淺談工礦企業(yè)的能耗監(jiān)測系統(tǒng)

盛桂萌

江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405

摘 要：本文提出采用計(jì)算機(jī)輔助的能耗監(jiān)測系統(tǒng)，有效了解能耗的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和動態(tài)分布況，為能耗統(tǒng)計(jì)和節(jié)能管理等服務(wù)提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：能耗監(jiān)測 GPRS 無線通信 監(jiān)測系統(tǒng)

.       引言

傳統(tǒng)的工礦企業(yè)中，各種能源的消耗一直處于粗放的管理模式中，工礦企業(yè)的高耗能問題尤為突出。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，工礦企業(yè)單位能源損耗是民用的5～20 倍。因此，工礦企業(yè)的能

耗管理對整個(gè)社會的節(jié)能減排具有重要意義。利用現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)技術(shù)，完成工礦企業(yè)的能耗監(jiān)測平臺建設(shè)，實(shí)現(xiàn)對用電量大廠礦企業(yè)的能耗動態(tài)監(jiān)測，可以加強(qiáng)對其節(jié)能運(yùn)行管理，推動其建立和完善能效測評、用能標(biāo)準(zhǔn)、能耗統(tǒng)計(jì)、能源審計(jì)、能效公示等制度。

.       系統(tǒng)架構(gòu)及組成

.       系統(tǒng)功能框架圖

加強(qiáng)企業(yè)資源環(huán)境管理，調(diào)動職工節(jié)能減排積極性加強(qiáng)企業(yè)資源環(huán)境管理是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)。一方面，公司切實(shí)貫徹落實(shí)企業(yè)環(huán)境管理方針和環(huán)境管理目標(biāo)，在很大限度地減少固體廢棄物排放的同時(shí)，加強(qiáng)對固體廢棄物管理。幾年來，公司生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體廢渣全部外售給水泥生產(chǎn)企業(yè)作為原料，成為可重新利用的寶貴資源。同時(shí)，由于大量的固體廢渣不需要在廠內(nèi)占地堆放，也有利于廠區(qū)環(huán)境的治理與改善，促進(jìn)了企業(yè)的清潔化生產(chǎn)。另一方面，公司加強(qiáng)企業(yè)原料、能耗管理，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)的獎(jiǎng)懲制度。公司通過建立健全資源節(jié)約的管理制度，加強(qiáng)資源消耗的定額管理、計(jì)量管理、成班主任崗位責(zé)任制及計(jì)量統(tǒng)計(jì)核算制度，健全有效的激勵(lì)和約束機(jī)制，完善各項(xiàng)考核制度，調(diào)動職工參與企業(yè)推行循環(huán)經(jīng)濟(jì)、開展節(jié)能減排的積極性。

圖一

工礦企業(yè)的能耗監(jiān)測系統(tǒng)（系統(tǒng) 架構(gòu)見圖 1）一般按照行政級別構(gòu)建 自上而下的應(yīng)用系統(tǒng)。同時(shí)，通過防 火墻隔離內(nèi)網(wǎng)和外部互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，為不同類型的用戶提供不同的能耗數(shù)據(jù) 服務(wù)。業(yè)務(wù)開發(fā)人員、研究人員、系統(tǒng) 維護(hù)人員以及公眾用戶都可以通過 該系統(tǒng)查看所需要的數(shù)據(jù)。中心上傳數(shù)據(jù)，市級數(shù)據(jù)中心需要向 省級數(shù)據(jù)中心上傳數(shù)據(jù)。省、市級數(shù) 據(jù)中心系統(tǒng)的數(shù)據(jù)上傳工作流程如 圖 2 所示。

