安科瑞 周菁

江(jiang)(jiang)蘇(su)安科瑞電器制造有限公司 江(jiang)(jiang)蘇(su)江(jiang)(jiang)陰(yin)   

    摘要(yao)：傳統(tong)的(de)(de)(de)工業自動(dong)化控(kong)(kong)(kong)制(zhi)系統(tong)主要(yao)包(bao)括3個層(ceng)(ceng)次，分別是(shi)設(she)(she)(she)備(bei)層(ceng)(ceng)、控(kong)(kong)(kong)制(zhi)層(ceng)(ceng)、以(yi)(yi)(yi)及信(xin)息(xi)層(ceng)(ceng)。設(she)(she)(she)備(bei)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)功能(neng)(neng)(neng)是(shi)將(jiang)現場設(she)(she)(she)備(bei)以(yi)(yi)(yi)網絡節(jie)點的(de)(de)(de)形式掛接在現場總線(xian)網絡上，依照現場總線(xian)的(de)(de)(de)協議標準，設(she)(she)(she)備(bei)采(cai)用功能(neng)(neng)(neng)模塊的(de)(de)(de)結構，通過(guo)組(zu)態設(she)(she)(she)計，完成(cheng)數(shu)據采(cai)集(ji)(ji)、A/D轉換等。控(kong)(kong)(kong)制(zhi)層(ceng)(ceng)負責數(shu)據的(de)(de)(de)采(cai)集(ji)(ji)以(yi)(yi)(yi)及相(xiang)關設(she)(she)(she)備(bei)的(de)(de)(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)動(dong)作的(de)(de)(de)執行(xing)等。信(xin)息(xi)層(ceng)(ceng)提供實現遠程(cheng)監測和(he)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)的(de)(de)(de)平臺，以(yi)(yi)(yi)此實時掌握現場所有(you)監控(kong)(kong)(kong)設(she)(she)(she)備(bei)的(de)(de)(de)運行(xing)狀態等。鑒(jian)于(yu)工業化項目中對(dui)數(shu)據處理(li)的(de)(de)(de)要(yao)求不斷(duan)提高，當前工廠(chang)還需(xu)要(yao)對(dui)采(cai)集(ji)(ji)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)耗數(shu)據進行(xing)存儲、處理(li)，通過(guo)圖形界面(mian)實時顯示，報表(biao)導(dao)出以(yi)(yi)(yi)及同(tong)比(bi)環(huan)比(bi)等功能(neng)(neng)(neng)來實時反應整個監控(kong)(kong)(kong)體(ti)系的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)耗消耗狀況(kuang)。現通過(guo)南泰家(jia)紡項目來介紹Acrel-5000能(neng)(neng)(neng)耗管(guan)理(li)系統(tong) 

關(guan)鍵詞(ci)：南泰家紡  能耗(hao)管理 無人值守  節能改(gai)造(zao)  能耗(hao)計量 

0 引言 

    工(gong)業(ye)智能化(hua)作為(wei)當前(qian)一(yi)級國內工(gong)業(ye)改(gai)革的(de)(de)熱點，針(zhen)對工(gong)業(ye)制造中流程工(gong)藝等進(jin)行優化(hua)升級，以(yi)此(ci)提(ti)率，降低能耗(hao)(hao)。當前(qian)工(gong)業(ye)能耗(hao)(hao)管理(li)作為(wei)工(gong)業(ye)智能化(hua)環(huan)節中重(zhong)要的(de)(de)一(yi)部分(fen)(fen)，主要是(shi)針(zhen)對工(gong)業(ye)生(sheng)產中的(de)(de)設(she)備進(jin)行能源消(xiao)耗(hao)(hao)監控(kong)，通過數據的(de)(de)長(chang)期采集以(yi)及(ji)分(fen)(fen)析(xi)，針(zhen)對性(xing)的(de)(de)提(ti)出(chu)及(ji)節能改(gai)造方案，以(yi)及(ji)工(gong)業(ye)制造流程優化(hua)，由此(ci)提(ti)高生(sheng)產效率、降低單位能耗(hao)(hao)。 

    Acrel-5000能耗管理(li)系(xi)(xi)統正是針對以上趨勢(shi)而(er)研發的企(qi)業(ye)用(yong)(yong)戶(hu)端能耗管理(li)系(xi)(xi)統。本系(xi)(xi)統通過(guo)對南泰家(jia)紡企(qi)業(ye)工廠內的重要設備回路進行計(ji)(ji)量，通過(guo)對監測回路用(yong)(yong)電量的實時(shi)計(ji)(ji)量、存儲、分(fen)析，以表格或圖(tu)形(xing)的形(xing)式(shi)來顯示整個計(ji)(ji)量體系(xi)(xi)用(yong)(yong)電狀況，找出高能耗點或不合理(li)用(yong)(yong)能習慣(guan)，為節約能源(yuan)，用(yong)(yong)戶(hu)進一步節能改造或設備升級提供準確的數據(ju)支撐。 

