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0.引言

安科瑞能耗管理系統(tǒng)助力煤礦行業(yè)企業(yè)能效提升

煤炭在我國能源體系中占有主導地位。煤炭企業(yè)作為能源產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，在產(chǎn)生能源的同時也在消耗大量能源。建立能源消耗管理系統(tǒng)，利用完善的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)獲取生產(chǎn)過程的重要參數(shù)和相關(guān)能源數(shù)據(jù)，處理、分析和結(jié)合生產(chǎn)過程能源評估，實時提供在線能源系統(tǒng)平衡信息和調(diào)整決策方案。企業(yè)內(nèi)各單位不同能源系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)，確保能源系統(tǒng)平衡調(diào)整的科學性、及時性和合理性，實現(xiàn)從簡單設(shè)備監(jiān)控向過程和系統(tǒng)綜合監(jiān)控的轉(zhuǎn)變。繼續(xù)向控制一體化方向發(fā)展，合理利用預(yù)測模型和平衡模型，優(yōu)化節(jié)能調(diào)度和能源平衡，為煤炭企業(yè)節(jié)能降耗提供決策依據(jù)，促進煤礦企業(yè)能效水平的全面提高；貫徹國家綠色低碳發(fā)展理念，適應(yīng)能耗總量和強度“雙重控制”目標的要求。

1、能耗管理系統(tǒng)設(shè)計

安科瑞能耗管理系統(tǒng)助力煤礦行業(yè)企業(yè)能效提升   安科瑞  時麗花  18706162823

能耗管理系統(tǒng)通過收集煤礦地面和地下變電站供電電路的電能數(shù)據(jù)，直觀顯示各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能耗，充分挖掘和應(yīng)用能耗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)全礦、各用電單位、各工序等不同類別、有效的能耗統(tǒng)計分析，為煤礦行業(yè)提供能耗管理、分析等專業(yè)服務(wù)，通過能源監(jiān)控、統(tǒng)計分析、管理和考核等功能應(yīng)用，完善能源管理體系，提高能源管理水平，促進企業(yè)節(jié)能降耗，降低成本，提高效率，從而達到提高能耗管理效率和科學管理的目的。系統(tǒng)設(shè)計采用B/S架構(gòu)，部署方便，維護方便，支持多種通信協(xié)議，方便從計量終端獲取相關(guān)能源數(shù)據(jù)，提供與其他系統(tǒng)對接的標準接口，方便與系統(tǒng)對接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。系統(tǒng)設(shè)計采用三層結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)采集傳輸層、數(shù)據(jù)處理層和數(shù)據(jù)分析顯示層，如圖1所示。

數(shù)據(jù)采集和傳輸層用于采集電氣設(shè)備的電力數(shù)據(jù)，對重要能源設(shè)備采集設(shè)備的實時負荷、電壓等信息。支持從地下和地面電力監(jiān)控系統(tǒng)獲取電力數(shù)據(jù)，從電表等電能計量終端采集電力數(shù)據(jù)；通過中間數(shù)據(jù)庫和中間數(shù)據(jù)庫采集電力 Restful API DL///T 645、通過Modbus或MQTT協(xié)議獲取數(shù)據(jù)。除收集電能數(shù)據(jù)外，系統(tǒng)還支持收集水、蒸汽、氣、油等能耗數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理層對收集到的數(shù)據(jù)進行處理，主要包括電力數(shù)據(jù)的合理性檢查、異常數(shù)據(jù)的清洗過濾等；數(shù)據(jù)積累計算、峰谷時段電力數(shù)據(jù)累計統(tǒng)計、工作組時段累計統(tǒng)計等。；收集到的數(shù)據(jù)按相應(yīng)的程序和團隊分類保存。數(shù)據(jù)分析顯示層用于展示煤礦整體能耗，為煤礦企業(yè)節(jié)能降耗提供輔助決策依據(jù)。系統(tǒng)支持使用各種餅圖、棒圖、曲線圖等顯示功率數(shù)據(jù)，可分析不同工序、團隊功率的同比、環(huán)比和類比數(shù)據(jù)。使用能流圖顯示不同類型的能耗，并將各種能耗統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為標準煤能耗進行顯示。

2、數(shù)據(jù)的采集

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2.1 儀表的采集

系統(tǒng)支持通過 DL 634 5104、DLT-645、modbus等協(xié)議直接采集表數(shù)據(jù)，連接現(xiàn)場表能耗數(shù)據(jù)的采集方法，將計量電路的表“手拉手”連接到所選網(wǎng)關(guān)，通過網(wǎng)關(guān)連接網(wǎng)絡(luò)交換機實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和通信。

