工業(yè)企業(yè)能源計量管理問題信息化分析及系統(tǒng)介紹

任運業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：文章首先介紹了我國工業(yè)企業(yè)能源計量中存在的一系列問題，包括工業(yè)企業(yè)能源計量工作效率低下、工業(yè)企業(yè)能源計量使用的器具老舊、工業(yè)企業(yè)能源計量工作的信息集成度較低。其次，分析了工業(yè)企業(yè)能源計量管理信息化的必要性。文末提出了工業(yè)企業(yè)的能源計量管理信息化系統(tǒng)的設計與初步實現(xiàn)，主要內容包括工業(yè)企業(yè)的能源計量管理信息化系統(tǒng)的目的與目標；工業(yè)企業(yè)的能源計量管理信息化系統(tǒng)的組成；工業(yè)企業(yè)的能源計量管理信息化系統(tǒng)主要的功能模塊；工業(yè)企業(yè)的能源計量管理信息化系統(tǒng)的亮點。

關鍵詞：工業(yè)企業(yè)；能源計量；計量管理；管理問題；信息化分析

1.1工業(yè)企業(yè)能源計量工作效率低下

  工業(yè)企業(yè)能源計量工作依舊使用著過去的人力模式進行采集信息以及分析匯總工作，這種人力工作模式相對比工業(yè)企業(yè)能源計量管理信息化模式，存在著效率低下、容易出現(xiàn)人工失誤等不足。在一定程度上限制了能源計量信息的有效性、準確性、及時性。

1.2工業(yè)企業(yè)能源計量使用的器具老舊

  老舊的能源計量器具不適用于復雜的環(huán)境，器具使用的后期維護成本高。并且老舊的能源計量器具傳輸的是模擬信號，它的精度和抗干擾能力都比較差，系統(tǒng)可靠性也不高。

1.3工業(yè)企業(yè)能源計量工作的信息集成度較低

  工業(yè)企業(yè)能源計量工作的信息集成度較低，不能有效體現(xiàn)能源計量器具的失誤，更加無法判斷其失誤的實際原因。相關工作人員不能根據工業(yè)企業(yè)能源計量工作收集到的信息進行實時分析。

  隨著社會的不斷發(fā)展，國家對于工業(yè)企業(yè)能源的開發(fā)和使用提出了具體的要求，需要工業(yè)企業(yè)相關工作人員在運營過程中重視節(jié)約能源。工業(yè)企業(yè)在日常的運營中消耗了大量的能源資源，合理有效控制工業(yè)企業(yè)的能源消耗就可以在一定程度上控制整個社會的能源消耗。隨著網絡技術的不斷發(fā)展，信息化運用到了各種各樣的行業(yè)生產流程中，對提高行業(yè)的生產效率以及管理效率有著很明顯的積極影響。工業(yè)企業(yè)將信息化運用到能源計量管理上，可以有效地促進工業(yè)企業(yè)能源計量管理工作的快速發(fā)展。例如，廣東韶鋼集團重視信息化計量管理，投資超3100×104元建成了“計量數據釆集管理系統(tǒng)"，系統(tǒng)供不同部門使用后，噸鋼年耗費水電的成本節(jié)約了7649×104元，噸鋼年耗費氧氣成本節(jié)約了1405×104元，通過能源計量管理信息化系統(tǒng)改進生產工藝，取得的間接效益每年也超過了1×108元。

信息化的能源計量管理工作模式，在一定程度上會促進工業(yè)企業(yè)的信息化管理，將企業(yè)從過去傳統(tǒng)的人力能源計量管理模式轉變?yōu)樾畔⒒?，提高了能源計量管理工作的工作質量以及工作效率，帶動了工業(yè)企業(yè)走向無紙化的能源計量管理工作模式。

信息化的能源計量管理工作模式，還可以有效地幫助工業(yè)企業(yè)實現(xiàn)能源資源的合理控制，減少能源資源的浪費。傳統(tǒng)的工業(yè)企業(yè)能源計量管理工作模式僅僅只是針對于工業(yè)企業(yè)生產過程中的能源計量工作，沒有對工業(yè)企業(yè)整個系統(tǒng)的能源計量進行輻射，存在著部分生產環(huán)節(jié)能源計量的遺忘或者忽視情況，能源計量管理的整體性缺乏。所以，傳統(tǒng)的工業(yè)企業(yè)能源計量管理工作模式不能夠有效地體現(xiàn)出工業(yè)企業(yè)的實際能源使用具體情況。信息化的能源計量管理工作模式可以有效地改善傳統(tǒng)能源計量管理工作模式存在的不足之處，借助于信息網絡技術，有效改善能源計量管理工作中存在的組織機構問題以及管理制度建設問題，如圖1。

