概述

工业是能源消耗的主要领域,工业能耗占全社会能耗比重超过70%,随着我国工业化、城镇化进程的加快,工业节能减排任务重、压力大。应用信息化技术建设数字化能源管控系统、实现能耗在线监测,实时、准确地把握重点行业、重点企业及关键工序的能耗,不仅是企业实现精细化节能管理、促进节能降耗的必然要求,也是各级工业和信息化主管部门把握能源消费趋势、加强能耗预测预警、科学制定产业政策的前提和基础,更是推动工业转型升级和绿色发展、构建资源节约型和环境友好型工业体系的内在要求。

近年来,加强工业企业节能基础能力建设,提高工业能源利用效率等一直是政府部门积极推进的工作之一。财政部、工信部就联合印发了《工业企业能源管理中心建设示范项目财政补助资金管理暂行办法》,工信部印发了《关于建立工业节能减排信息监测系统的通知》等系列文件,支持建设了多批工业企业能源管理中心示范项目,涉及钢铁、石油和化工、建材、有色金属等行业,覆盖全国31个省份。

参考标准

GB 17167-2006 《用能单位能源计量器具配备和管理通则》

GB/T 23331-2012 《工业企业能源管理体系 要求》

设计理念

能源管理体系、能源管理中心和能效对标建设(“三能”体系建设)是节能工作的重点,推进能耗在线监测和体系认证,不仅是企业实现高效化节能管理的必然要求,也是各级节能主管部门把握地区能源消费趋势的内在要求。

能源管理中心建设主要工作是把企业的能源/资源消耗如:电力、原煤、天然气、油、水以及能源加工转换的蒸汽、热能等的使用过程的数据,监测、记录、分析、指导。实时监控企业各种能源的详细使用情况,为节能降耗提供直观科学的依据,为企业查找能源消耗弱点,促进能源管理水平的进一步提高及生产运营成本的进一步降低。使能源使用合理,控制能源浪费,达到节能减排,节能降耗,再创造效益的目的。通过监测的数据分析,可以帮助企业对主要耗能设备进行实时考核,杜绝浪费,并可以帮助企业进一步优化使用状况,以降低单位能耗成本,设备维护成本,提高企业综合竞争力。为企业经营管理、计量管理、节能管理提高到一个新的概念。

同时企业通过工业能源智慧管理系统平台与政府能耗管理平台进行对接,加强工业用能管理,采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施,在工业领域各个环节降低能源消耗,减少污染物排放,高效合理地利用能源。

系统组成

设备和用户可通过Internet连接至我司的工业能源智慧管理平台,用户可在线创建不同项目,项目运行在同一平台上,但是界面和数据通过账号/项目标识区分,提供专用系统体验。或把完整平台安装至自建的监控中心的服务器集群,或公共数据中心租赁的服务器集群。

系统平台支持现场总线、以太网、无线3G/4G网络等多种组网方案,整体分为现场测控仪表、网络通讯设备、云计算处理中心以及业务处理端四个部分。

云计算中心,是整个平台的核心,包括采集服务器、数据库服务器和Web展示服务器。支持多种灵活的部署方式,可以在公有云或私有云部署,也可以用户本地服务器部署。

业务处理端,是平台的操作客户端,可以通过Internet网络或本地局域网方式web访问,支持手机APP访问,完美实现随时随地办公。

网络通讯设备,包括通讯管理机、交换机等,负责现场数据收集、数据缓存、数据主动上传,支持局域网、公网、3G/4G无线网络及GPRS无线的传输方式。

现场测控仪表,就地安装于配电柜、配电箱内的各类计量表计。根据项目性质可选择不同尺寸和安装方式的多功能计量表计:

一类为新建工业项目,可设计如SFERE720、SFERE100、PD19系列屏装仪表,带有RS485通讯接口,具备现场组网通讯,实现数据上传功能。

另一类为改造类工业项目,项目比较老旧,原仪表为指针式表计或没有安装仪表,需要对仪表进行智能化改造,使计量表计具备RS485通讯接口,实现组网功能。设计时可使用PD194Z-E系列、sfere700系列,支持导轨安装,多回路计量,既做到安装方便,又提高其经济性。

软件架构

工业能源智慧管理系统是基于计量表计、总线通讯、web技术以及云计算为核心,结合企业职能部门和产线产量,对工业企业进行多维度的能耗统计、单位能耗计算分析,并通过计算能耗与产出比例与同行对标,达到完善企业用能效率和提高企业竞争力的目的。

显示层:是用户与平台数据交互部分,由web客户端计算机或手机APP端组成,是用户对平台能耗数据的显示、查询、分析部分。

服务层:提供平台服务总线,包括系统集成和插件接口服务、平台服务、事件驱动服务、实时数据分析服务。服务总线支持动态加载和水平扩展,各个服务可在同一台或 多个VM中运行,当系统规模增加时,只需增加服务器数量,做到水平扩展即可。

聚合层:订阅采集层变化数据和事件信息,并绑定通用数据模型进行聚合计算,并实现数据和事件信息存储至时间序列DB。聚合层和采集层通过消息队列实现实时数据订阅和发布,并提供标准API集成。

采集层:通过分布式采集硬件和软件服务连接智能仪表、传感器等,支持各类通用工业协议、电力规约。

软件特点

任意设备接入

可支持不同通信协议和制式,并支持不同厂商设备规格和数据点描述。系统采用监控单元方式分布式接入设备,通过定义协议库和设备库支持设备动态接入。监控单元在软件上是通用的,但是根据设备接入场合提供不同接口和运算能力的采集器硬件。

海量设备计入

为避免低效的数据轮询和大量冗余数据上传至平台,采用分布式监控单元在设备端进行本地数据采集、处理和上报,只上报变化数据和事件告警,减少平台中心压力。同时在平台聚合成通过分布式消息总线分离数据请求,通过增加消息总线即可实现海量设备接入。

多用户访问

一是支持大规模用户访问,通过设定方向代理和分配算法将不同用户群分离,增加代理服务器即可实现更多的用户加入; 二是基于角色权限限制用户可访问数据和功能模块,加强系统安全性,并减少不必要数据传输; 三是多租户,用户可在线创建不同项目,项目运行在同一平台上,但是界面和数据通过user/project标识,给用户专用系统体验。

API集成

通过MQTT方式开放实时数据,事件告警、控制命令和配置变更等数据接口,第三方系统和设备可通过MQTT实行实时数据集成,通过HTTP RESTFUL接口提供配置和历史数据访问。

功能概览

工业能源智慧管理系统平台源于世界领先的能源管理信息技术和理念,集斯菲尔研发团队、技术专家、客户智慧于一体,通过多年的行业经验积累和对行业用户的个性需求的充分调研,形成安全稳定的能源管理产品。

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