全厂能源管理系统解决方案

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1 　概述

制造企业的能源质量对产品优劣有着直接的关系，同时能源消耗直接影响高耗产品的成本，进而影响到一个企业的竞争力。另外，制造企业作为污染排放大户，能源的合理使用与平衡调配，对环境保护起着至关重要的作用。能源管理系统(下称EMS)作为企业能源系统的核心，通过对能源系统的集中监控和有效管理，实现：

1)大幅度提高企业能源系统劳动生产率。
2)对各能源介质的在线调控，充分利用二次能源，确保生产经济合理运行，实现节能和环保效益。
3)在能源系统异常和事故时，EMS作出及时、快速和准确的处置，把能源系统故障所造成的影响控制在最低限度，确保能源设备的安全运行和稳定供能。

     作为EMS工程自动化和信息化的重要组成部分，EMS不仅对能源的统一调度、优化能源平衡、减少污染排放、提高环保质量、降低单位产品能耗和提高劳动生产率有重要作用，而且对于事故预案的制定和执行、事故原因的快速分析和及时判断处理、能源供需的合理调整和平衡以及在客观信息基础上的能源实绩分析、能源计划编制、能源质量管理、能源系统的预测等都是十分有效的。


2 　系统的主要作用

1)完善能源信息的采集、存储、管理和有效利用

EMS对能源数据进行分析、处理和加工，能源调度人员和专业能源管理人员就能实时掌握系统状态，经过系统的合理调整，确保系统运行在最佳状态。

2)在公司层面对能源系统采用分散控制和集中管理

EMS将在公司全局的角度审视能源的基本管理需求,满足能源工艺系统的分散特性和能源管理需要集中的客观要求，以适应企业的战略发展需要。

3)减少管理环节，优化管理流程，建立客观能源消耗评价体系

实现在信息分析基础上的能源监控和能源管理的流程优化再造，满足能源设备管理、运行管理等的自动化，建立客观的以数据为依据的能源消耗评价体系，向管理要效益。

4)减少能源系统运行成本，提高劳动生产率

EMS的建设，对能源管理体制的改革将发挥重要作用。其基本目标之一是可以实现简化能源运行管理，减少日常管理的人力投入，节约人力资源成本，提高劳动生产率。

5)加快系统的故障处理，提高对全厂性能源事故的反应能力

EMS能迅速从全局的角度了解系统的运行状况，故障的影响程度等，及时采取系统的措施，限制故障范围的进一步扩大，并有效恢复系统的正常运行。

6)通过优化能源调度和平衡指挥系统，节约能源和改善环境

EMS将通过优化能源管理的方式和方法，改进能源平衡的技术手段，实时了解企业的能源需求和消耗的状况，能有效地减少污染的排放，提高二次能源的回收利用率，采用综合平衡和燃料转换使用的系统方法，使能源的合理利用达到一个新的水平。

7)为进一步对能源数据进行挖掘、分析、加工和处理提供条件

能源管理系统的建设，不仅可有效解决能源实时平衡管理和监控管理，还可以通过对大量历史数据的归档和管理，为进一步对数据进行挖掘、分析、加工和处理创造条件。


3 　系统的基本功能

     全厂能源管理中心系统作为公司管控一体化系统，将在能源生产、管理和保障主作业线生产稳定中发挥重要作用，将有效改善公司能源系统的日常运作成本，提高异常情况下的反应能力。为实现这些目标，使EMS系统能够有效地为生产服务，在EMS中设计如下子系统：




(1)、信息处理子系统

信息处理子系统的基本功能是数据采集和过程监控。它是能源管理系统的基础子系统，包括了最基本的SCADA系统功能：

不同需求的数据采集（周期采集、中断采集、SOE）；
分类数据归档（实时数据、短时数据、统计数据、历史数据、记录）；
实时闭环调节；
逻辑分析处理 （条件联锁、越限报警等）；
人机界面（过程图、过程曲线、设定和查询等）；
管理报表（瞬时报、正点报、日报、月报等）；
基本数据处理等。

(2)、故障处理子系统

故障处理子系统主要包括：监测；分级报警（按轻、重故障分类）；信息记录和归档（按类别）；故障基本分析（时序记录分析、在线查询等）。

(3)、能源管理子系统

能源管理子系统的基本功能包括：
能源计划管理（计划编制、跟踪等）；
能源实绩管理（实绩分析、归挡、查询、平衡分析、成本分析、对标分析等）；
能源质量管理（质量分析、质量跟踪、趋势评估、越限警告等）；
运行技术支持（运行方式管理、停复役管理、操作评估等）；
预测分析。

(4)、其它功能

非常监视和操作,为确保系统的万无一失，对EMS的重要监控对象，采用I/O直接接入系统仪表及操作盘的备用安全措施，以使在最恶劣的系统状态下，这些设备的监视、控制仍然成为可能。
根据工艺系统来分，EMS一般分为：供配电系统、水系统和动力系统等。


４ 　系统拓扑结构图



5 　自动化产品主要功能

5.1 高压回路或低压进线回路选ACR330ELH仪表

该表为电能质量分析仪表，主要功能有：LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限电能计量、复费率电能统计；THDu，THDi、2-31次各次谐波分量；电压波峰系数、电话波形因子、电流K系数、电压与电流不平衡度计算；电网电压电流正、负、零序分量（含负序电流）测量；4DI+3DO（DO3做过压、欠压、过流、不平衡报警）；RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T645规约。外形尺寸：120×120mm，开孔尺寸：108×108mm。适用于高压重要回路或低压进线柜。


5.2 低压联络或出线回路选ACR220EL电力仪表

该表主要功能有：LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限电能计量、复费率电能统计、最大需量统计；4DI+2DO；RS485通讯接口、Modbus协议。外形尺寸：96×96mm，开孔尺寸：88×88mm。适用于低压联络柜、出线柜。

5.3 动力柜、照明箱选ACR120EL电力仪表或导轨式电表

ACR120EL电力仪表主要功能有：LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限电能计量、复费率电能统计、最大需量统计；2DI+2DO；RS485通讯接口、Modbus协议。外形尺寸：开孔尺寸80×80mm，开孔尺寸72×72mm。适用于动力柜。

DTSD1352导轨式电表主要功能：LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限电能计量、复费率电能统计、最大需量统计；电流规格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可选、RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T 645规约可选。外形尺寸：126×89×74mm，7模数。适用于动力柜。

DTSF1352导轨式电表主要功能：电流规格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可选、复费率电能统计、电能脉冲输出、RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T 645规约可选。外形尺寸：126×89×74mm，7模数。适用于照明箱的三相电能计量。

照明箱DDSF1352电表主要功能：电流规格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可选、复费率电能统计、电能脉冲输出、RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T 645规约可选。外形尺寸：76×89×74mm，4模数。适用于照明箱的电流、电压测量；单相电能计量。


6 　结束语

该方案是概要介绍我司能源管理系统的一些基本状况。与用户现有采集，能源管理系统相比，具有投资少，效益高，信息化程度高，系统稳定可靠的特点。在我国节能降耗大的趋势下，能源管理系统必能为企业带来可观的效益。


参考文献：
[1]上海安科瑞电气股份有限公司产品手册.2010.08版.


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