.       應(yīng)用層概述 應(yīng)用層包括消息管理、信息服 務(wù)、分析展示和后臺管理等大類，每 類中又包含相關(guān)子系統(tǒng)。軟件設(shè)計(jì)采 用松耦合模式，為系統(tǒng)擴(kuò)展性奠定基 礎(chǔ)。 數(shù)據(jù)采集。該部分需要整合大量 的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，其接受來源包括有線網(wǎng) 絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)總線等。該模塊對 上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)，臨時(shí)存儲 后，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng) 中。 數(shù)據(jù)處理。該部分將采集數(shù)據(jù)進(jìn) 行處理，包括協(xié)議的統(tǒng)一轉(zhuǎn)換，根據(jù) 每種能耗的計(jì)算規(guī)則，解析數(shù)據(jù)并計(jì) 算每種能源的單位消耗值。這是系統(tǒng) 中的重要組成部分，其中又包含數(shù)據(jù) 校驗(yàn)、數(shù)據(jù)包接卸、歸一處理等幾個(gè) 步驟。 數(shù)據(jù)上報(bào)。數(shù)據(jù)處理模塊將數(shù)據(jù) 存入中間交換緩存中，數(shù)據(jù)上報(bào)模塊 啟動一個(gè)定時(shí)任務(wù)，自動調(diào)度將數(shù)據(jù) 庫中數(shù)據(jù)提取，并組織為 XML 應(yīng)用層數(shù)據(jù)格式，上報(bào)給數(shù)據(jù)接收子系 統(tǒng)。 數(shù)據(jù)接收。數(shù)據(jù)上報(bào)后，接收子 系統(tǒng)再次進(jìn)行校驗(yàn)、解包、存儲，將數(shù) 據(jù)存入中心數(shù)據(jù)庫。 消息管理。該模塊用來負(fù)責(zé)各系 統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)、信息交換服務(wù)。 數(shù)據(jù)展示和分析。該子系統(tǒng)對處 理后的分類數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，通過圖形 方式進(jìn)行展示，為后續(xù)分析提供參 考。 此外，還包含有工礦企業(yè)服務(wù)系 統(tǒng)、公眾服務(wù)系統(tǒng)、信息維護(hù)子系統(tǒng) 等，用來完成不同類型用戶的信息監(jiān) 測、查詢需求。

.       數(shù)據(jù)處理流程

1.數(shù)據(jù)上傳 省級數(shù)據(jù)中心需要向部級數(shù)據(jù)中心上傳數(shù)據(jù)，市級數(shù)據(jù)中心需要向 省級數(shù)據(jù)中心上傳數(shù)據(jù)。省、市級數(shù) 據(jù)中心系統(tǒng)的數(shù)據(jù)上傳工作流程如 圖 2 所示。

數(shù)據(jù)打包。定時(shí)啟動數(shù)據(jù)打包程 序，從數(shù)據(jù)庫中抽取需要上報(bào)的數(shù) 據(jù)，按照接口標(biāo)準(zhǔn)封裝成 XML 格式 的數(shù)據(jù)包，并壓縮數(shù)據(jù)包。記錄操作 日志。 發(fā)起連接。向上一級數(shù)據(jù)中心服 務(wù)器發(fā)送握手消息，建立連接狀態(tài)。 如果連接不成功則再次發(fā)起連接。記 錄操作日志。 數(shù)據(jù)發(fā)送。調(diào)用上一級數(shù)據(jù)中心 的數(shù)據(jù)接收網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，基于 SOAP 傳 輸協(xié)議將壓縮后的 XML 數(shù)據(jù)包發(fā)送 出去。如因網(wǎng)絡(luò)故障或繁忙等原因造 成發(fā)送失敗則定時(shí)重新發(fā)送，直到發(fā) 送成功。記錄操作日志。 目前，約定各級數(shù)據(jù)中心分時(shí)段 集中上傳上一日的數(shù)據(jù)包。今后，隨 著數(shù)據(jù)中心增多、各數(shù)據(jù)中心監(jiān)測數(shù) 據(jù)量增大等情況變化，可以加大數(shù)據(jù) 傳輸頻率，減小數(shù)據(jù)包容量。 2.數(shù)據(jù)接收 部級數(shù)據(jù)中心需要接收省級數(shù) 據(jù)中心上傳的數(shù)據(jù)，省級數(shù)據(jù)中心需 要接收市級數(shù)據(jù)中心上傳的數(shù)據(jù)。 部、省級數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接收工作流程如圖 3 所示