需要注意的是，為了提高通信質(zhì)量的穩(wěn)定性，計量表連接的線路一般不超過 400 m，連接少于20 連接時，對每根線的兩端進行標記，便于后期維護和故障排查。

2.2 信息系統(tǒng)對接

對接現(xiàn)有的管理信息系統(tǒng)(如對接 ERP、MIS），生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)(如SISS)(如SIS)、MES），(如DCSS)(如DCSS)、PLC），通過數(shù)據(jù)接口(如OPC)、數(shù)據(jù)庫的形式或其他標準數(shù)據(jù)接口，根據(jù)相關(guān)的通信協(xié)議格式，整合各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)連接到企業(yè)能源管理系統(tǒng)中。

2.3 接口的對接

與其他系統(tǒng)連接相關(guān)數(shù)據(jù)的標準接口，以便與相關(guān)系統(tǒng)連接數(shù)據(jù)。中間庫對接的工作包括：

（1）寫入源數(shù)據(jù)。源數(shù)據(jù)系統(tǒng)將每個企業(yè)的能源消費數(shù)據(jù)寫入中間庫制定的表結(jié)構(gòu)，并獲得成功狀態(tài)。

(2)通知數(shù)據(jù)寫成功。源數(shù)據(jù)系統(tǒng)接口。根據(jù)預(yù)定協(xié)議，WebService客戶端已成功通知中間庫服務(wù)端源數(shù)據(jù)。

(3)通知取數(shù)據(jù)。中間庫“得知”某一源數(shù)據(jù)已成功保存后，作為Web Service客戶端向目標數(shù)據(jù)系統(tǒng)發(fā)送取數(shù)據(jù)通知。

(4)取數(shù)據(jù)。目標數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)收到取數(shù)據(jù)通知后，及時到中間庫制定表結(jié)構(gòu)取數(shù)據(jù)，如圖2所示。

3、能耗管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)的目標

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3.1 提高煤礦企業(yè)能耗管理水平

通過建立能耗管理信息系統(tǒng)，可以實時監(jiān)控能耗情況，實時分析掌握各生產(chǎn)環(huán)節(jié)、各用電單位和重要能耗設(shè)備的能耗情況，準確合理地分析和評價整體能源利用情況和水平。

3.2 完善企業(yè)能耗預(yù)警考核機制

管理者可以通過能耗系統(tǒng)的電力指標預(yù)警，盡快掌握各工序、用電單位的能耗超標情況，能夠

及時檢查超標工序和用電單位，發(fā)現(xiàn)和糾正生產(chǎn)中的能耗問題。

3.3 優(yōu)化煤礦企業(yè)用電方式

通過統(tǒng)計各生產(chǎn)工藝峰谷時段的用電量，計算峰谷比，引導企業(yè)合理調(diào)整設(shè)備工作時間，減少設(shè)備峰谷時段的開啟時間，增加谷谷谷時段的運行時間。

3.4 礦山的應(yīng)用價值

貫徹能源專業(yè)化、精細化、扁平化管理理念，建立能源管理模式和機制，不斷提高能源效率，提高能源管理水平，促進節(jié)能降耗。實時監(jiān)控能耗，及時發(fā)現(xiàn)問題，減少能耗損失；有效掌握能耗總量、能耗成本和能耗效率指標數(shù)據(jù)；有效分析能源利用特點，為優(yōu)化能源利用管理提供決策數(shù)據(jù)。

4、安科瑞企業(yè)能源控制系統(tǒng)

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4.1概述

安科瑞企業(yè)能源控制系統(tǒng)采用自動化、信息技術(shù)和集中管理模式，通過數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，通過數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助企業(yè)加強能源管理，提高能源利用效率，挖掘節(jié)能潛力，為企業(yè)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和支持。

4.2應(yīng)用場所

鋼鐵、石化、冶金、有色金屬、采礦、醫(yī)藥、水泥、煤炭、造紙、化工、物流、食品、水廠、電廠、供熱站、軌道交通、航空工業(yè)、木材、工業(yè)園區(qū)、醫(yī)院、學校、酒店、寫字樓、汽車制造、機電設(shè)備、電氣產(chǎn)品、工具制造等離散制造業(yè)。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

現(xiàn)場通過工廠局域網(wǎng)和平臺進行通信，平臺建在客戶自己配置的服務(wù)器上。施工完成后，客戶可以通過有權(quán)限的賬戶登錄網(wǎng)頁和移動應(yīng)用程序，查看任何可以與局域網(wǎng)連接的地方的運行情況。

