陳塘科技園能源計量管理方案

1、天津市陳塘科技商務(wù)區(qū) 能源綜合管理系統(tǒng)方案天津市亞控自動化儀表安裝工程有限公司前 言隨著社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展、高新科技園區(qū)的建成、節(jié)能減排的大力實(shí)施，科技興企的規(guī)劃，企業(yè)對能源管理工作提出了更高的要求。眾所周知，能源是經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，嚴(yán)格企業(yè)能源計量管理可以為企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。加強(qiáng)能源管理,提高能源利用效率,是提高經(jīng)濟(jì)運(yùn)行質(zhì)量、改善環(huán)境和增強(qiáng)科技園區(qū)市場競爭力的重要措施,也是緩解當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展面臨的能源約束矛盾、建設(shè)節(jié)約型社會、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的根本保障。在我國，石油化工、冶金、電力等能源消耗總量較大的行業(yè)一直非常重視企業(yè)能源計量工作，能源服務(wù)行業(yè)更應(yīng)該如此。

2、在目前能源緊張的情況下，如何使企業(yè)加強(qiáng)能源計量管理，減少從能源供給到消費(fèi)各個環(huán)節(jié)中的損失和浪費(fèi)，是擺在當(dāng)前政府和企業(yè)面前一項(xiàng)十分緊迫的任務(wù)。提高能源管理水平的重要基礎(chǔ),是園區(qū)貫徹執(zhí)行國家節(jié)能法規(guī)、政策、標(biāo)準(zhǔn)、合理用能、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),提高能源利用效率,提高經(jīng)濟(jì)效益和市場競爭力的重要保證,也是降低企業(yè)運(yùn)營成本、增加效益具有十分重要的意義。因此建立一套能源綜合管理系統(tǒng)是科技園區(qū)實(shí)現(xiàn)能源的科學(xué)管理、調(diào)配和服務(wù)保障工作更快、更高、更好的落實(shí)，實(shí)現(xiàn)能源計量的自動化，能耗分析網(wǎng)絡(luò)化，能源辦公高效化，管理決策科學(xué)化，是提升能源服務(wù)部門的整體服務(wù)水平，降低運(yùn)營成本，促進(jìn)能源合理供應(yīng)的必由之路。能源綜合管理系統(tǒng)的

3、建設(shè)，充分體現(xiàn)了能源數(shù)據(jù)采集分散，信息管理集中的現(xiàn)代能源管理工作思想的發(fā)展理念，因此，為提高能源管理工作的高效化、準(zhǔn)時化、科學(xué)化、無紙化，建設(shè)能源綜合管理系統(tǒng)是勢在必行和最為有效的實(shí)施方案。一、能源綜合管理系統(tǒng)概述     能源服務(wù)行業(yè)的能源合理調(diào)配和科學(xué)管理對節(jié)約能源有著直接的關(guān)系，同時能源的不合理消耗直接影響企業(yè)的運(yùn)營成本，進(jìn)而影響到一個企業(yè)的競爭力。建立一套能源綜合管理系統(tǒng)，可完成對科技園區(qū)各用能企業(yè)的水、電、汽、天然氣等能源數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程采集和供電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)能源消耗的自動統(tǒng)計、用能情況的實(shí)時監(jiān)控、不合理用能的報警提示、欠費(fèi)企業(yè)的停供能源處理，能源收費(fèi)

4、系統(tǒng)的自動統(tǒng)計，供、配電系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，各用能企業(yè)通過登錄園區(qū)局域網(wǎng)即可查看自己的能耗和繳費(fèi)情況。能源綜合管理系統(tǒng)的建設(shè)可極大的完善能源的科學(xué)管理、高效管理、從最大程度上實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源，降低運(yùn)營成本，加快企業(yè)快速、高效的發(fā)展。二、科技園區(qū)能源綜合管理系統(tǒng)（EMS）的主要作用1、完善能源信息的采集、存儲、管理和有效利用    EMS對能源數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和加工，能源調(diào)度人員和專業(yè)能源管理人員就能實(shí)時掌握系統(tǒng)狀態(tài)，經(jīng)過系統(tǒng)的合理調(diào)整，確保系統(tǒng)運(yùn)行在最佳狀態(tài)。2、 對能源系統(tǒng)采用分散控制和集中管理EMS將在園區(qū)全局的角度審視能源的基本管理需求,滿

