淺談工礦企業(yè)的能耗監(jiān)測(cè)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(cè)系統(tǒng)，有效了解能耗的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和動(dòng)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(cè) GPRS 無(wú)線通信 監(jiān)測(cè)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(wèn)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(duì)整個(gè)社會(huì)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(cè)平臺(tái)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)用電量大廠礦企業(yè)的能耗動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，可以加強(qiáng)對(duì)其節(jié)能運(yùn)行管理，推動(dòng)其建立和完善能效測(cè)評(píng)、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(dòng)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(duì)固體廢棄物管理。幾年來(lái)，公司生產(chǎn)過(guò)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(guò)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(dòng)職工參與企業(yè)推行循環(huán)經(jīng)濟(jì)、開(kāi)展節(jié)能減排的積極性。

圖一

工礦企業(yè)的能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（系統(tǒng) 架構(gòu)見(jiàn)圖 1）一般按照行政級(jí)別構(gòu)建 自上而下的應(yīng)用系統(tǒng)。同時(shí)，通過(guò)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(kāi)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(guò) 該系統(tǒng)查看所需要的數(shù)據(jù)。中心上傳數(shù)據(jù)，市級(jí)數(shù)據(jù)中心需要向 省級(jí)數(shù)據(jù)中心上傳數(shù)據(jù)。省、市級(jí)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(tái)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(lái)源包括有線網(wǎng) 絡(luò)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)總線等。該模塊對(duì) 上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)，臨時(shí)存儲(chǔ) 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(dòng)一個(gè)定時(shí)任務(wù)，自動(dòng)調(diào)度將數(shù)據(jù) 庫(kù)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(chǔ)，將數(shù) 據(jù)存入中心數(shù)據(jù)庫(kù)。 消息管理。該模塊用來(lái)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(duì)處 理后的分類數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，通過(guò)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(lái)完成不同類型用戶的信息監(jiān) 測(cè)、查詢需求。

.       數(shù)據(jù)處理流程

1.數(shù)據(jù)上傳 省級(jí)數(shù)據(jù)中心需要向部級(jí)數(shù)據(jù)中心上傳數(shù)據(jù)，市級(jí)數(shù)據(jù)中心需要向 省級(jí)數(shù)據(jù)中心上傳數(shù)據(jù)。省、市級(jí)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(dòng)數(shù)據(jù)打包程 序，從數(shù)據(jù)庫(kù)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(jí)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(jí)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(jí)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(cè)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(jí)數(shù)據(jù)中心需要接收省級(jí)數(shù) 據(jù)中心上傳的數(shù)據(jù)，省級(jí)數(shù)據(jù)中心需 要接收市級(jí)數(shù)據(jù)中心上傳的數(shù)據(jù)。 部、省級(jí)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(dòng) 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(duì)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(duì)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(cè)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(duì)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(chǔ)至數(shù)據(jù)庫(kù)，并調(diào)用數(shù)據(jù)分析功能 對(duì)上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，生成數(shù)據(jù) 倉(cāng)庫(kù)記錄。記錄操作日志。 數(shù)據(jù)備份。對(duì)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(cè)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(tái)實(shí)現(xiàn)，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情 況選擇不同的硬件平臺(tái)進(jìn)行軟件集成，很大限度保證了開(kāi)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(dòng)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(kù)。協(xié)議規(guī)約庫(kù)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(kù)的開(kāi)發(fā)，即可動(dòng)態(tài)擴(kuò) 展集中器的功能。 協(xié)議動(dòng)態(tài)加載模塊。該模塊負(fù)責(zé) 針對(duì)不同端口的配置，動(dòng)態(tài)加載不同 的協(xié)議。一般來(lái)說(shuō)，設(shè)備每次修改配 置，都會(huì)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(kāi)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(guò)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(duì)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(tái)提供直接的訪問(wèn)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(yǔ)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(tái)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(dòng)化、信息化技術(shù)和集中管理模式，對(duì)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(dòng)態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理，監(jiān)測(cè)企業(yè)電、水、燃?xì)狻⒄羝皦嚎s空氣等各類能源的消耗情況，通過(guò)數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢(shì)分析，幫助企業(yè)針對(duì)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(píng)估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和支持。