系統(tǒng)可分為三層：即現(xiàn)場設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通信層和平臺管理層。

現(xiàn)場設(shè)備層：主要連接水、電、氣參數(shù)采集測量的各種儀器，也是配電、耗水、耗氣系統(tǒng)建設(shè)所必需的基本要素。這些設(shè)備肩負著采集數(shù)據(jù)的重任，可用于通信網(wǎng)絡(luò)電力儀表、溫濕度控制器、開關(guān)量監(jiān)測模塊和合格供應(yīng)商的水表、氣表、冷熱量表。

網(wǎng)絡(luò)通信層：包括現(xiàn)場智能網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)交換機等設(shè)備。智能網(wǎng)關(guān)主動收集現(xiàn)場設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù)，進行約定轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)存儲，并通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳到建立的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。智能網(wǎng)關(guān)可以在網(wǎng)絡(luò)故障時將數(shù)據(jù)存儲在本地，并在網(wǎng)絡(luò)恢復時繼續(xù)從中斷位置上傳數(shù)據(jù)，以確保服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。

平臺管理：包括應(yīng)用服務(wù)器、WEB服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，一般應(yīng)用服務(wù)器和WEB服務(wù)器可以一起配置。

該平臺采用分層分布式結(jié)構(gòu)設(shè)計，具體拓撲結(jié)構(gòu)如下：

5.系統(tǒng)功能

平臺采用自動化、信息化技術(shù)和集中管理模式，對企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理。實時監(jiān)測企業(yè)各類能源的消耗情況，通過數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助企業(yè)加強能源管理，提高能源利用效率和節(jié)能潛力，為節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

5.1平臺登入

在瀏覽器打開云平臺鏈接、輸入賬戶名和權(quán)限密碼，進行登錄，防止未授權(quán)人員瀏覽有關(guān)信息。

5.2大屏展示

用戶登錄成功之后進入大屏展示頁面，展示企業(yè)及各區(qū)域的能耗折標、產(chǎn)值、異常、排名、占比、通訊情況，點擊區(qū)域展示該區(qū)域的分類能耗、產(chǎn)值等相關(guān)信息。

5.3首頁

首頁展示峰谷平用電、變壓器情況、年能耗趨勢、單耗趨勢、分類能耗等企業(yè)級統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

5.4數(shù)據(jù)監(jiān)控

對企業(yè)各點位的能源使用、報警等情況進行實時的監(jiān)控。以便企業(yè)用戶能夠?qū)崟r的監(jiān)測各個點位的運作情況，同時能更快的掌握點位的報警，并為企業(yè)削峰填谷、調(diào)整負載等技改措施提供數(shù)據(jù)支撐。

能源實時監(jiān)控：對于水、電、氣等能源消耗進行實時監(jiān)測，確保用能環(huán)節(jié)的持續(xù)穩(wěn)定運行，顯示配電圖、能流圖、能源平衡網(wǎng)絡(luò)圖、能源計量網(wǎng)絡(luò)圖等功能。

能流圖：需要在能流圖上對水、電、氣的消耗情況進行實時展示；當能源參數(shù)越限報警，可提供報警重要性等級分類，同時支持APP推送、手機短信、郵件、釘釘、語音播報、系統(tǒng)彈窗報警提示等；

配電圖：將配電房真實情況畫入配電圖，實時展示接入的門禁、水浸、電水氣等儀表的實時參數(shù)、門禁水浸狀態(tài)及能耗數(shù)據(jù)。

實時統(tǒng)計：實時統(tǒng)計工廠、車間、工序、設(shè)備的當年、季度、月、周、日、班次等能耗值；

數(shù)據(jù)展示：通過實時曲線和歷史曲線展示不同區(qū)域、不同設(shè)備的不同的能耗參數(shù)；

檢測：對能源報警信息進行集中顯示，可以對報警閾值信息進行相關(guān)處理操作，可以對報警參數(shù)進行在線設(shè)置，當能源參數(shù)越限報警，可提供報警重要性等級分類，具備APP推送、手機短信、郵件、釘釘、語音播報、系統(tǒng)彈窗等報警提示；

5.5視頻監(jiān)控

接入攝像頭，實時掌控企業(yè)內(nèi)實際情況。

5.6變壓器監(jiān)控

展示各電壓器的負載情況，從而可以為變壓器配備情況進行科學合理的規(guī)劃。通過各種運行參數(shù)狀態(tài)下用電效能的對比分析，找出更好的運行模式。根據(jù)運行模式調(diào)整負載，從而降低用電單耗，使電能損失降低。

