能源管理软件


【能源管理系统(EMS)解决方案】:


钢软综合能源管理系统是依托计算机网络技术、通信技术、计量控制等自动化、信息化技术,实现能源分析、管理、监测、计量等一整套的科学管理系统,同时具有数字化、网络化和可视化的先进管理系统特点。它以客观综合能源数据为依据,实现工业单位的水、电、气等能源消耗的监控控制,同时通过对能源数据进行采集分析、模型设计、计算和统计,帮助用能单位完成能源统计、能源审计、能效公示、分析预警、定额管理、节能考核、信息共享的节能监管信息化功能,帮助用能单位从单体设备及工序节能向统筹优化和综合利用转变,实现行为节能;为领导决策提供及时、客观、科学的依据,达到优化用能、节约用能的目的。



【解决如下问题】:


仅配置或未配置各种能源介质计量点,对结算数据缺乏全局监管手段

机组真实能耗不能掌握,能耗指标尚属人为推算,误差较大

机组能耗指标不清,导致用能单位责任不清,无节能手段

对能耗数据很难进行统计分析,生产工序能耗不能量化,能耗成本难以控制

随着生产机组的增多,管理难度加大


【实现功能】:


建立完整的能源生产在线监视平台和能源管控中心,通过实时采集和处理计量数据,全面、准确、及时地反映各用能工序能源使用状况,实现管控一体化的能源管理模式;

在管理基础条件好的区域或站所,实现能源站所的远程控制,实现现场无人值守,远程集中管理控制,提高生产效率;

应用先进的数学模型,实现能源介质潮流分析和能源调度的最优经济运行,完成能源数据的指标比对、预测预警、图表显示、报表管理、数据储存、数据上传等功能;

实现与信息化等系统资源共享,在全厂能源管理范围内,实现能源消耗计划、绩效和成本核算管理的无纸化;

对各个工序能耗、质量、运行数据进行能量平衡分析,提供支持企业能源审计数据,帮助分析能耗指标与设备节能评估。

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【网络架构】:




根据能源工艺系统的实际位置,定义一个或多个工业光纤环网,现场各采集系统(PLC、DCS、RTU、I/O、其他数据库等)分别连接到工业光纤环网,形成星型网络结构。

核心以太网连接实时数据库服务器、历史数据库服务器、应用服务器、WEB服务器、模拟屏服务器、工程师站、操作员站、打印机等。

操作员站完成操作画面、信息显示、实时曲线、参数设定、事件报警、潮流监视、设备状态显示等功能,在操作站上可进行数据查询、报表查询、报表打印等工作。

工程师站使系统维护人员能够在能源中心对能源管理系统及计算机软硬件进行配置和异常处理。这些维护工作站可对应用软件、接口程序、数据库系统、操作日志、数据备份等进行系统级别的操作管理。

实时数据库服务器运行SCADA软件,负责能源数据的通讯采集、数据处理、报警等,并将数据信息和记录共享给其他服务器。

历史数据库服务器主要用于能源分析、预测、优化、数据归档和备份等功能,支持采用关系数据库 Oracle 或 DB2 来对能源管理应用程序提供数据服务。

应用服务器运行能源管理分析软件,实现能源实绩、能源预测分析、能源计划、定额管理、设备管理、运行管理、质量管理、节能考核等功能。

WEB 服务器主要用于远程数据发布,可远程计算机上完成能源管控系统的监视功能,通过配置不同的权限,WEB客户端可以分区域、分介质等浏览查询。


【功能架构】:




【系统特点】:


一、技术先进性

采用了面向对象的多层结构,B/S和C/S两种架构有效融合。充分采用了COM技术、XML技术、数据仓库技术、网络通信技术和J2EE、SOA技术,将ERP、SCM、CRM的先进管理思想与工业行业的具体情况相结合。


二、标准化

采用标准化的数据接口,利用国际标准化的数据交换格式XML,可实与现代工业企业复杂的计算机网络、繁杂的企业生产管理系统、一二级工业标准自动化控制系统、云信息发布系统、商务、个人手机客户端等数据嵌入式无缝对接。


三、可扩展性

采用分布式系统架构,编程架构上将数据层、逻辑层和界面层分离,大大增强了系统的可扩展性和可维护性。采用稳定核心+外挂模块的方式,使得挂接外部模块和功能都非常方便,可以满足用户需求不断发展的要求。


四、系统数据库

采用ORCAL数据库,满足数据刷新频率高、存贮量大、快速访问、故障后及时恢复及数据同步的需求。


五、高性能的数据采集器:

◎通信功能强,支持面向未来的PROFINET网络;

◎开放性的系统,强大的外部数据接口和数据处理能力,采用符合国际通行标准的通讯协议,满足与其他系统的兼容性,满足用户所要求的数据采集速率;

◎极高的稳定性、实时性及可靠性;

◎断线数据存储功能,在采集终端掉线时可以自动保存数据,当网络恢复后自动上传带时间戳的数据,以保证采集数据的完整性。

◎硬件配置热插拔底座,满足系统维护和模板增减的功能需求,即插即用。


六、功能强大的通讯网关

◎方便从不同主流品牌PLC和DCS系统采集数据,如:Siemens、GE、AB、ABB、Yokogawa、Modicon Quatumn等。

◎将能源管理系统和现场控制系统进行物理隔离,阻断网络病毒的传播。

◎支持多种通讯协议,如DNP3.0、IEC101/IEC104、ProfiBus、ControlNet、Ethernet/IP、DeviceNet、CANOpen、Modbus、Modbus TCP、Modbus Plus、DF1、DL645等。