5、足能源用戶統(tǒng)計的分散特性和能源管理需要集中的客觀要求，以適應(yīng)科技園區(qū)的戰(zhàn)略發(fā)展需要。 3、減少管理環(huán)節(jié)，優(yōu)化管理流程，建立客觀能源消耗評價體系     實(shí)現(xiàn)在信息分析基礎(chǔ)上的能源監(jiān)控和能源管理的流程優(yōu)化再造，滿足能源設(shè)備管理、運(yùn)行管理等的自動化，建立客觀的以數(shù)據(jù)為依據(jù)的能源消耗評價體系，向管理要效益。4、 減少能源系統(tǒng)運(yùn)行成本，提高辦公效率EMS的建設(shè)，對能源管理體制的改革將發(fā)揮重要作用。其基本目標(biāo)之一是可以實(shí)現(xiàn)簡化能源運(yùn)行管理，減少日常管理的人力投入，節(jié)約人力資源成本，提高辦公效率。5、 加快系統(tǒng)的故障處理，提高對整個園區(qū)性能源事故的反應(yīng)能力

6、EMS能迅速從全局的角度了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，故障的影響程度等，及時采取系統(tǒng)的措施，限制故障范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大，并有效恢復(fù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 6、通過優(yōu)化能源調(diào)度和平衡指揮系統(tǒng)，節(jié)約能源和改善環(huán)境EMS將通過優(yōu)化能源管理的方式和方法，改進(jìn)能源平衡的技術(shù)手段，實(shí)時了解企業(yè)的能源需求和消耗的狀況，能有效地減少污染的排放，采用綜合平衡和的系統(tǒng)方法，使能源的合理利用達(dá)到一個新的水平。7、為進(jìn)一步對能源數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘、分析、加工和處理提供條件    能源管理系統(tǒng)的建設(shè)，不僅可有效解決能源實(shí)時平衡管理和監(jiān)控管理，還可以通過對大量歷史數(shù)據(jù)的歸檔和管理，為進(jìn)一步對數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘、

7、分析、加工和處理創(chuàng)造條件。三、GPRS數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖四、能源綜合管理系統(tǒng)設(shè)計方案綜述本能源管理自動化系統(tǒng)的設(shè)計方案，是根據(jù)當(dāng)前企業(yè)能源管理、國家法規(guī)、政策等規(guī)定，在滿足系統(tǒng)基本技術(shù)要求的情況下，對本自控系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。本能源綜合管理系統(tǒng)采用目前世界上先進(jìn)的、高標(biāo)準(zhǔn)的、開放的現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)為基礎(chǔ)、以能源計量綜合管理為概念的能源管理自動化系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計遵循集中管理、分散采集的原則。配以高性能、高可靠性的微機(jī)控制站，采集各用戶天然氣、煤氣、電磁流量計、渦街流量計等各種計量儀表數(shù)據(jù)。該自動化控制系統(tǒng)應(yīng)能使整個園區(qū)能源計量的自控、監(jiān)控和管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息共享的集成。這種方案技術(shù)先進(jìn)，具有投資

8、小、便于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，十分成熟，在工廠自動化工程中得到了廣泛的應(yīng)用，同時也充分體現(xiàn)了采集分散，信息管理集中的現(xiàn)代能源管理模式的發(fā)展理念。為了保證監(jiān)測系統(tǒng)的兼容性，減少施工和維護(hù)的成本，本系統(tǒng)的總體優(yōu)化設(shè)計思路為：監(jiān)測系統(tǒng)上位機(jī)采用研華ADAM-4000系列工控機(jī)作為上位監(jiān)控機(jī)。以高科技有線網(wǎng)絡(luò)和GPRS網(wǎng)絡(luò)以及現(xiàn)場總線通訊手段采集各用戶的能源計量數(shù)據(jù)，完成自來水、天然氣、煤氣等能源計量數(shù)據(jù)的采集，在上位機(jī)上實(shí)時顯示、自動統(tǒng)計用能情況。蒸汽計量、自來水計量、天然氣計量二次儀表選用帶RS485通訊口的流量積算儀將數(shù)據(jù)通過RS485總線和GPRS無線網(wǎng)絡(luò)上傳至中央機(jī)房。能源綜合管理系統(tǒng)可分設(shè)三個子系統(tǒng)