5.7儀表實時監(jiān)控

展示各個水電氣儀表的實時參數(shù)變化，以曲線圖的方式展示。

5.8能源中控

將所有有關(guān)能源的能源參數(shù)集中在一個看板中，能從多個維度對比分析，實現(xiàn)各個產(chǎn)業(yè)線的對比，幫助領(lǐng)導掌控整個工廠的能源消耗，能源成本，標煤排放等的情況。

5.9用表統(tǒng)計

從能源使用種類、監(jiān)測區(qū)域、車間、生產(chǎn)工藝、工序、工段時間、設(shè)備、班組、分項等維度，采用曲線、餅圖、直方圖、累積圖、數(shù)字表等方式對企業(yè)用能統(tǒng)計、同比、環(huán)比分析、實績分析，折標對比、單位產(chǎn)品能耗、單位產(chǎn)值能耗統(tǒng)計，找出能源使用過程中的漏洞和不合理地方，從而調(diào)整能源分配策略，減少能源使用過程中的浪費。

5.1分析

統(tǒng)計各個監(jiān)測節(jié)點（工廠、車間）的當年、季度、月、周、日各類能源消耗費用，其中電包括峰電量、峰電費、谷電量、谷電費以及平均電量和平均電費。

5.11產(chǎn)品單耗統(tǒng)計

與企業(yè)MES系統(tǒng)對接，通過產(chǎn)品產(chǎn)量以及系統(tǒng)采集的能耗數(shù)據(jù)，在產(chǎn)品單耗中生成產(chǎn)品單耗趨勢圖，并進行同比和環(huán)比分析。同時將產(chǎn)品單耗與行業(yè)/國家/國際指標對標，以便企業(yè)能夠根據(jù)產(chǎn)品單耗情況來調(diào)整生產(chǎn)工藝，從而降低能耗。

5.12績效分析

對各類能源使用、消耗、轉(zhuǎn)換，按班組、區(qū)域、車間，產(chǎn)線、工段、設(shè)備等進行日、周、月、年的時段績效統(tǒng)計按照能源計劃或定額制定的績效指標進行KPI比較考核，幫助企業(yè)了解內(nèi)部能效水平和節(jié)能潛力，評定能源消耗是否合理。

5.13運行監(jiān)測

系統(tǒng)對區(qū)域、工段、設(shè)備能源消耗進行數(shù)據(jù)采集，監(jiān)測設(shè)備及工藝運行狀態(tài)，如溫度、濕度、流量、壓力、速度等，并支持變配電系統(tǒng)一次運行監(jiān)視。可直接從動態(tài)監(jiān)測平面圖快速瀏覽到所管理的能耗數(shù)據(jù)，支持按能源種類、車間、工段、時間等維度查詢相關(guān)能源用量。

5.14自定義能耗報表

用戶可通過自定義報表頭與列，靈活生產(chǎn)各種報表，查看企業(yè)各個節(jié)點的能耗，單耗，成本，綜合能耗等信息，并同比、環(huán)比報表，支持導出報表。

5.15同比、環(huán)比

提供能耗成本的圖形對比分析，包括分時段（日、月、年）的同比、環(huán)比分析，分類、分時段、分項（地點、機構(gòu)、設(shè)備）統(tǒng)計圖形對比分析（柱狀圖、餅圖、堆積圖等）。

5.16分析報告

以年、月、日對企業(yè)的能源利用情況、線路損耗情況、設(shè)備運行情況、運維情況等進行仔細的統(tǒng)計分析，讓用戶更加了解系統(tǒng)的運行情況，并為用戶提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，方便用戶發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，從而找出改善點，以及針對用能情況挖掘節(jié)能潛力。

5.17能耗設(shè)備用能

監(jiān)控耗能設(shè)備運行、停機及異常狀態(tài)，及時解決設(shè)備故障停運導致無法正常生產(chǎn)。

5.18線損分析

根據(jù)節(jié)點、能源分類，查詢各個節(jié)點線路上的能源損耗數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)能量在使用過程中的跑冒滴漏和異常用能等浪費的問題，提醒用戶及時進行干預(yù)。

5.19碳排放管理

按照區(qū)域?qū)μ寂欧趴偭康淖兓厔葸M行統(tǒng)計，并進行同環(huán)比分析。對單位產(chǎn)值碳排放量進行計算，并結(jié)合減排指標實現(xiàn)超標預(yù)警，提升區(qū)域減排水平，促進碳達峰目標實現(xiàn)。

