【正文】 能源管理信息系統(tǒng)白皮書(shū) 1 企業(yè) 能源管理信息系統(tǒng) 白 皮 書(shū) 青島精益優(yōu)華能源科技有限公司 能源管理信息系統(tǒng)白皮書(shū) 2 公 司 簡(jiǎn) 介 青島精益 優(yōu)華能源科技有限公司 致力于能源系統(tǒng)優(yōu)化、工藝開(kāi)發(fā)、環(huán)境保護(hù)，旨在以技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的手段提高資源利用效能、改善生態(tài)環(huán)境。 公司成立于 2020 年，注冊(cè)地為青島經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)。 公司使命與愿景 成為 能源系統(tǒng)優(yōu)化 領(lǐng)域的 優(yōu)秀 系統(tǒng)集成商及服務(wù)提供者， 通過(guò)向高能耗行業(yè)客戶提供中立的、專業(yè)的服務(wù)，協(xié)助客戶實(shí)施項(xiàng)目管理，為客戶創(chuàng)造最大價(jià)值 企業(yè) 價(jià)值觀 我們堅(jiān)信，堅(jiān)持原則的團(tuán)隊(duì)才能 獲得持續(xù)的健康的發(fā)展 ?正直、誠(chéng)信、專業(yè)化 ?以客戶為本 ?堅(jiān)持企業(yè)核心理念的前提下不斷變革與創(chuàng)新 公司理念 “ 專業(yè)創(chuàng)造價(jià)值，專注成就未來(lái) ” 能源管理信息系統(tǒng)白皮書(shū) 3 系統(tǒng)概述 “精益優(yōu)華” 企業(yè)能源管理系統(tǒng) 是 依托計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)量控制技術(shù)等信息化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)能源管理、能源調(diào)度、能源計(jì)量的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和空間可視化，完善能源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)體系，為 重點(diǎn)能耗企業(yè)建 立一套科學(xué)完善的能源利用監(jiān)督、管理、評(píng)價(jià)體系，創(chuàng)新能源管理模式， 系統(tǒng)的總目標(biāo)是：采用智能技術(shù)組建數(shù) 據(jù)庫(kù)、構(gòu)建智能化的 能源管理 信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì) 重點(diǎn)能耗企業(yè) 能源利用狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的動(dòng)態(tài)監(jiān)管，以現(xiàn)代技術(shù)手段加強(qiáng)節(jié)能管理，加大節(jié)能監(jiān)管力度，提企業(yè)節(jié)能工作的管理水平。 通過(guò)該系統(tǒng)的實(shí)施，能夠達(dá)到以下幾個(gè)目的： 一是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)層次的服務(wù)，即一方面為企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)提供直觀、簡(jiǎn)明、快捷的數(shù)據(jù)信息查詢和決策支持服務(wù)；另一方面是為相關(guān)管理部門實(shí)現(xiàn)企業(yè)能源消耗情況的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和信息共享服務(wù)。 二是系統(tǒng)的運(yùn)行能夠充分利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)與企業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的對(duì)接，實(shí)現(xiàn)信息快速傳遞、共享、管理和應(yīng)用。 三是利用數(shù)學(xué)模型、預(yù)測(cè)和預(yù)警、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和數(shù)據(jù)挖掘等理論方法和技術(shù)對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的加工處理及分析，以提高監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的應(yīng)用水平。 系統(tǒng)需求 “精益優(yōu)華” 企業(yè)能源管理系統(tǒng) 包括能源信息管理中心控制系統(tǒng) (EMS 系統(tǒng) )、 供電調(diào)度 自動(dòng)化系統(tǒng) 、供氣監(jiān)控系統(tǒng)、 供水 (蒸汽 )調(diào)度系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。 EMS 系統(tǒng) 負(fù)責(zé)能源分析，它是基于電力調(diào)度、能源調(diào)度和計(jì)量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的高級(jí)分析 。 