9、，能源數(shù)據(jù)采集、能耗統(tǒng)計系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)收費(fèi)管理系統(tǒng)，用能單位績效考核系統(tǒng)。五.能源綜合管理系統(tǒng)功能簡介5.1監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)： 極高的可靠性和穩(wěn)定性，高速度的通訊速率進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和信息共享 功能強(qiáng)大的SQL Server數(shù)據(jù)庫對運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔，方便查詢和管理 在全中文人機(jī)友好的操作界面上完成一切操作、設(shè)置和報表打印等 基于XML數(shù)據(jù)交換格式，開放，易于與其它系統(tǒng)集成 監(jiān)控系統(tǒng)免維護(hù)，一次調(diào)試成功后，不需要專業(yè)人員定期維護(hù) 逼真的工藝流程畫面，畫面圖標(biāo)與實(shí)物相似，流程圖通俗易懂 可預(yù)防突發(fā)事故發(fā)生，如有故障及時報警，對報警值進(jìn)行存檔 系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，不會出現(xiàn)因誤動作停止供能的現(xiàn)象。5.2系統(tǒng)集成后將達(dá)

10、到如下功能：能源綜合管理系統(tǒng)(下稱EMS)作為企業(yè)能源系統(tǒng)的核心，通過對能源系統(tǒng)的集中監(jiān)控和綜合管理，可實(shí)現(xiàn)：2) 對各能源介質(zhì)的在線調(diào)控，確保用能企業(yè)的合理用能，實(shí)現(xiàn)節(jié)能和環(huán)保效益。系統(tǒng)實(shí)施監(jiān)控各用能企業(yè)的能耗情況，包括自來水、蒸汽、天然氣、電能等使用情況，遇到不合理用能的企業(yè)系統(tǒng)自動告警提示，對于超標(biāo)用能和不合理排放的用戶系統(tǒng)自動記錄其違規(guī)時間，并以郵件和短信方式告知用戶不合理用能的處罰措施。對于用能合理的單位自動增加信譽(yù)度，便于對用能企業(yè)的績效考核。3) 在能源系統(tǒng)異常和事故時，EMS做出及時、快速和準(zhǔn)確的處置，把能源系統(tǒng)故障所造成的影響控制在最低限度，確保能源設(shè)備的安全運(yùn)行和穩(wěn)定供能，

11、系統(tǒng)并且自動記錄停止供能時間和恢復(fù)供能時間。4）能源收費(fèi)系統(tǒng)管理，通過采用預(yù)付費(fèi)能源管理模式，各用能單位通過收費(fèi)管理系統(tǒng)主動采用預(yù)繳能源費(fèi)用，確保自己的能源正常使用，遇到預(yù)繳費(fèi)余額不足時自動以短信和郵件的方式通知用戶財務(wù)工作人員，遇到欠費(fèi)超過一定期限的系統(tǒng)自動采取停供能源的措施。5）各類統(tǒng)計報表自動生成，系統(tǒng)自動生成各企業(yè)能耗日報表、月報表、季度報表和年度報表以及繳費(fèi)統(tǒng)計報表，為能源成本核算和信息分析提供科學(xué)有效的數(shù)據(jù)。報表自動記錄信譽(yù)度良好的單位和用戶，并自動增加積分，對于經(jīng)常欠費(fèi)的企業(yè)系統(tǒng)自動記錄其信譽(yù)度，不在增加積分。  總之、作為EMS工程自動化和信息化的重要組成部