    本(ben)文以南泰家紡為例，簡單介紹Acrel-5000能耗管(guan)理系統(tong)在(zai)中航民用配電系統(tong)中的應用。 

1 項目介紹 

    江陰(yin)南泰家紡(fang)用(yong)品有限公司(si)成立于2005年元月，公司(si)廠房(fang)面(mian)積5萬多平方米，擁有員工1600多人(ren)，2013年銷售(shou)收入已超過13億元人(ren)民幣。公司(si)產品以沙(sha)發(fa)套、床墊套、窗簾、靠墊、床上用(yong)品為主(zhu)(zhu)，95%以上出(chu)口歐美(mei)市場，主(zhu)(zhu)要客戶之(zhi)一是大的家居零售(shou)商——宜(yi)家，公司(si)在宜(yi)家大中華區370多家供(gong)應商中排名(ming)。 

    南泰家紡在采(cai)用各(ge)種(zhong)方式進行節能(neng)管理和改造的(de)同時(shi)，也受(shou)制(zhi)于現有(you)的(de)硬(ying)件和軟件情況(kuang)的(de)限制(zhi)。由于大(da)部(bu)分能(neng)源消(xiao)耗過(guo)程和能(neng)耗設備的(de)監控采(cai)用的(de)人工抄讀，缺乏智能(neng)儀表(biao)的(de)記錄與(yu)自動(dong)化系統的(de)數(shu)據(ju)采(cai)集與(yu)分析。人工抄讀的(de)數(shu)據(ju)時(shi)間(jian)間(jian)隔長、及(ji)時(shi)性差，統計(ji)的(de)方法單一，同時(shi)無法與(yu)生產(chan)技術人員進行自動(dong)化的(de)結(jie)合(he)，在能(neng)耗管理方面較(jiao)(jiao)企業(ye)還有(you)較(jiao)(jiao)大(da)的(de)不足。 

    本項目要(yao)解決基礎能(neng)(neng)耗(hao)數據(ju)的(de)智能(neng)(neng)化(hua)、自(zi)動化(hua)、可視化(hua)、可量化(hua)的(de)收集(ji)與存儲(chu)；建立企業的(de)能(neng)(neng)耗(hao)管理平臺、實現各(ge)項能(neng)(neng)源(yuan)的(de)集(ji)中化(hua)管理；優化(hua)電能(neng)(neng)消耗(hao)，降低電費支出；深入(ru)分(fen)析能(neng)(neng)源(yuan)消耗(hao)過(guo)程與趨勢，實現能(neng)(neng)耗(hao)管理與生產技術(shu)緊密結合。 

2 用戶需求 

    （1）企(qi)(qi)業能耗(hao)管理(li)系統(tong)平臺(tai)建設(she)，包括能源數據采集(ji)與監控系統(tong)、能耗(hao)分(fen)析系統(tong)、主站服務器(qi)、數據備份與應急恢(hui)復系統(tong)和企(qi)(qi)業能源網(wang)絡(luo)系統(tong)。 

    （2）重要能(neng)(neng)(neng)耗(hao)設(she)備、企業一級電(dian)能(neng)(neng)(neng)功(gong)耗(hao)、電(dian)量智能(neng)(neng)(neng)儀表(biao)安(an)裝與數據(ju)自(zi)動化采(cai)集； 

    （3）自(zi)動裁床、絎棉能耗效率采集(ji)； 

    （4）空(kong)壓(ya)機、過模機自(zi)動(dong)化數據采集； 

    （5）建立南泰(tai)家紡(fang)需(xu)量實時管(guan)理體(ti)系(xi)、能(neng)耗設(she)備、生產車間的(de)互動式(shi)能(neng)耗管(guan)理組織與(yu)能(neng)力(li)； 

    （6）所有能源(yuan)數據(ju)(ju)采集通訊傳(chuan)輸應可靠(kao)運行，不能有數據(ju)(ju)丟失并且數據(ju)(ju)應可靠(kao)保存在服務器上。數據(ju)(ju)采集與(yu)監測系統數據(ju)(ju)實(shi)時刷(shua)新(xin)； 