能源監(jiān)控系統(tǒng)包括能源調(diào)度中心 (SCADA)和汽水熱站現(xiàn)地監(jiān)控。 實(shí)現(xiàn)對(duì) 企業(yè) 能源動(dòng)力數(shù)據(jù)的集中處理、圖像化顯示及報(bào)表打印、越限報(bào)警 及 WEB 發(fā)布 等功能。 計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)包括計(jì)量計(jì)費(fèi)主站和電水氣熱等現(xiàn)地計(jì)量，能完成各種能源計(jì)量數(shù)據(jù)的采集，處理，歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，計(jì)量計(jì)費(fèi)等功能。 各 現(xiàn)地 子系統(tǒng) 根據(jù)實(shí)際情況，采用工業(yè)級(jí)冗余環(huán)形以太網(wǎng)方式，將數(shù)據(jù)上傳至電力調(diào)度、能源調(diào)度、計(jì)量主站。 系統(tǒng)架構(gòu) 系統(tǒng)體系架構(gòu)： 系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用 InFusion 的面向?qū)ο?、面向服?wù)（ OO SOA）的 ArchestrA 架構(gòu)進(jìn)行集成，在 能源管理 信息系統(tǒng)專用局域網(wǎng)絡(luò)里，位于 PLC /DCS 層和 ERP 層間的應(yīng)用軟件將通過(guò) OO SOA 架構(gòu)結(jié)合在一起。 能源管理信息系統(tǒng)白皮書(shū) 4 基于 OO SOA架構(gòu)的集成策略 InFusion ArchestrA 架構(gòu)的核心是“工廠數(shù)據(jù)模型”，該模型利用專用的應(yīng)用軟件，對(duì)物理過(guò)程的控制和管理進(jìn)行邏輯表述。 系統(tǒng)邏輯架構(gòu) 系統(tǒng)在邏輯上分五個(gè)部分，即：電力監(jiān)控、能源監(jiān)控、計(jì)量計(jì)費(fèi)、圖像監(jiān)控、能源分析。這五個(gè)部分既相互獨(dú)立各成系統(tǒng)，又緊密互聯(lián)溶為一體，五個(gè)部分協(xié)同工作，全面完成全廠的能源信息管理任務(wù)。 網(wǎng)絡(luò)部署架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)入口 網(wǎng)頁(yè) 能量管理 計(jì)量收費(fèi) 調(diào)度系統(tǒng) 趨勢(shì)分析 ?? PLC DCS ?? 生產(chǎn)報(bào)表 GPRS 其他系統(tǒng) ERP系統(tǒng) ?? LIMS系統(tǒng) 操作管理 流程監(jiān)控 Excel 圖表 報(bào)告 InFusion ArchestrA 架構(gòu) —— 基于 OO SOA技術(shù) 業(yè)務(wù)模型 數(shù)據(jù)模型 消息交換 可可視視化化集集成成 配置管理 實(shí) 時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù) ERP集成 ?? 電力調(diào)度 電、氣、熱、水計(jì)量 視頻主 站 計(jì)量主站 圖像采集 能源調(diào)度 電、空、氧、水、 天然氣監(jiān)控 EMS 統(tǒng) 變電站監(jiān)控控、保護(hù) 能源管理信息系統(tǒng)白皮書(shū) 5 以下就 EMS 系統(tǒng)在 “精益優(yōu)華” 能源管理系統(tǒng)中的功能及作用做一闡述： 能源管理信息系統(tǒng)白皮書(shū) 6 系統(tǒng) 功能 EMS 系統(tǒng) 是 通過(guò)先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、信息化技術(shù)建立一個(gè)靈活、全面的生產(chǎn)管理平臺(tái)， 以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)為核心 ，全面、實(shí)時(shí)、有效地集成生產(chǎn)數(shù)據(jù)，為作業(yè)優(yōu)化提供依據(jù)，實(shí)現(xiàn)從生產(chǎn)一線到管理決策，從計(jì)劃信息到車間業(yè)務(wù)執(zhí)行，從產(chǎn)品管理到現(xiàn)場(chǎng)操作的信息無(wú)縫整合，使企業(yè)能源管理與能源生產(chǎn)使用的全過(guò)程有機(jī)結(jié)合，深度挖掘生產(chǎn)過(guò)程的根源性問(wèn)題，達(dá)到生產(chǎn)能力和管理水平的同步提高。 1. EMS 系統(tǒng)主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn) ? EMS 軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)采用網(wǎng)絡(luò)分布式體系結(jié)構(gòu)，以軟總線和組件為基礎(chǔ)共同組成系統(tǒng)底層的數(shù)據(jù)交互接口，為企業(yè)綜合的能源管理提供開(kāi)放的應(yīng)用平臺(tái)。 ? 