不僅如此，信息化的能源計量管理工作模式還可以有效地收集工業(yè)企業(yè)日常運行中產生的數據信息，對這些數據信息進行有效地分析利用，整理歸納后，得出一系列工業(yè)企業(yè)日常運行中能源計量管理工作的結論。針對結論中存在的問題，找到影響能源計量管理工作中存在的組織機構問題的影響因素，以及管理制度建設問題的影響因素，結合先進的管理技術以及科學的制度建設，對工業(yè)企業(yè)的能源使用工作進行有效地改進，優(yōu)化工業(yè)企業(yè)的能源消耗流程，實現(xiàn)工業(yè)企業(yè)的能源合理控制。

 

圖1信息化計量數據處理工作模式

3.1工業(yè)企業(yè)能源計量管理信息化系統(tǒng)的目的與目標

  工業(yè)企業(yè)能源計量管理信息化系統(tǒng)的目的與目標，主要在于保證工業(yè)企業(yè)的能源計量管理工作水平，以及能源計量的檢定監(jiān)督工作的有效落實。具體來說，就是保證工業(yè)企業(yè)的能源計量結果的準確性、真實性、代表性，可以幫助工業(yè)企業(yè)進行貿易結算，輔助工業(yè)企業(yè)發(fā)現(xiàn)自身在能源使用過程中的不足之處，為高效使用能源資源保駕護航。

工業(yè)企業(yè)的能源計量管理信息化系統(tǒng)可以更好地幫助相關工作人員管理能源計量的相關機械設備，將工業(yè)企業(yè)的全部能源計量工作有效落實，做到不遺漏、不錯記，在一定程度上，加大相關監(jiān)督管理工作人員對于工業(yè)企業(yè)能源消耗的監(jiān)督管理工作力度，避免能源計量機械設備的質量問題導致的工藝波動，避免工業(yè)企業(yè)發(fā)生安全事故。

3.2工業(yè)企業(yè)的能源計量管理信息化系統(tǒng)的組成

  工業(yè)企業(yè)的能源計量管理信息化系統(tǒng)的主要組成部分就是現(xiàn)場器具檢定系統(tǒng)、器具掃碼查看系統(tǒng)以及計量器具管理系統(tǒng)?，F(xiàn)場器具檢定系統(tǒng)主要的工作任務就是送檢器具通過掃描設備入檢；原始校驗數據錄入；填寫檢定信息；把數據錄入計量管理系統(tǒng)。器具掃碼查看系統(tǒng)的主要工作任務，就是輔助相關現(xiàn)場操作施工人員使用先進的數碼儀器，對計量現(xiàn)場的儀表器具進行掃碼處理。通過器具掃碼查看系統(tǒng)運行，可以及時查看有效日期、檢定日期以及技術信息等內容。計量器具管理系統(tǒng)的主要工作任務，就是負責查看工業(yè)企業(yè)的能源計量器具臺賬，器具到期提醒檢定等信息，保證有計劃地送檢，提前預警相關工作人員。

3.3工業(yè)企業(yè)的能源計量管理信息化系統(tǒng)主要的功能模塊

  工業(yè)企業(yè)的能源計量管理信息化系統(tǒng)主要的功能模塊包括登錄權限功能模塊、通訊錄功能模塊、數據分析功能模塊、器具檢定功能模塊、器具管理功能模塊、資產管理功能模塊、組織結構功能模塊、信息發(fā)布功能模塊。登錄權限功能模塊的主要功能體現(xiàn)在輔助相關工作人員進行修改密碼等簡單的登錄操作。通訊錄功能模塊的主要功能體現(xiàn)在為工作人員提供通訊錄查詢功能。數據分析功能模塊的主要功能包括任務統(tǒng)計、器具備件統(tǒng)計和器具統(tǒng)計。器具檢定功能模塊的主要功能體現(xiàn)在掃碼設備以及檢定驗收。器具管理功能模塊的主要功能體現(xiàn)在數據處理、到期漏檢、器具臺賬以及計量網絡。資產管理功能模塊的主要功能體現(xiàn)在相關機械器具的采購、入庫和出庫。組織結構功能模塊的主要功能體現(xiàn)在器具歸屬地的查看、添加器具以及組織機構。信息發(fā)布功能模塊主要功能體現(xiàn)在計量管理手冊和管理制度、通知和通告的發(fā)布和執(zhí)行、發(fā)布與計量相關的政策法規(guī)。