2、應(yīng)用場(chǎng)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(xiě)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(chǎng)通過(guò)廠區(qū)局域網(wǎng)和平臺(tái)通訊，平臺(tái)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(guò)有權(quán)限的賬號(hào)登陸網(wǎng)頁(yè)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(chǎng)設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和平臺(tái)管理層。

   現(xiàn)場(chǎng)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(cè)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(kāi)關(guān)量監(jiān)測(cè)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(chǎng)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(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)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(chǔ)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫(kù)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(chǔ)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(tái)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(tái)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(cè)系統(tǒng)功能

   平臺(tái)采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)和集中管理模式，對(duì)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(dòng)態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)企業(yè)各類能源的消耗情況，通過(guò)數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢(shì)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(tái)登錄

   在瀏覽器打開(kāi)云平臺(tái)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(yè)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(yè)

   首頁(yè)展示峰谷平用電、變壓器情況、年能耗趨勢(shì)、單耗趨勢(shì)、分類能耗等企業(yè)級(jí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

（4）數(shù)據(jù)監(jiān)控

   對(duì)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(cè)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(duì)于水、電、氣等能源消耗進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，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(duì)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(jí)分類，同時(shí)支持APP推送、手機(jī)短信、郵件、釘釘、語(yǔ)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(huà)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(guò)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(cè)：對(duì)能源報(bào)警信息進(jìn)行集中顯示，可以對(duì)報(bào)警閾值信息進(jìn)行相關(guān)處理操作，可以對(duì)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(jí)分類，具備APP推送、手機(jī)短信、郵件、釘釘、語(yǔ)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(guò)各種運(yùn)行參數(shù)狀態(tài)下用電效能的對(duì)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(duì)比分析，實(shí)現(xiàn)各個(gè)產(chǎn)業(yè)線的對(duì)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(cè)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(duì)企業(yè)用能統(tǒng)計(jì)、同比、環(huán)比分析、實(shí)績(jī)分析，折標(biāo)對(duì)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(guò)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(guò)程中的浪費(fèi)。

（10）成本分析

   統(tǒng)計(jì)各個(gè)監(jiān)測(cè)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(duì)接，通過(guò)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(shì)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(guó)家/國(guó)際指標(biāo)對(duì)標(biāo)，以便企業(yè)能夠根據(jù)產(chǎn)品單耗情況來(lái)調(diào)整生產(chǎn)工藝，從而降低能耗。

（12）績(jī)效分析

   對(duì)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(jī)效統(tǒng)計(jì)按照能源計(jì)劃或定額制定的績(jī)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(píng)定能源消耗是否合理。

（13）運(yùn)行監(jiān)測(cè)

   系統(tǒng)對(duì)區(qū)域、工段、設(shè)備能源消耗進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，監(jiān)測(cè)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。可直接從動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)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(guò)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(wú)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(guò)程中的跑冒滴漏和異常用能等浪費(fèi)的問(wèn)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?shì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)行同環(huán)比分析。對(duì)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(cè)

   實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(wèn)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(duì)于電氣正常開(kāi)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(guò)高。支持分級(jí)分類報(bào)警，可對(duì)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?jī)r(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(duì)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(duì)國(guó)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(duì)儀表臺(tái)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(duì)場(chǎng)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(chǎng)展示、風(fēng)格切換、智能巡檢等效果，支持模型與監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的自定義綁定。

（29）3D子系統(tǒng)

   對(duì)各動(dòng)力子系統(tǒng)進(jìn)行虛擬仿真，展示子系統(tǒng)的動(dòng)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(dòng)態(tài)的能源流向效果。

（30）工業(yè)組態(tài)

   可通過(guò)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(cè)數(shù)據(jù)。

（31）自定義駕駛艙

   可通過(guò)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(kù)查詢、MQTT、Excel等方式。

（32）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

   對(duì)系統(tǒng)的項(xiàng)目、探測(cè)器、設(shè)備型號(hào)、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(duì)、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(shí)產(chǎn)權(quán)證書(shū)

5.系統(tǒng)硬件配置

六、結(jié)語(yǔ)

   本文基于自動(dòng)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(cè)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(chǎng)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(lái)源。

參考文獻(xiàn)

.       曾向紅（中國(guó)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(cè)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(guó)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(cè).2022.05版。