數(shù)據(jù)接收。數(shù)據(jù)接收方式為被動 接收，采用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，基于 SOAP 傳輸協(xié)議。接收成功后將數(shù)據(jù)包 解壓縮，還原為標(biāo)準(zhǔn)格式的 XML 數(shù)據(jù) 包。記錄操作日志。 數(shù)據(jù)校驗(yàn)。數(shù)據(jù)校驗(yàn)包括數(shù)據(jù)格 式校驗(yàn)和數(shù)據(jù)內(nèi)容校驗(yàn)。數(shù)據(jù)格式校 驗(yàn)主要對上傳的工礦企業(yè)與能耗信息 進(jìn)行 XML Schema 校驗(yàn)，校驗(yàn)其是否 符合相關(guān)的格式要求；數(shù)據(jù)內(nèi)容校驗(yàn) 主要對上傳的企業(yè)與能耗信息中包含 數(shù)據(jù)的規(guī)范性及合理性進(jìn)行檢測與分 析。校驗(yàn)成功后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，失敗則 結(jié)束本次接收操作。記錄操作日志。 數(shù)據(jù)處理。對上傳的企業(yè)與能耗 信息的 XML 數(shù)據(jù)進(jìn)行解析以及數(shù)據(jù) 存儲至數(shù)據(jù)庫，并調(diào)用數(shù)據(jù)分析功能 對上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，生成數(shù)據(jù) 倉庫記錄。記錄操作日志。 數(shù)據(jù)備份。對接收到的企業(yè)和能 耗數(shù)據(jù)以及附件進(jìn)行備份。記錄操作日志

.       數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集集中器是監(jiān)測系統(tǒng)的關(guān) 鍵部分，該模塊在邏輯上隸屬于數(shù)據(jù) 采集子系統(tǒng)，但在硬件和設(shè)備部署上 位于數(shù)據(jù)采集的前端，主要負(fù)責(zé)各種智能儀表的數(shù)據(jù)采集、協(xié)議轉(zhuǎn)換，各種 通訊接口的數(shù)據(jù)收取發(fā)送等。其實(shí)時(shí) 性和協(xié)議轉(zhuǎn)換的效率、接口的兼容性 等都關(guān)系到底層數(shù)據(jù)收集的準(zhǔn)確性。 數(shù)據(jù)采集集中器的設(shè)計(jì)采用了主從式 方法。同時(shí)，在數(shù)據(jù)采集集中器中，采 用中間件的設(shè)計(jì)思想進(jìn)行軟件移植層 的構(gòu)建，從而使集中器能夠不局限于 一種硬件平臺實(shí)現(xiàn)，可以根據(jù)現(xiàn)場情 況選擇不同的硬件平臺進(jìn)行軟件集成，很大限度保證了開發(fā)和集成的靈 活性。 1.架構(gòu)及組成 系統(tǒng)層。包括基礎(chǔ)操作系統(tǒng)和驅(qū) 動程序，為上層應(yīng)用建立基本的執(zhí)行 環(huán)境。 設(shè)備可移植層。該軟件架構(gòu)可以 在各種運(yùn)行 Linux 的硬件設(shè)備上運(yùn) 行，為保證此目的，設(shè)計(jì)設(shè)備移植層， 屏蔽底層系統(tǒng)的差異。 端口配置和管理。負(fù)責(zé)完成底層 相關(guān)接口的配置。通信接口實(shí)現(xiàn)了各 種通信參數(shù)的設(shè)置、讀取、清空、重新 應(yīng)用等各種操作；同時(shí)，可以在端口上 綁定處理協(xié)議，從而使集中器可以正 確解析數(shù)據(jù)。 規(guī)約庫。協(xié)議規(guī)約庫中集中了多 種需要支持的設(shè)備通信規(guī)約，其設(shè)計(jì) 遵循統(tǒng)一的規(guī)約設(shè)計(jì)規(guī)范。規(guī)范中采 用松耦合模式構(gòu)建了協(xié)議頭部、數(shù)據(jù) 區(qū)域、數(shù)據(jù)排列模式、數(shù)據(jù)校驗(yàn)?zāi)Ｊ?/span>、 數(shù)據(jù)校驗(yàn)位等屬性字段。采用該規(guī)范 設(shè)計(jì)完成協(xié)議庫的開發(fā)，即可動態(tài)擴(kuò) 展集中器的功能。 協(xié)議動態(tài)加載模塊。該模塊負(fù)責(zé) 針對不同端口的配置，動態(tài)加載不同 的協(xié)議。一般來說，設(shè)備每次修改配 置，都會重新初始化該模塊，完成協(xié) 議和端口的重新綁定及加載，并通知 轉(zhuǎn)發(fā)處理模塊重新開始數(shù)據(jù)處理。 連接和轉(zhuǎn)發(fā)處理。該模塊將底層 轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，根據(jù)端口和 設(shè)備的配置選項(xiàng)，將數(shù)據(jù)從下行端口 轉(zhuǎn)發(fā)到配置的上行端口；也可以將幾個(gè)下行端口數(shù)據(jù)集中后，通過協(xié)議集中向上發(fā)送。 配置和轉(zhuǎn)發(fā)邏輯層。用以配置用戶數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)模式、接口和協(xié)議的綁定等，是對外的主要用戶接口。 2.中間件設(shè)計(jì)模式 系統(tǒng)層。該層主要是既有系統(tǒng)的 資源，是實(shí)現(xiàn)移植層的基礎(chǔ)，也是硬件平臺提供直接的訪問接口。移植層。定義與硬件相關(guān)的移植接口，屏蔽底層硬件的差異；其設(shè)計(jì)遵循小集合的原則，接口采用 C 語言實(shí)現(xiàn)，但不使用任何系統(tǒng)的相關(guān)調(diào)用 方法。 中間層和業(yè)務(wù)框架層。該層是中間件系統(tǒng)的內(nèi)部核心，包含了上述的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、協(xié)議加載、端口配置管理等 模塊。 業(yè)務(wù)接口層。實(shí)現(xiàn)用戶操控接口，使用此類接口，可以控制整個(gè)設(shè) 備的運(yùn)行模式和數(shù)據(jù)協(xié)議處理方式。