12、分，EMS不僅對能源的統(tǒng)一調(diào)度、優(yōu)化能源平衡、減少污染排放、提高環(huán)保質(zhì)量、降低企業(yè)能耗和提高勞動生產(chǎn)率有重要作用，而且對于事故預(yù)案的制定和執(zhí)行、事故原因的快速分析和及時判斷處理、能源供需的合理調(diào)整和平衡以及在客觀信息基礎(chǔ)上的能源實(shí)績分析、能源計劃編制、能源質(zhì)量管理、能源系統(tǒng)的預(yù)測等都是十分有效的。六、上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)功能6.1實(shí)時數(shù)據(jù)顯示功能列表式數(shù)據(jù)顯示畫面，直觀地查看各用戶企業(yè)用能數(shù)據(jù)、預(yù)存余額和繳費(fèi)情況。將根據(jù)各用戶分布區(qū)域、企業(yè)性質(zhì)等將同類數(shù)據(jù)匯總在一起，更方便、快捷的查看能源消耗情況和用能趨勢，所有計量用能數(shù)據(jù)全部用文字定義，一目了然瀏覽各用戶的用能情況。6.2能源歷史數(shù)據(jù)查詢功能：此

13、功能主要是監(jiān)控系統(tǒng)對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行歷史歸檔。只需登錄監(jiān)控系統(tǒng)，選擇數(shù)據(jù)查詢，輸入要查詢的時間段，用戶編號等要素，系統(tǒng)將從數(shù)據(jù)庫中調(diào)取歷史數(shù)據(jù)，以報表的形式直觀的將相應(yīng)站點(diǎn)的歷史數(shù)據(jù)顯示出來，流量查詢可自動計算出查詢時間段的總能耗。一切查詢功能均在中文操作界面上完成，此功能操作方便，提取數(shù)據(jù)迅速高效。避免了以往人工查詢歷史報表費(fèi)時、費(fèi)力的落后工作方式，大大的提高了工作效率。6.3報表的產(chǎn)生和打印可根據(jù)用能單位要求，制作出多樣化的打印形式，根據(jù)需要，可打印出日報表，班報表、月報表、季度報表等，并可對報表打印設(shè)置為人工打印和定時打印，不僅提高了能源管理工作效率而且實(shí)現(xiàn)了辦公的自動化和無紙化。所有收

14、集的實(shí)時數(shù)據(jù)都按類型、名稱、屬性分類，按時序依次存檔，在需要的情況下，只需輸入查詢工況和查詢?nèi)掌冢涂刹槌鰵v史報表和重要數(shù)據(jù),可以保存一年的歷史數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)的永久保存是存在電腦硬盤中。打印功能包括：Ø 操作人員的隨機(jī)打印Ø 全部監(jiān)視器上可以看到的硬拷貝輸出打印Ø 打印格式包括：Ø 時間（年、月、日、時、分、秒）Ø 數(shù)據(jù)或時間名稱Ø 用戶編號、用戶名稱Ø 單位（瞬時值、平均值、最大最小值、累積值）6.4報警功能對報警信息進(jìn)行保存記錄，在遇到故障停止供能時，系統(tǒng)將會記錄故障發(fā)生的時間、故障原因以及故障確認(rèn)時間等，可方便快捷的查

15、詢和排除供水系統(tǒng)、供汽系統(tǒng)故障。計算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)配置了故障處理專家系統(tǒng)軟件，通過預(yù)裝的專家系統(tǒng)得到故障原因的詳細(xì)資料及排除故障的對策。在任何時間和在任何顯示上工作站都能在畫面頂部或底部顯示出總的報警信息，操作人員點(diǎn)擊該報警信息可以快速地調(diào)出與本報警有關(guān)的畫面。該畫面可以顯示出故障原因的詳細(xì)資料及排除故障的對策。所有的報警信號都以時間先后排隊(duì)，該隊(duì)可以在畫面上顯示并存儲在內(nèi)存內(nèi)。在任何時間該隊(duì)列在畫面上保留最新的128個報警點(diǎn)。這個歷史報警隊(duì)列在畫面采用顏色的閃爍和顏色的變化來表示一個報警信號是否被確認(rèn)或是否被已恢復(fù)到正常的工況。在產(chǎn)生任何一個報警信號時，工作站便產(chǎn)生一個報警聲音以提醒操作人員、報警