系統(tǒng)將企業(yè)用能狀況作為監(jiān)測(cè)和管理對(duì)象進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)信息的建模基于IEC61970 的 CIM 參考模型定義，并在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)上做持久化處理，實(shí)現(xiàn)諸多形式能源的統(tǒng)一描述和定義。 ? 系統(tǒng)參照 ISA95MES標(biāo)準(zhǔn)對(duì)系統(tǒng)的軟件功能，物理模型、業(yè)務(wù)流程和生產(chǎn)流程進(jìn)行定義和部署，將各生產(chǎn)流程中的諸多能源統(tǒng)一歸納集中管理，為企業(yè) ERP系統(tǒng)、 MES系統(tǒng)和相關(guān)職能部門的 PCS系統(tǒng)提供開(kāi)放的能源數(shù)據(jù)接口。 ? 系統(tǒng)采用創(chuàng)新的單總線多協(xié)議共享通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的 PCS系統(tǒng)包括 DCS、PLC、智能監(jiān)測(cè)儀表和計(jì)量?jī)x表等的接口設(shè)計(jì)能夠 方便組態(tài)，并且可將處在同一地點(diǎn)的多個(gè)不同類型的設(shè)備集中后經(jīng)過(guò)單一通道上傳到能源中心系統(tǒng)，做到既節(jié)省了通訊設(shè)施的建設(shè)投資，也能達(dá)到可靠通訊的目的。 ? 系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)采集數(shù)據(jù)，不再依賴手工錄入，采集并存儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、對(duì)實(shí)時(shí)及歷史能源數(shù)據(jù)處理進(jìn)行系統(tǒng)分析和處理，剝離對(duì)人工輸入的依賴性，規(guī)避了人工輸入過(guò)程中數(shù)據(jù)出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)，提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，繪制能源消耗的實(shí)時(shí)曲線，實(shí)時(shí)反映能源消耗情況。 ? 系統(tǒng)通過(guò)對(duì)能源數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析，動(dòng)態(tài)跟蹤能源消耗，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，并以一定權(quán)重預(yù)測(cè)下一生產(chǎn)時(shí)間單位生產(chǎn)一定 數(shù)量的產(chǎn)品所需消耗能源總量，來(lái)完成能源預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)能源購(gòu)進(jìn)及生產(chǎn)。 ? 系統(tǒng)引入能源生產(chǎn)、供應(yīng)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)平衡調(diào)度的思想，將企業(yè)的能源系統(tǒng)自左至右劃分為購(gòu)入貯存、加工轉(zhuǎn)換、輸送分配、最終使用四個(gè)環(huán)節(jié)，將能量劃分為供入能量、有效能量、回收利用和損失能量四個(gè)部分，從統(tǒng)籌規(guī)劃的角度方便企業(yè)用戶隨時(shí)跟蹤能源消耗的流向和利用率。 ? 系統(tǒng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)能源數(shù)據(jù)的收集、整理，根據(jù)大量歷史數(shù)據(jù)設(shè)定設(shè)備、工段、班組的能源額定值，設(shè)定能源額定上限，若實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中耗能值高于下限，則提示報(bào)警，及時(shí)提示能耗問(wèn)題，降低能耗額外損失。 ? 系統(tǒng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)能源 數(shù)據(jù)的收集、整理、核實(shí)；出具各類直觀簡(jiǎn)潔的生產(chǎn)報(bào)表和圖表，同時(shí)按照任務(wù)書(shū)要求進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算分析與評(píng)審，為耗能企業(yè)按照國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)廚具能源審計(jì)表。 2. EMS 系統(tǒng)的 總體目 標(biāo) 建立全面的 、 統(tǒng)一的 能源管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù) ：全面、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)是一個(gè)企業(yè)能源分析和決策基礎(chǔ)。