5.20電能質(zhì)量監(jiān)測

實時監(jiān)測諧波含量、三相不平衡度、功率因數(shù)等，確保功率因數(shù)不低于供電局考核指標，避免被罰款和設(shè)備出現(xiàn)故障。

5.21運維管理

系統(tǒng)支持設(shè)備日常巡檢計劃、派工、消缺、報修、派工等設(shè)備運維管理，方便運行管理人員的制定巡檢計劃、派工，巡檢人員執(zhí)行巡檢、完成工單、巡檢發(fā)現(xiàn)問題消缺，進行故障報修、跟進維修進度，滿足日常巡檢、設(shè)備維修保養(yǎng)需要。

5.22報警管理

針對于電氣正常開展、限電和能耗雙控，實現(xiàn)電參量異常報警、電氣火災(zāi)隱患報警、能耗超標報警、限電報警等，幫助企業(yè)提前預(yù)警，避免發(fā)生火災(zāi)事故和被罰款導致用能成本過高。支持分級分類報警，可對報警進行派發(fā)與閉環(huán)處理。

5.23能耗抄表

可自定義時間段抄儀表的抄表值以及差值，可自定義抄表的分類分項。

5.24能耗分析自定義時間抄表

可自定義時間段內(nèi)各個拓撲節(jié)點的能耗值，可自定義抄表能耗值的的分類分項。

5.25容許量報表

提供容需量報表，實時展示容量需量價格的變化情況，幫助企業(yè)實現(xiàn)容改需，降低基本電費。

5.26復費率報表

對尖、峰、平、谷用電量及成本費用進行統(tǒng)計分析，為企業(yè)分時用電，優(yōu)化成本效益提供數(shù)據(jù)支持。

5.27文檔管理

對國標、能源管理制度、能源指標體系等文件進行歸檔，可快速查詢相關(guān)文檔。對儀表臺賬進行系統(tǒng)管理，支持文件的上傳和下載。

5.28 3D可視化大屏

對場景進行虛擬仿真，展示各區(qū)域運行及能源消耗情況，可實現(xiàn)分層預(yù)覽、轉(zhuǎn)場展示、風格切換、智能巡檢等效果，支持模型與監(jiān)測點位的自定義綁定。

5.29 3D子系統(tǒng)

對各動力子系統(tǒng)進行虛擬仿真，展示子系統(tǒng)的動力管線、設(shè)備的實時狀態(tài)及能源消耗情況，可實現(xiàn)動態(tài)的能源流向效果。

5.30 工業(yè)組態(tài)

可通過圖形化的編輯方式自定義組態(tài)圖，展示設(shè)備運行狀態(tài)及能源消耗情況，可上傳自定義素材及綁定監(jiān)測數(shù)據(jù)。

5.31 自定義駕駛艙

可通過圖形化的操作方式自定義駕駛艙，以折線圖、餅圖、表格等圖形展示采集數(shù)據(jù)及各類統(tǒng)計數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)源包括API、數(shù)據(jù)庫查詢、MQTT、Excel等方式。

5.32 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

對系統(tǒng)的項目、探測器、設(shè)備型號、電參量、節(jié)點、能源、公示、及相關(guān)參數(shù)進行配置、修改、刪除等管理、進行用戶添加和授權(quán)管理、合同管理。

5.33 手機APP

APP支持Android、iOS操作系統(tǒng)，方便用戶按能源分類、區(qū)域、車間、工序、班組、設(shè)備等不同維度掌握企業(yè)能源消耗、產(chǎn)線比對、效率分析、同環(huán)比分析、能耗折標、事件記錄、運行監(jiān)視、異常報警、配電圖、工藝流程圖、能流圖。

6.知識產(chǎn)權(quán)證書

7.系統(tǒng)硬件配置

8.結(jié)束語

系統(tǒng)能實時反映煤礦生產(chǎn)的能耗情況，監(jiān)視分析生產(chǎn)過程中的高耗能設(shè)備和環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了能耗的精細化管理，為節(jié)能降耗提供了堅實的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，為企業(yè)實現(xiàn)低碳減排提供了有力的技術(shù)支持。提高企業(yè)能效精細化管理水平，優(yōu)化用能結(jié)構(gòu)，促進節(jié)能降耗，實時監(jiān)視能源消耗，及時發(fā)現(xiàn)問題，減少用能損失；有效掌握能耗總量、能耗成本及能耗效率指標數(shù)據(jù)；有效分析用能特點，為優(yōu)化用能管理提供決策數(shù)據(jù)；推進企業(yè)實現(xiàn)綠色、低碳、節(jié)能的發(fā)展目標。