4.1平臺概述

  安科瑞企業(yè)能源管理平臺采用自動化、信息化技術和集中管理模式，對企業(yè)的生產、輸配和消耗環(huán)節(jié)實行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數據化管理，監(jiān)測企業(yè)電、水、燃氣、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況，通過數據分析、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、能源質量、產品能源單耗、各工序能耗、重大能耗設備的能源利用情況等進行能耗統(tǒng)計、同環(huán)比分析、能源成本分析、用能預測、碳排分析，為企業(yè)加強能源管理，提高能源利用效率、挖掘節(jié)能潛力、節(jié)能評估提供基礎數據和支持。

4.2應用場所

  鋼鐵、石化、冶金、有色金屬、采礦、醫(yī)藥、水泥、煤炭、物流、鐵路、航空工業(yè)、木材、化學原料以及機電設備、電器產品、工器具制造等。

4.3平臺結構

圖2平臺結構

4.4平臺主要功能

4.4.1首頁

  首頁通過展示企業(yè)各類能耗總量、折標值、能源成本、能源消耗趨勢、分項能耗占比、區(qū)域能源消耗對比,并三維展示企業(yè)重要工藝或設備的能源消耗動態(tài)，可直觀了解企業(yè)當前用能。

4.4.2運行監(jiān)控

  能源管理系統(tǒng)的動態(tài)顯示對企業(yè)使用的各種能源（電、水、蒸汽）進行實時監(jiān)控，并提供從概貌到具體的動態(tài)圖形顯示，并提供區(qū)域數據監(jiān)控，在工廠平面圖或者某個車間的平面圖快速瀏覽到所管理的能耗數據。系統(tǒng)提供對能源管理系統(tǒng)運行狀態(tài)的實時監(jiān)視功能，實現(xiàn)對能源系統(tǒng)運行過程中關鍵的用能狀態(tài)參數的變化趨勢、耗能設備的運行狀態(tài)以及系統(tǒng)運行報警事件進行實時監(jiān)視，確保整個能源供給、轉換和消耗過程的安全、可靠和穩(wěn)定。系統(tǒng)提供圖形化工具，不僅可以組態(tài)出數字化的監(jiān)控界面，還具有實時趨勢顯示。

（1）變配電系統(tǒng)的電氣主接線圖展示，實現(xiàn)對全電量參數以及開關斷路器狀態(tài)的實時監(jiān)視，如電壓、電流、頻率、功率、功率因數、三相不平衡度、諧波等參數。

（2）水、燃氣、壓縮空氣等系統(tǒng)各分支管道分布示意圖以及流量、壓力、溫度等參數狀態(tài)的實時監(jiān)視；

（3）重點用能設備系統(tǒng)（如壓機等)的運行狀態(tài)以及用能參數的實時監(jiān)視；

（4）過壓、過流、欠壓等保護信號報警、系統(tǒng)通信中斷、電量、非電量參數越限、能耗超標預警等實時事件報警監(jiān)視。

（5）工藝流程圖展示重點關注工藝各設備運行參量以及能耗情況

4.4.3變壓器監(jiān)控

  展示各變壓器負載情況，從而可以為變壓器配備情況進行科學合理的規(guī)劃。通過各種運行參數狀態(tài)下用電效能的對比，測算變壓器損耗，找出變壓器經濟運行區(qū)間。根據變壓器經濟運行區(qū)間，調整負載，從而降低變壓器損耗，節(jié)約電量。

4.4.4用能統(tǒng)計

  系統(tǒng)支持為企業(yè)不同的計量監(jiān)測對象，提供快速查詢顯示日、周、月、季、年的企業(yè)用能情況同比環(huán)比、產品單耗、產品折標對比、能耗排名等。數據通過棒圖，餅圖，直方圖等形式，實現(xiàn)對系統(tǒng)中耗電量、耗水量、耗氣量等能耗數據的統(tǒng)計分析。大到整個企業(yè)，小到單個設備或車間，通過對這些區(qū)域的計量節(jié)點能耗數據查詢分析，實現(xiàn)整個企業(yè)能耗數據的統(tǒng)計分析，滿足用戶實現(xiàn)對任意時段內區(qū)域、車間、工藝和設備類型等的能耗數據查詢要求。通過對比不同區(qū)域等的能耗數據情況，了解不同對象區(qū)域等的能耗規(guī)律，自動對這些對象進行能耗排名，找出能源使用過程中的漏洞和不合理地方，從而調整能源分配策略，減少能源使用過程中的浪費。