對(duì)于一個(gè)企業(yè)來(lái)說(shuō)，能源管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集對(duì)象應(yīng)該包括： ? 總廠各種能源（蒸汽、水、電）用量； 能源管理信息系統(tǒng)白皮書(shū) 7 ? 生產(chǎn)設(shè)備各種能源（蒸汽、水、電）用量數(shù)據(jù)及設(shè)備本身的關(guān)鍵參數(shù)，例如：溫度、壓力等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)； ? 各個(gè)分廠、車間、工組各種能源（蒸汽、水、電）用量數(shù)據(jù)及相關(guān)產(chǎn)品的產(chǎn)量； ? 其他 相關(guān)獨(dú)立核算部門各種能源（蒸汽、水、電）用量數(shù)據(jù)及相關(guān)產(chǎn)品的產(chǎn)量； 因此，企業(yè)能源管理需要建立一個(gè)以工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)和企業(yè)管理網(wǎng)絡(luò)一體化的計(jì)算機(jī)信息化系統(tǒng)，同時(shí)需要與企業(yè)其他應(yīng)用系統(tǒng)（如企業(yè)內(nèi)部辦公系統(tǒng)）緊密結(jié)合，協(xié)調(diào)完成企業(yè)能源的管理工作。 由于能源管理系統(tǒng)涉及范圍廣、數(shù)量和類別較多，所采用的通信協(xié)議不一致，各個(gè)企業(yè)所采用的計(jì)量設(shè)備也千差萬(wàn)別，各個(gè)企業(yè)和分廠車間的不同能源系統(tǒng)也不盡相同。建立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)需要統(tǒng)一各種現(xiàn)場(chǎng)協(xié)議，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集平臺(tái)，為企業(yè)能源管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)。 3. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 主 要 是 負(fù) 責(zé) 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 的 訪 問(wèn) ， 即 ： 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 的 增 刪 改 查 操 作 。 主 要 負(fù) 責(zé) 業(yè) 務(wù) 規(guī) 則 的 制 定 、 業(yè) 務(wù) 流 程 的 實(shí) 現(xiàn) 等 與 業(yè) 務(wù) 需 求 有 關(guān) 的 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 。1 、 E M S 數(shù) 據(jù) 層 主 要 負(fù) 責(zé) 顯 示 數(shù) 據(jù) 和 接 收 用 戶 輸 入 的 數(shù) 據(jù) ， 為 用 戶 和 計(jì) 算 機(jī) 提 供 一 種 交 互 界 面 。2 、 數(shù) 據(jù) 訪 問(wèn) 層3 、 業(yè) 務(wù) 邏 輯 層5 、 用 戶 界 面 層D C S / P L C 現(xiàn) 場(chǎng) 設(shè) 備 取 數(shù)基 礎(chǔ) 數(shù) 據(jù) 一 次 數(shù) 據(jù)實(shí) 時(shí) 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 關(guān) 系 數(shù) 據(jù) 庫(kù)二 次 數(shù) 據(jù) 三 次 數(shù) 據(jù) 主 要 負(fù) 責(zé) 給 子 系 統(tǒng) 中 的 一 組 接 口 提 供 一 個(gè) 統(tǒng) 一 的 高 層 接 口 ， 使 子 系 統(tǒng) 更 容 易 使 用 。4 、 系 統(tǒng) 外 觀 層 系統(tǒng)典型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如上圖所示，各部分功能如下： 1) EMS數(shù)據(jù)層： ? 通過(guò) DCS/PLC獲取現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)，這部分?jǐn)?shù)據(jù)分為兩部分：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和一次數(shù)據(jù)：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是直接從 DCS/PLC 的讀取的數(shù)據(jù)；一次數(shù)據(jù)是經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理的數(shù)據(jù)，例如：求和、求平均值等。這兩部分?jǐn)?shù)據(jù)取出后直接存入 EMS的數(shù)據(jù)庫(kù)中。 能源管理信息系統(tǒng)白皮書(shū) 8 ? EMS的數(shù)據(jù)庫(kù)分為兩部分：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)