    （7）其它能耗管(guan)理相關工作(zuo)； 

3 設計方案 

3.1參考標準 

    ; 系統的設計滿足(zu)以下所列制造和試(shi)驗標準： 

JGJ/T 16-92                     《民(min)用建筑電氣設計規(gui)范(fan)》 

GB/J63-90  ;                     《電力(li)裝置(zhi)的(de)電測量儀表裝置(zhi)設(she)計規(gui)范》 

GB/T13730                       《地(di)區電(dian)網數據采集與監控系(xi)統通用技(ji)術(shu)條(tiao)件》 

GB2887                          《計算站場地技術(shu)要求》 

GB/50198-94                     《監控(kong)系(xi)統(tong)工程(cheng)技(ji)術規范》 

DL/T 698.31-2010                《第3.1部分：電能信息采集(ji)終(zhong)端技術規范-通用要(yao)求》 

DL/T 698.35-2010                《第3-5部分：電能信息采集(ji)(ji)終端(duan)(duan)技(ji)術規范(fan)-低壓集(ji)(ji)中抄表(biao)終端(duan)(duan)特(te)殊要求》 

DL/T 698.41-2010       ;         《第4-1部分：通(tong)信協議-主站與電(dian)能信息采集終端通(tong)信》 

DL/T 698.42-2010                《第4-2部分：通訊協議-集(ji)中(zhong)器下行通信協議》  

3.2系統構架設計 

    鑒于南泰家紡(fang)廠(chang)區(qu)(qu)的建(jian)筑規模(mo)、性(xing)質，以(yi)及后續項(xiang)目的可(ke)連(lian)帶(dai)發展的性(xing)質，安科(ke)瑞電(dian)氣股份(fen)有限(xian)公司系(xi)(xi)統(tong)(tong)部根據(ju)用戶(hu)的幾點需求以(yi)及在相同(tong)性(xing)質工程中(zhong)的經(jing)驗，對(dui)該廠(chang)區(qu)(qu)的智能配(pei)(pei)(pei)(pei)電(dian)系(xi)(xi)統(tong)(tong)的搭建(jian)做(zuo)以(yi)下設計：分(fen)別在老廠(chang)區(qu)(qu)配(pei)(pei)(pei)(pei)電(dian)室(shi)、新廠(chang)區(qu)(qu)配(pei)(pei)(pei)(pei)電(dian)室(shi)、三分(fen)廠(chang)配(pei)(pei)(pei)(pei)電(dian)室(shi)平配(pei)(pei)(pei)(pei)置串口服務器，串口服務武器通過廠(chang)區(qu)(qu)內網將數據(ju)傳輸至系(xi)(xi)統(tong)(tong)主(zhu)機系(xi)(xi)統(tong)(tong)示(shi)意圖(tu)如圖(tu)1： 

圖1 

4 系統功能 

     上(shang)位機軟(ruan)件采用Acrel-5000能耗(hao)管理系(xi)統(tong)，通過軟(ruan)件進行設(she)備配置、數據庫(ku)變量配置、界(jie)面(mian)設(she)計等(deng)，完成了在上(shang)位機軟(ruan)件監(jian)控及能耗(hao)數據分(fen)析處理等(deng)功能。 

 4.1 功能特點 

    Acrel-5000能耗管理系(xi)統采用全中文界(jie)面，操(cao)作簡單(dan)方便；運行穩定(ding)可(ke)靠的特點(dian)。點(dian)擊相應快(kuai)捷按鈕即可(ke)進入相應的系(xi)統功能模塊；系(xi)統具(ju)有一次系(xi)統圖(tu)顯(xian)示，模擬圖(tu)顯(xian)示和網絡結構圖(tu)顯(xian)示；系(xi)統具(ju)有人(ren)機界(jie)面友好，顯(xian)示數據直觀，方便用戶查閱。  

4.2系統功能 

4.2.1主界面 

    結合工廠的生產特性，主界面顯示的數據為本項目的用電量（軟件正式運行之日起至當前），用電折合標準煤，當日的用電趨勢，用水趨勢。通過主界面可以詳細的了解整個廠區的總體的能耗數據以及當天的用電趨勢。 

4.2.2 用電主界面 

    用(yong)電主界(jie)面通過具體的(de)數(shu)值以及柱狀圖顯示，形象直(zhi)觀(guan)的(de)反應了南(nan)泰家紡工廠(chang)的(de)用(yong)能(neng)在日、月、年(nian)時(shi)間段內的(de)同比(bi)情況。管理者可以通過此(ci)界(jie)面直(zhi)接了解廠(chang)區內總(zong)體的(de)能(neng)耗(hao)消耗(hao)數(shu)據(ju)嗎，為其優化(hua)管理以及生產工藝提(ti)供一(yi)個直(zhi)觀(guan)的(de)趨勢統計。系統界(jie)面如圖3所示： 

