CS/BS混合模式能源監(jiān)測系統(tǒng)在棉紡織企業(yè)的應(yīng)用

趙小崗，高 陽

（西安紡織集團有限責(zé)任公司，陜西 西安 710025）

電力能源消耗費用在棉紡織企業(yè)的生產(chǎn)成本中占有很大的比重，約為20%，電力能源消耗控制事關(guān)企業(yè)生存，因此，棉紡織企業(yè)對其高度重視。

能源計量統(tǒng)計是有效控制能源消耗的前提條件，棉紡織企業(yè)在電力計量傳統(tǒng)上采用一次購入計量和二次配電計量，一般情況下計量至各車間部門，以日、月、季度、年報的形式進行統(tǒng)計分析。傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中，棉紡織企業(yè)在能源利用及監(jiān)測方面存在以下問題。

（1）缺乏實時性：無法進行實時計量；（2）缺乏準確性：數(shù)據(jù)獲取人為因素較多；（3）缺乏專業(yè)性：能源使用各環(huán)節(jié)無分析指導(dǎo)；（4）缺乏可比性：無法及時建立快速的反應(yīng)與對比機制；（5）缺乏決策性：主管不能及時制定節(jié)能與能源管理決策；（6）缺乏高效性：能源管理的整體運行效率較低；（7）缺乏持續(xù)性：缺乏能源數(shù)據(jù)的連續(xù)性和指標體系。

隨著智能電表和通信技術(shù)的的發(fā)展，能源數(shù)據(jù)在線實時采集、監(jiān)測成為可能，發(fā)展出的能源監(jiān)測管理系統(tǒng)（Energy Management System，EMS）是幫助企業(yè)通過能源計劃、監(jiān)測、統(tǒng)計、審計、消費分析、重點能耗設(shè)備管理和能源計量設(shè)備管理等多種手段，合理計劃、利用能源，減少單位產(chǎn)品能源消耗，以提高經(jīng)濟效益為目的的信息化管控系統(tǒng)。

具體而言，能源管理系統(tǒng)就是對企業(yè)的能源消耗進行監(jiān)測、記錄、分析，對比和指導(dǎo)，如水、氣（汽）、電的使用過程數(shù)據(jù)，實時監(jiān)測各種能源的詳細使用情況，為節(jié)能降耗提供直觀、科學(xué)的依據(jù)，為企業(yè)查找能耗弱點，促進管理水平進一步提高以及運營成本的進一步減少，使能源使用合理，避免浪費，達到節(jié)能減排、節(jié)能降耗、再創(chuàng)造效益的目的。通過數(shù)據(jù)分析，可以幫助企業(yè)內(nèi)部對每個生產(chǎn)車間、每個機臺、每種職能單位以及主要耗能設(shè)備進行實時考核，杜絕浪費，可以幫助企業(yè)進一步提高綜合競爭力。西安紡織集團在新建廠區(qū)采用的DF8003C能源監(jiān)測系統(tǒng)，能夠達到節(jié)能降耗、減少生產(chǎn)成本的目的。

能源監(jiān)測系統(tǒng)作為綜合管理系統(tǒng)的子系統(tǒng)，采用B/S、C/S相結(jié)合架構(gòu)[1]。

辦公網(wǎng)采用.net開發(fā)環(huán)境，實現(xiàn)基于Web的B/S結(jié)構(gòu)的架構(gòu)，利用瀏覽器直接運行。各級管理人員利用瀏覽器就可訪問能源管理系統(tǒng)，根據(jù)權(quán)限瀏覽全部或部分相關(guān)能源計量信息，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和便捷性。

能源采集、監(jiān)測系統(tǒng)采用C/S 架構(gòu)，其全稱是Client/Server，即客戶端/服務(wù)器端架構(gòu)，服務(wù)器端是SCADA數(shù)據(jù)庫服務(wù)器端，實時庫采用SCADA實時庫平臺，對實時數(shù)據(jù)進行及時、準確的處理，歷史庫采用ORACLE商用數(shù)據(jù)庫，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性、穩(wěn)定性，其客戶端包含多個在用戶的電腦上運行的程序，例如Sysmon、Remote等，客戶端通過數(shù)據(jù)庫連接訪問服務(wù)器端的數(shù)據(jù)。

1 綜合管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)圖和能源監(jiān)測系統(tǒng)拓撲圖

能源監(jiān)測系統(tǒng)自下而上包括采集層、存儲層、邏輯層、表示層[2]（圖1）。

（1）數(shù)據(jù)采集層以實時能耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括各智能計量裝置、數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)采集軟件和傳輸介質(zhì)實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，此外還有在線監(jiān)視和歷史存儲，通過能源分中心工作站對各RTU實時數(shù)據(jù)進行監(jiān)測。

圖1 能源監(jiān)測系統(tǒng)

（2）存儲層以實時數(shù)據(jù)庫軟件為核心，建立SCADA服務(wù)器，實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲，并與通用關(guān)系數(shù)據(jù)庫ORCAL實現(xiàn)無縫對接。

（3）表示層以Windows為平臺運行SCADA程序，圖形、數(shù)據(jù)結(jié)合，界面清晰、明了。

2 電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測

棉紡織企業(yè)工藝流程較長，機臺眾多，總耗能很大。為此，集團在新廠房建設(shè)中，建有110 kV變電站一座，兩臺110 kV→10 kV變壓器，10座配電室，20臺10 kV→400 V變壓器以及配套的電容柜、配電柜、開關(guān)、刀閘等電力設(shè)備。傳統(tǒng)的各種電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測通過值班員巡回檢查來掌握，導(dǎo)致工作量大，時效性差。現(xiàn)在，通過能源檢系統(tǒng)中的配電變壓器監(jiān)控終端、饋線監(jiān)控終端等配電管理系統(tǒng)（圖2），可實時掌握各變壓器的進出線電壓、電流、有功和無功功率、功率因素以及各開關(guān)的開、合狀態(tài)。

圖2 配電管理系統(tǒng)

3 能源報表生成、分析

在能源監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用中，數(shù)據(jù)應(yīng)用很重要的一部分就是各種能源報表的制作，這是能源管理中最基本的基礎(chǔ)工作。能源監(jiān)測系統(tǒng)通過SCADA前置服務(wù)器的動態(tài)數(shù)據(jù)庫，存儲以小時為單位的能源運行數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)各生產(chǎn)車間、生產(chǎn)設(shè)備任意時段的能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計。根據(jù)本廠的實際需要，制作了集團各部門的能耗日報與月報，報表中包含動力耗能和照明耗能兩部分，作為能耗指標考核依據(jù)。為了掌握能耗的流向，分別制作了各配電室的分路電能流向分布報表、各車間不同機型能耗報表等。通過對各項能耗數(shù)據(jù)的逐時、逐日、逐月、逐年的統(tǒng)計報表分析，各級管理人員可以對能源的班用量、日用量、月用量進行比對或進行能耗數(shù)據(jù)對比，分析能源使用過程中存在的漏洞和不合理情況，減少能源使用過程中的浪費，達到節(jié)能降耗的目的。