16、內(nèi)容登錄在數(shù)據(jù)庫事件登錄清單內(nèi)，如果需要可以按要求調(diào)用并按命令分別打印。對于長期不正常事件（由監(jiān)視人員對輸入信號確認(rèn)后）可禁止報警和登錄。對于未確認(rèn)的報警狀態(tài)，持續(xù)發(fā)出聲光報警，直至值班人員確認(rèn)。6.5趨勢圖功能可以用棒狀圖或曲線圖顯示歷史趨勢或當(dāng)前趨勢，一副畫面上可以在一個時間軸上用不同顏色顯示1至4條不同的實(shí)時或歷史曲線。模擬量的變化同時也是顯示在圖形的坐標(biāo)上。當(dāng)前趨勢顯示可根據(jù)實(shí)時原理不斷校正，操作規(guī)程員可以很方便地調(diào)整趨勢顯示的時間坐標(biāo)或輸入范圍。蒸汽流量能耗趨勢圖每個測量變量趨勢圖是以時間為背景的，操作人員能夠輸入開始時間和結(jié)束時間。隨著時間跨度的變化，采樣頻率也相應(yīng)變化。為加快數(shù)據(jù)

17、檢索時間，趨勢曲線多所用的數(shù)據(jù)應(yīng)存放在數(shù)據(jù)庫中一個特定的緩沖區(qū)內(nèi)，并以新棄舊。七、遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)遠(yuǎn)程智能抄表作為此系統(tǒng)工程重要組成部分，將會發(fā)揮越來越大的作用。住宅區(qū)中每個用戶單位的水表、電表、煤氣表、熱量表等計量表計。其安裝位置各異，有些表（如電表）集中安裝，有些表（如水表）卻分散在用戶室內(nèi)；這樣就給管理部門的抄表統(tǒng)計工作帶來困難。逐戶抄表時要耗費(fèi)很多人力和時間，而且入戶抄表很難一次完成，有時只能估計。集中式抄表管理系統(tǒng)將使這些問題成為歷史。運(yùn)用本系統(tǒng)后，再無需進(jìn)行人工逐戶抄表。所有用戶表計的計量值將由中心統(tǒng)一抄取。抄一只表不到1秒鐘，省時省力。 住宅集中式抄表管理系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)小區(qū)聯(lián)網(wǎng)抄錄熱

18、表、電表、水表、煤氣表的讀數(shù)，在小區(qū)或相關(guān)管理部門的管理微機(jī)上能進(jìn)行自動抄錄、自動計費(fèi)、狀態(tài)查詢，能夠記錄并打印歷史數(shù)據(jù)，提供表數(shù)據(jù)接口，并在授權(quán)情況下進(jìn)行人工修改、換表和水、熱、電氣表結(jié)算。熱計量表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)組成（一）抄表系統(tǒng)的硬件組成：1、現(xiàn)場計量表現(xiàn)場計量指的是安裝在用戶室內(nèi)和大樓內(nèi)的能源計量表，如蒸汽表、煤氣表、電表等。通過統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議，借助相應(yīng)的通訊線路傳輸?shù)郊谐硐渲校鳎?、M-BUS集抄器    集抄器是遠(yuǎn)程抄表的系統(tǒng)核心組成部分，它主要負(fù)責(zé)將若干塊熱量表通過事先設(shè)置好的采集周期采集到集抄器的存儲器中，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的傳輸。同時，集抄器可以具備級聯(lián)功能，以實(shí)現(xiàn)整個小區(qū)表計的統(tǒng)一集抄。3、數(shù)據(jù)傳輸通道數(shù)據(jù)傳輸通道包括集抄器與現(xiàn)場熱表的傳輸通道和集抄器與控制中心的傳輸通道兩個部分。   （1）現(xiàn)場熱表與集抄器之間的通訊通道    此通信通道通過標(biāo)準(zhǔn)的0.5mm2 屏蔽電纜進(jìn)行總線式連接，傳輸協(xié)議采用中國標(biāo)準(zhǔn)的M-BUS通信協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場熱表和集抄器之間的數(shù)據(jù)傳輸。   （2）集