                                    圖3 用電(dian)主界(jie)面(mian) 

4.2.3支路用能趨勢曲線 

    支(zhi)路用能趨(qu)(qu)勢曲(qu)線(xian)主要(yao)是針對重要(yao)支(zhi)路中的(de)(de)電參量(liang)實現曲(qu)線(xian)的(de)(de)顯示(shi)(shi)，通過曲(qu)線(xian)的(de)(de)形式具化(hua)其支(zhi)路中電參量(liang)的(de)(de)變(bian)化(hua)趨(qu)(qu)勢，形象直(zhi)接的(de)(de)反應支(zhi)路負載(zai)在階段時間的(de)(de)運行(xing)狀態，為后期管(guan)理(li)這維(wei)護(hu)提供直(zhi)接的(de)(de)歷史數據。系(xi)統界面如(ru)圖4所示(shi)(shi)： 

                                       圖(tu)4 

 4.2.4 用能報表 

      用能(neng)報(bao)表將南泰家紡廠區的(de)重要回路(lu)進行階段(duan)時間的(de)統計，并還(huan)可以通(tong)過報(bao)表的(de)形式輸出(chu)，通(tong)過日(ri)、月、年報(bao)表的(de)導出(chu)，與其(qi)生產(chan)的(de)產(chan)量(liang)等掛鉤，通(tong)過班組考核(he)等形式提高能(neng)源使(shi)用率。日(ri)、月、年報(bao)表可以在界面(mian)中(zhong)隨意組合(he)，界面(mian)如(ru)圖5、圖6、圖7所示： 

                                        圖5 

圖6 

   ;                                  圖7 

5 結束語 

     工(gong)(gong)(gong)(gong)業自動(dong)化(hua)，信息化(hua)是工(gong)(gong)(gong)(gong)業發展(zhan)的(de)必然趨勢，當前大部分(fen)工(gong)(gong)(gong)(gong)業生產(chan)(chan)產(chan)(chan)區(qu)還停留在人工(gong)(gong)(gong)(gong)抄表(biao)、用(yong)(yong)能(neng)明細不明朗(lang)的(de)粗放管理的(de)狀態。就(jiu)南泰家紡(fang)而言，通(tong)過(guo)Acrel-5000能(neng)耗管理系(xi)統(tong)的(de)搭建，將南泰家紡(fang)廠(chang)區(qu)內(nei)的(de)3個廠(chang)區(qu)的(de)主要用(yong)(yong)能(neng)細化(hua)，并實(shi)時(shi)存儲(chu)、分(fen)析(xi)、管理。通(tong)過(guo)具(ju)體的(de)數據展(zhan)示出廠(chang)區(qu)的(de)用(yong)(yong)能(neng)趨勢以及(ji)用(yong)(yong)能(neng)習慣(guan)，為管理者后期優化(hua)生產(chan)(chan)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)以及(ji)優化(hua)管理提供堅(jian)實(shi)可靠的(de)科學依據。 

     南泰(tai)家紡項(xiang)目中主要是針對廠區的用(yong)能(neng)進(jin)行了能(neng)耗(hao)計量(liang)體系的搭(da)建(jian)，后期還可以將(jiang)廠區的用(yong)水、氣等其他用(yong)能(neng)納入系統，使系統的用(yong)能(neng)數據更加。再通過(guo)納入產能(neng)，計算出單耗(hao)，將(jiang)各(ge)個班組的單耗(hao)進(jin)行對比(bi)，制(zhi)定合理的考核(he)計劃，提(ti)高能(neng)源的使用(yong)率(lv)，降低成本。 

參考文獻 

[1]《電力(li)(li)電測(ce)數字儀表原(yuan)理與應(ying)用(yong)指南(nan)》， 任致程、周中，中國電力(li)(li)出版社(she) 

[2]《智能樓宇控制系(xi)統的(de)設計與(yu)實施技(ji)術》， 黎連業(ye)、朱衛(wei)東、李皓，清華(hua)大學出版(ban)社 

[3]《智(zhi)能電(dian)網(wang)用(yong)戶(hu)端(duan)電(dian)力(li)監控與能耗管(guan)理系統產(chan)品選型(xing)及解決方案》，周(zhou)中， 北京. 機械(xie)工業出版(ban)