4.4.5分項用能

  系統(tǒng)提供對企業(yè)分項用能的分項統(tǒng)計。根據分項，用柱狀圖以及餅圖，展示各分項用能情況，直觀，清晰。通過用能趨勢，及時掌握企業(yè)分項用能趨勢情況。對于分項用能異常，能即時發(fā)現(xiàn)，調整策略，改善用能，節(jié)約能源。

4.4.6產品/產值單耗

  系統(tǒng)可以與企業(yè)MES系統(tǒng)對接，導入產品產量。對不能導入的數據提供人工錄入功能。通過系統(tǒng)采集的能耗數據，結合產品產量，計算產品單耗，生成產品單耗趨勢圖，并進行同比和環(huán)比分析。以便企業(yè)能夠根據產品單耗情況來調整生產工藝，從而降低能耗。

4.4.7用能成本分析

  系統(tǒng)支持為企業(yè)整體以及車間等各個需要單獨進行能耗考核的對象提供各種能源消耗的總費用成本的統(tǒng)計對比功能。可提供電、水、氣等各種能源類型在統(tǒng)計周期中的消耗量以及對應的費用數據，并且可以將各種能源的費用進行百分比占比統(tǒng)計和對比，以了解整個企業(yè)能源費用成本的詳細分布情況。同時支持對單位成本費用進行分析。用戶可選擇多個考核區(qū)域進行耗能成本的對比分析，為用戶建立有效的績效獎懲機制和日常管理提供真實、可靠的數據依據。

4.4.8用能成本預測分析

  系統(tǒng)支持為企業(yè)以及需要單獨考核計量的區(qū)域提供能源成本預算管理功能，允許用戶錄入能源成本的詳細預算計劃，通過對比能源實際費用和預算費用進行預算執(zhí)行管理，可以直觀的了解到每月或者每年能源成本是否超出預算，方便用戶及時的進行預算的調整和干預。此外，系統(tǒng)還支持按照指ding的預測算法進行能源成本的成本預測，根據歷史的預算執(zhí)行情況和實際耗能的數據預測后續(xù)的幾個月的能源成本費用，幫助用戶進行有效的成本計劃管理。

4.4.9績效分析

  對各類能源使用、消耗、轉換，按班組、區(qū)域、車間，產線、工段、設備等進行日、周、月、年、指ding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)了解內部能效水平和節(jié)能潛力。

4.4.10能耗預測

  通過對企業(yè)車間、生產工藝、生產設備等的能耗使用情況進行分析，建立能耗計算模型，根據人工智能算法對數據和模型進行修正，對未來企業(yè)能耗趨勢進行預測分析，為節(jié)能提供有效的決策依據。

4.4.11運行監(jiān)測

  系統(tǒng)的設備運行監(jiān)測功能專門針對重點耗能設備提供quan方位的管理，主要包括設備運行狀態(tài)及關鍵參數監(jiān)視、設備臺賬管理、設備能耗統(tǒng)計分析以及設備維護管理。通過對設備工作狀態(tài)參數以及工況參數的實時采集和監(jiān)視可及時判斷設備的運行工況是否正常；設備能耗統(tǒng)計分析可提供針對設備對象的實時耗能量以及歷史耗能趨勢的分析和對比；設備臺賬管理以及維護管理可建立全面的設備基本信息檔案，可快速實現(xiàn)對于設備各種特性參數的查詢和統(tǒng)計分類，對設備及其主要零配件的檢修、更換歷史記錄進行信息化管理，并可提供設備計劃檢修到期提醒以及逾期檢修告警等功能，便于為每一個重要設備建立經濟運行檔案，確保設備的安全、穩(wěn)定、經濟運行。