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【能源管理软件的基本模块和功能】:


◎能源系统模型:

分析企业用能情况,建立能源系统基本模型,如能源介质投入产出模型,介质单耗预测模型,能源预测模型,四级计量管理模型等。


◎能源计划与实绩管理:

能源计划:能源规划管理、能源计划管理,能源介质平衡计划,并匹配到公司-分厂-车间-班组具体 的指标计划,做到指标计划的绩效考核与分析;


能源实绩:包括数据收集(自动、手工抄表、第三方接口)、数据修正(含仪表修正和工艺修正)、数据动态平衡、数据统计与发布等,能源对比分析、能源平衡报表。


◎能效分析:

节能管理、能源网络图、能源四级指标统计、跟踪、分析、预测、能源报表、成本分析、能源利用效率(产出率、转换率、企业能源利用率)、供需计划分析、 能源供需实绩分析等。


◎能源生产调度运行管理:

能源调度中心进行的日常管理、隐患管理、调度指挥、工艺检查,例如调度能源运行方式管理、停复机管理、调度值班日常管理、能源事故管理、能源 应急预案等;


◎能源监察管理:

能源监察计划管理、能源监察通报、整改、处罚、考评管理等。


◎能源调度平衡:

根据调度模型模拟与预测并结合生产实际运行情况,及时作出能源平衡预测与计算,提出介质平衡方案和调度指令。

能源质量管理:

能源介质的质量分析管理,包括:能源介质供需协议管理、质量标准管理、质量的采样管理、化验管理、接口管理、质量异议管理、质量高级分析(SPC、CPK 分析等)、质量指标跟踪分析、质量绩效考核管理等;


◎重点用能设备的管理:

重点的用能设备进行管理,包括:设备参数管理、设备运行管理、设备故障管理、设备检修管理、设备能源单耗和用能指标进行管理。其中重点针对计量设备管理(计量体系管理、计量设备台账、计量网络图、计量检定及量值溯源、计量配置管理、计量制度、计量培训、计量绩效考评)。


◎环保管理:

通过从能源监控系统、手工检测化验、第三方接口获取环保管理信息数据用于环境排放监视、设备监控、环保计划、风险评估、污染事件应急处理。


◎能源报表系统:

包含能源中心及各级能源管理部门的的常规报表、综合分析报表、定制特色报表。


◎系统管理:

应包括系统参数管理、接口管理(含自动数据、第三方接口并实现数据断点续传、仪表复位等数据质量管理功能)、授权管理(用户-角色-菜单等)、日志管理等。


【能源管理软件的应用】:




■能源平衡分析




■能源效率分析




■能源成本分析




■能源节能分析




■定额管理




■需求预测




■提供能源审计数据



■ 提供能源报告

为企业管理者提供直观、全面的能源管理报告,为用能日常管理和未来的能源规划提供参考。


武汉钢铁集团公司青山本部能源管理项目实施案例:

企业概况

武汉钢铁集团公司轧钢系统下设热轧总厂、冷轧总厂、硅钢事业部三个厂,所辖分厂11个,是国内较大的冷轧薄板与硅钢板的生产基地,在国内属生产机组最多、工序最复杂、品种最多的企业。


项目目标

实现武钢青山本部能源(给排水、供配电、燃气、氧氮 氩空、热力)生产、输配、耗用全过程管理的高效、统一、先进的信息化集成系统,实现武钢能源管理从单体节能向系统节能转变、能源系统全流程管控一体化,初步形成公司能源管理集成中心框架。


实施范围

动力系统(Profibus总线的站所40个,Modbus总线的站所25个,ControlNet总线的站所25 个,EtherNet/IP总线的站所6个,DF1总线的站所5个,没有PLC或DCS系统及散点站所按位置合理分配有90个)。

供配电系统(已经实现全站综合自动化的站所55个,实现了数据采集的站所16个;高压侧部分为微机保护,并具备部分综合自动化功能,但低压侧采用传统保护,未包含在综合自动化内的站所5个;不具备综合自动化条件的站所28个)。

含电量计量系统在内的共计2805(燃气系统 719个,热力 514 个、氧气 174 个、给排水 604 个、电力系统 794 个)个数据点进行采集和监控。

对四氧总降压、五氧总降压、六氧总降压和七氧总降压共4个变电站所实现远程控制。

实现武钢能源的预测、优化调度和平衡。


系统网络结构

系统采用中央核心交换网络、标准客户端以太网络和现场光纤环网的三层结构。

中央核心交换网络采用冗余配置,实时数据库服务器、Oracle历史数据服务器、能源管理应用服务器、WEB服务器等均通过冗余千兆网卡接入中央核心交换机。

标准客户端以太网络连接各子系统操作站、工作站等,标准客户以太网采用100M交换网络,通过千兆端口连接到中央核心交换网络中。

根据厂区地理位置分布,形成四个主干光纤环网,每个主干环网分布若干子站。现场数据采集站和不同的控制系统,通过通讯网关连接到主干光纤环网,形成星型网络结构。





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