五、平臺介紹

 1、安科瑞企業(yè)能源管控系統(tǒng)概述

   安科瑞企業(yè)能源管控系統(tǒng)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(shí)行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理，監(jiān)測企業(yè)電、水、燃?xì)?、蒸汽及壓縮空氣等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)針對各種能源需求及用能情況、能源質(zhì)量、產(chǎn)品能源單耗、各工序能耗、工藝、車間、產(chǎn)線、班組、重大能耗設(shè)備等的能源利用情況等進(jìn)行能耗統(tǒng)計(jì)、同環(huán)比分析、能源成本分析、碳排分析，為企業(yè)加強(qiáng)能源管理，提高能源利用效率、挖掘節(jié)能潛力、節(jié)能評估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和支持。

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(xué)校、酒店、寫字樓以及汽車制造、機(jī)電設(shè)備、電器產(chǎn)品、工器具制造等離散制造業(yè)。

3、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

   現(xiàn)場通過廠區(qū)局域網(wǎng)和平臺通訊，平臺搭建在客戶自己配置的服務(wù)器上。搭建完成之后，客戶可以在任意能與局域網(wǎng)聯(lián)通的地方，通過有權(quán)限的賬號登陸網(wǎng)頁以及手機(jī)APP查看各處的運(yùn)行情況。

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

   現(xiàn)場設(shè)備層：主要是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于水、電、氣等參量采集測量的各類型的儀表等，也是構(gòu)建該配電、耗水、耗氣系統(tǒng)必要的基本組成元素。肩負(fù)著采集數(shù)據(jù)的重任，這些設(shè)備可為本公司各系列帶通訊網(wǎng)絡(luò)電力儀表、溫濕度控制器、開關(guān)量監(jiān)測模塊以及合格供應(yīng)商的水表、氣表、冷熱量表等。

   網(wǎng)絡(luò)通訊層：包含現(xiàn)場智能網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備。智能網(wǎng)關(guān)主動采集現(xiàn)場設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲，并通過網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，智能網(wǎng)關(guān)可在網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)將數(shù)據(jù)存儲在本地，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。

   平臺管理層：包含應(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)器可以合一配置。

   平臺采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：

4、工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)測系統(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(shí)行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理。實(shí)時(shí)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(qiáng)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)。

（1）平臺登錄

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

（2）大屏展示

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

（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(jì)數(shù)據(jù)。

（4）數(shù)據(jù)監(jiān)控

   對企業(yè)各點(diǎn)位的能源使用、報(bào)警等情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。以便企業(yè)用戶能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)測各個(gè)點(diǎn)位的運(yùn)作情況，同時(shí)能更快的掌握點(diǎn)位的報(bào)警，并為企業(yè)削峰填谷、調(diào)整負(fù)載等技改措施提供數(shù)據(jù)支撐。

