhěng)理(lǐ)存(cún)儲，為匯總(zǒng)分析(xī)和(hé)上(shàng)報作數據支持(chí)。

　　(2)能源(yuán)利用狀(zhuàng)況(kuàng)信(xìn)息報送(sòng)係(xì)統

　　用能企業(yè)可通(tōng)過(guò)該係統(tǒng)將企業(yè)本年度(dù)的(dí)《能源(yuán)利(lì)用狀(zhuàng)況(kuàng)報告》，報(bào)送(sòng)至(zhì)市節(jié)能監察(chá)中心，經初審(shěn)核後，上(shàng)傳至省節(jié)能(néng)監(jiān)察(chá)總(zǒng)隊審核(hé)，而(ér)後上報國(guó)家(jiā)有關(guān)部(bù)門(mén)。

　　(3)單位能(néng)耗水平(píng)識別評(píng)價(jià)係統(tǒng)

　　利用(yòng)用(yòng)能單位能(néng)耗數據，對企業(yè)用(yòng)能狀(zhuàng)況(kuàng)進行分析評(píng)價(jià)，查找問(wèn)題。為政(zhèng)府節能(néng)管理(lǐ)部(bù)門掌握，分析信(xìn)息(xī)和研(yán)究節(jié)能改(gǎi)造(zào)並製(zhì)定相關政(zhèng)策措(cuò)施(shī)提供(gōng)科學的(dí)依據(jù)和平台(tái)。

　　(4)決策服務和專家咨詢(xún)服務(wù)係(xì)統

　　係統(tǒng)提供直(zhí)觀，簡明，快捷的(dí)數據信息查詢和決策(cè)支(zhī)持服務。對用(yòng)能(néng)企業的能耗進行(háng)科學(xué)，合理的咨(zī)詢指導(dǎo)，幫助用(yòng)能企業(yè)做(zuò)出及時，正(zhèng)確，可(kě)行，解決方案。

　　(5)能耗預測(cè)，能源安全(quán)預(yù)警係統(tǒng)

　　通(tōng)過(guò)係統掌握(wò)用能企(qǐ)業能(néng)源(yuán)購置(zhì)，使(shǐ)用，消耗及(jí)生(shēng)產情況，對(duì)企(qǐ)業的用能情(qíng)況進行(háng)綜(zōng)合(hé)的評(píng)判(pàn)和分(fēn)析(xī)，對(duì)比(bǐ)同期(qī)值(zhí)和限定值(zhí)，對能耗(hào)超標情(qíng)況(kuàng)予以(yǐ)預警(jǐng)提示。

　　在(zài)獲取能(néng)源使(shǐ)用(yòng)的基礎上，進(jìn)行(háng)數據挖掘分析(xī)，實(shí)現(xiàn)能(néng)耗(hào)的預測分(fēn)析(xī)功能(néng)，為政府相(xiāng)關(guān)部(bù)門(mén)的(dí)宏觀(guān)決策(cè)提(tí)供(gōng)支撐體(tǐ)係。

　　(6)節(jié)能監察及(jí)信息(xī)發(fā)布，法(fǎ)律法規(guī)知(zhī)識培(péi)訓(xùn)係(xì)統(tǒng)：

　　通(tōng)過(guò)該係(xì)統(tǒng)平台，可(kě)對省(shěng)耗能(néng)企業(yè)做節能監察(chá)工(gōng)作(zuò)；發布節(jié)能法(fǎ)律法規(guī)標(biāo)準以(yǐ)及(jí)能源(yuán)基(jī)礎知(zhī)識(shí)，能源(yuán)統計知(zhī)識(shí)，節能監測(cè)方(fāng)法(fǎ)等資料；處理(lǐ)日常(cháng)節能管理(lǐ)工作(zuò)相(xiāng)關的公文，通知，公(gōng)告等。

　　3.係(xì)統(tǒng)網絡結構

　　係(xì)統(tǒng)把數(shù)據信息從各個(gè)企(qǐ)業的能源監控(kòng)中(zhōng)心(xīn)采集(jí)到(dào)後(hòu)台(tái)的數(shù)據庫係(xì)統，經分析與(yǔ)處(chǔ)理，提(tí)供(gōng)分析(xī)預(yù)測和(hé)預警功(gōng)能(néng)。同時(shí)通過(guò)門戶(hù)網站，無(wú)綫終端等(děng)手(shǒu)段(duàn)為省(shěng)，市領(lǐng)導以及相關委(wěi)辦局提供(gōng)了多方位(wèi)，可視化的便(biàn)捷服務。

圖6 係(xì)統結(jié)構

　　4.能耗監(jiān)測(cè)係(xì)統(tǒng)產品選(xuǎn)型

　　5 結語

　　“麵向(xiàng)典型用能(néng)企(qǐ)業能耗在綫監(jiān)測平(píng)台”的建設是信(xìn)息化與節能工作相結合的可行(háng)方式(shì)，能提高(gāo)企(qǐ)業(yè)能(néng)源(yuán)利用率(shuài)，挖掘(jué)企業節(jié)能(néng)潛力(lì)，對(duì)提高企業科(kē)學管理水(shuǐ)平(píng)具有戰略(lüè)意(yì)義(yì)。