4.4.12能源平衡及損耗分析

  能源平衡及損耗統(tǒng)計分析主要為企業(yè)的電、水、氣等能源在轉換、運輸、使用過程中的各個環(huán)節(jié)提供能量平衡分析，及時的發(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。通過分別統(tǒng)計重要用能環(huán)節(jié)的能源供給量和能源消耗量并計算兩者之間的差值損耗量，來評估個各環(huán)節(jié)的用能損耗程度。比如對用水系統(tǒng)的干管計量和各個車間支管的計量消耗量之和進行損耗分析，有利于及時發(fā)現(xiàn)是否存在水管漏水或者違規(guī)用水的情況；對用電系統(tǒng)的低壓進線計量和各饋線回路的計量消耗量之和進行損耗分析，來評估判斷是否存在違規(guī)用電、竊電等異常用電現(xiàn)場，幫助用戶發(fā)現(xiàn)并糾正能源使用過程中的能源浪費問題，降低能源綜合運行成本。

4.4.13節(jié)能分析

  節(jié)能分析主要是為企業(yè)在實施節(jié)能措施后，具體節(jié)能效果的分析，通過錄入節(jié)能措施，對比分析實施節(jié)能措施前與實施節(jié)能措施后的用能情況，以此來評判節(jié)能措施的實施效果，為企業(yè)節(jié)能提供幫助，提高經濟效益。

4.4.14分析報告

  系統(tǒng)提供的用戶分析報告主要是為企業(yè)的中、高層管理人員提供有關企業(yè)的能耗數據統(tǒng)計結果匯總和分析結論展示，注重整體能耗狀況和變化趨勢的說明。一般包括企業(yè)的能源利用情況、線路損耗情況、設備運行情況、運維情況，用能趨勢排名，重點能耗排名，綜合能耗排名等。通過豐富多樣的圖形化組件組態(tài)成為一份用戶分析報告，讓用戶全面了解系統(tǒng)的運行情況，方便用戶發(fā)現(xiàn)設備異常，從而找出改善點，以及針對用能情況挖掘節(jié)能潛力。

4.4.15事件記錄

  事件報警分析主要是為系統(tǒng)的異常運行狀態(tài)或故障原因診斷分析提供依據和分析手段。系統(tǒng)運行過程中所產生的各種報警時間均會被自動記錄和存儲，通過對事件的發(fā)生時間、范圍對象、事件的類型、事件的等級以及事件描述關鍵字搜索查詢，即可快速的實現(xiàn)對目標事件的查詢和分類。

4.4.16自定義報表

  用戶可通過自定義報表頭與列，靈活生成各種報表，從各種能耗數據及費用比較，到電力峰谷平報表；從碳排放報告到系統(tǒng)能耗評估，從能耗指標到能耗預算等等，使用者無需繁瑣的編輯，只需要簡單操作就能生成精美的報表。

4.4.17移動端支持

  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、設備等不同維度掌握企業(yè)能源消耗、效率分析、同環(huán)比分析、能耗折標、用能預測、運行監(jiān)視、異常報警等。

4.4.18運行環(huán)境

(1)瀏覽器運行設備

(2)臺式電腦，手機、平板等移動端設備

(3)瀏覽器運行環(huán)境

(4)支持谷歌、火狐、搜狗、360等主流瀏覽器訪問

(5)客戶端運行設備

(6)安卓系統(tǒng)移動設備（android5.0以上），蘋果ios系統(tǒng)

 

4.5推薦現(xiàn)場設備選型（根據實際需求選配）

 

  工業(yè)企業(yè)能源計量管理問題信息化處理可為相關工作人員提供更方便、快捷、準確的能源計量結果。利用信息化的能源計量管理系統(tǒng)，可以得到更多、更全面、更詳細的工業(yè)企業(yè)能源消耗的實際情況。工業(yè)企業(yè)在生產的各個環(huán)節(jié)中有效地落實能源計量管理標準化處理，可以在一定程度上提高工業(yè)企業(yè)的能源計量管理的工作水平，以及企業(yè)的能源使用的監(jiān)督考核力度，有效促進工業(yè)企業(yè)提升自身的能源計量管理的工作質量以及工作效率。

 

【參考文獻】

[1]鄭有為,刁祥瑞,許繼遠,張國玉.互聯(lián)網+在能源計量管理當中的應用[J].中國金屬通報,2019(04):143-144.

[2]郭云德,任時朝.工業(yè)企業(yè)能源計量管理問題信息化分析[J].大眾標準化,2020(20):228-229.

[3]安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊.2020.06版

作者簡介：任運業(yè)，男，現(xiàn)就職于安科瑞電氣股份有限公司。