   能源實(shí)時(shí)監(jiān)控：對于水、電、氣等能源消耗進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，確保用能環(huán)節(jié)的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，顯示配電圖、能流圖、能源平衡網(wǎng)絡(luò)圖、能源計(jì)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(jìn)行實(shí)時(shí)展示；當(dāng)能源參數(shù)越限報(bào)警，可提供報(bào)警重要性等級分類，同時(shí)支持APP推送、手機(jī)短信、郵件、釘釘、語音播報(bào)、系統(tǒng)彈窗報(bào)警提示等；

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

   實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)：實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)工廠、車間、工序、設(shè)備的當(dāng)年、季度、月、周、日、班次等能耗值；

   數(shù)據(jù)展示：通過實(shí)時(shí)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(bào)警信息進(jìn)行集中顯示，可以對報(bào)警閾值信息進(jìn)行相關(guān)處理操作，可以對報(bào)警參數(shù)進(jìn)行在線設(shè)置，當(dāng)能源參數(shù)越限報(bào)警，可提供報(bào)警重要性等級分類，具備APP推送、手機(jī)短信、郵件、釘釘、語音播報(bào)、系統(tǒng)彈窗等報(bào)警提示；

（5）視頻監(jiān)控

   接入攝像頭，實(shí)時(shí)掌控企業(yè)內(nèi)實(shí)際情況。

（6）變壓器監(jiān)控

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

（7）儀表實(shí)時(shí)監(jiān)控

   展示各個(gè)水電氣儀表的實(shí)時(shí)參數(shù)變化，以曲線圖的方式展示。

（8）能源中控

   將所有有關(guān)能源的能源參數(shù)集中在一個(gè)看板中，能從多個(gè)維度對比分析，實(shí)現(xiàn)各個(gè)產(chǎn)業(yè)線的對比，幫助領(lǐng)導(dǎo)掌控整個(gè)工廠的能源消耗，能源成本，標(biāo)煤排放等的情況。

（9）用能統(tǒng)計(jì)

   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(shí)間、設(shè)備、班組、分項(xiàng)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(jì)、同比、環(huán)比分析、實(shí)績分析，折標(biāo)對比、單位產(chǎn)品能耗、單位產(chǎn)值能耗統(tǒng)計(jì)，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(fèi)。

（10）成本分析

   統(tǒng)計(jì)各個(gè)監(jiān)測節(jié)點(diǎn)（工廠、車間）的當(dāng)年、季度、月、周、日各類能源消耗費(fèi)用，其中電包括峰電量、峰電費(fèi)、谷電量、谷電費(fèi)以及平均電量和平均電費(fèi)。

（11）產(chǎn)品單耗統(tǒng)計(jì)

   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(jìn)行同比和環(huán)比分析。同時(shí)將產(chǎn)品單耗與行業(yè)/國家/國際指標(biāo)對標(biāo)，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。

（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(jìn)行日、周、月、年、時(shí)段績效統(tǒng)計(jì)按照能源計(jì)劃或定額制定的績效指標(biāo)進(jìn)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。

（13）運(yùn)行監(jiān)測

   系統(tǒng)對區(qū)域、工段、設(shè)備能源消耗進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，監(jiān)測設(shè)備及工藝運(yùn)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(yùn)行監(jiān)視?？芍苯訌膭討B(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(shí)間等維度查詢相關(guān)能源用量。

（14）自定義能耗報(bào)表

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

（15）同比、環(huán)比

   提供能耗成本的圖形對比分析，包括分時(shí)段（日、月、年）的同比、環(huán)比分析，分類、分時(shí)段、分項(xiàng)（地點(diǎn)、機(jī)構(gòu)、設(shè)備）統(tǒng)計(jì)圖形對比分析（柱狀圖、餅圖、堆積圖等）。

同比

環(huán)比

（16）分析報(bào)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(yùn)行情況、運(yùn)維情況等進(jìn)行仔細(xì)的統(tǒng)計(jì)分析，讓用戶更加了解系統(tǒng)的運(yùn)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(diǎn)，以及針對用能情況挖掘節(jié)能潛力。

（17）能耗設(shè)備用能

   監(jiān)控耗能設(shè)備運(yùn)行、停機(jī)及異常狀態(tài)，及時(shí)解決設(shè)備故障停運(yùn)導(dǎo)致無法正常生產(chǎn)。

（18）線損分析

   根據(jù)節(jié)點(diǎn)、能源分類，查詢各個(gè)節(jié)點(diǎn)線路上的能源損耗數(shù)據(jù)，及時(shí)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(fèi)的問題，提醒用戶及時(shí)進(jìn)行干預(yù)。

（19）碳排放管理

   按照區(qū)域?qū)μ寂欧趴偭康淖兓厔葸M(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)行同環(huán)比分析。對單位產(chǎn)值碳排放量進(jìn)行計(jì)算，并結(jié)合減排指標(biāo)實(shí)現(xiàn)超標(biāo)預(yù)警，提升區(qū)域減排水平，促進(jìn)碳達(dá)峰目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

（20）電能質(zhì)量監(jiān)測

   實(shí)時(shí)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(biāo)，避免被罰款和設(shè)備出現(xiàn)故障。

（21）運(yùn)維管理

   系統(tǒng)支持設(shè)備日常巡檢計(jì)劃、派工、消缺、報(bào)修、派工等設(shè)備運(yùn)維管理，方便運(yùn)行管理人員的制定巡檢計(jì)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(jìn)行故障報(bào)修、跟進(jìn)維修進(jìn)度，滿足日常巡檢、設(shè)備維修保養(yǎng)需要。

（22）報(bào)警管理

   針對于電氣正常開展、限電和能耗雙控，實(shí)現(xiàn)電參量異常報(bào)警、電氣火災(zāi)隱患報(bào)警、能耗超標(biāo)報(bào)警、限電報(bào)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(dǎo)致用能成本過高。支持分級分類報(bào)警，可對報(bào)警進(jìn)行派發(fā)與閉環(huán)處理。

（23）能耗抄表

   可自定義時(shí)間段抄儀表的抄表值以及差值，可自定義抄表的分類分項(xiàng)。

（24）能耗分析自定義時(shí)間抄表

   可自定義時(shí)間段內(nèi)各個(gè)拓?fù)涔?jié)點(diǎn)的能耗值，可自定義抄表能耗值的的分類分項(xiàng)。

（25）容需量報(bào)表

   提供容需量報(bào)表，實(shí)時(shí)展示容量需量價(jià)格的變化情況，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)容改需，降低基本電費(fèi)。

（26）復(fù)費(fèi)率報(bào)表

   對尖、峰、平、谷用電量及成本費(fèi)用進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，為企業(yè)分時(shí)用電，優(yōu)化成本效益提供數(shù)據(jù)支持。

（27）文檔管理

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

（28）3D可視化大屏

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

（29）3D子系統(tǒng)

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

（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(yùn)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)。

（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(jì)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)源包括API、數(shù)據(jù)庫查詢、MQTT、Excel等方式。

（32）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

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

（33）手機(jī)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(biāo)、事件記錄、運(yùn)行監(jiān)視、異常報(bào)警、配電圖、工藝流程圖、能流圖。

（34）知識產(chǎn)權(quán)證書

5.系統(tǒng)硬件配置

六、結(jié)語

   本文基于自動化設(shè)備和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu) 建的工礦企業(yè)的能耗監(jiān)測系統(tǒng)，可以 為業(yè)主用戶提供能耗情況的報(bào)告，為 其節(jié)能提供參考數(shù)據(jù)。其中，數(shù)據(jù)采集 集中器的設(shè)計(jì)方法，可以滿足現(xiàn)場多 種類型設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和協(xié)議轉(zhuǎn)換。 該系統(tǒng)可以成為節(jié)能減排控制系統(tǒng)的 基礎(chǔ)系統(tǒng)和子系統(tǒng)存在，為其提供基 本的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來源。

參考文獻(xiàn)

.       曾向紅（中國計(jì)算機(jī)函授學(xué)院）《工礦企業(yè)的計(jì)算機(jī)能耗監(jiān)測系統(tǒng)》

[2] 楊申仲.行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)與能耗考 核[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[3] [美]Karm Yaghmour.構(gòu)建嵌入式 Linux 系統(tǒng)[M].北京：中國電力出版社，2004.

[4] 梁境.大型公共建筑節(jié)能運(yùn)行監(jiān)管模 式 的 研 究 [J]. 重慶大學(xué)博士論文，

2009-04-01.

[5]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2022.05版。