潘俊 貝加萊工業(yè)自動(dòng)化（中國）有限公司

1　項目背景

國內某知名礦泉水公司廠(chǎng)區內的部分設備是信息孤島，尚未實(shí)現全廠(chǎng)設備的全面數據采集，無(wú)法及時(shí)發(fā)現生產(chǎn)管理中的瓶頸問(wèn)題、優(yōu)化生產(chǎn)流程。由于工廠(chǎng)中存在著(zhù)不同廠(chǎng)家、不同時(shí)期采購的設備，不僅不同設備直接存在能耗差異，即使是同樣的設備，由于不同的班組操作人員，或者是不同的參數設定，也會(huì )有能耗的較大差異。此外，由于廠(chǎng)區內的能源數據基本是通過(guò)人工定期抄表的手段來(lái)計量，不僅耗費大量的人工，并且由于不可能同時(shí)進(jìn)行抄表，數據的實(shí)時(shí)性也大打折扣，也不具備分析優(yōu)化和實(shí)時(shí)統計的功能，同時(shí)還無(wú)法避免人為篡改或者抄錯數字的可能性；即使數據有偏差，也無(wú)法及時(shí)報警或者提醒。

2　項目目標與原則

本項目計劃為該礦泉水公司生產(chǎn)廠(chǎng)建立一個(gè)全面的、集成的、先進(jìn)的和穩定的能源管理系統，建立一套能源和設備數據信息管理系統。通過(guò)應用先進(jìn)的軟硬件及網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，準確、快速地記錄能源消耗相關(guān)數據，并提供基于WEB的監控、配置、查詢(xún)、分析等功能，供各相關(guān)部門(mén)查詢(xún)分析能源相關(guān)信息。

此外，本項目還需要實(shí)現以下需求：

（1）實(shí)現兩個(gè)層次的服務(wù)，即一方面為企業(yè)領(lǐng)導提供直觀(guān)、簡(jiǎn)明、快捷的數據信息查詢(xún)和決策支持服務(wù)；另一方面是為相關(guān)管理部門(mén)實(shí)現企業(yè)能源消耗情況的動(dòng)態(tài)數據和信息共享服務(wù)；

（2）系統的運行能夠充分利用現代網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和數據庫，通過(guò)與企業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò )平臺的對接，實(shí)現信息快速傳遞、共享、管理和應用；

（3）利用數學(xué)模型、預測和預警、數據倉庫和數據挖掘等理論方法和技術(shù)對有關(guān)數據進(jìn)行深入地加工處理及分析，以提高監控數據的應用水平。

3　應用情況介紹

根據現場(chǎng)情況給出的系統拓撲結構如圖1 所示。

該項目目前已經(jīng)實(shí)施完成，完美解決了客戶(hù)現場(chǎng)生產(chǎn)的問(wèn)題，現場(chǎng)操作畫(huà)面如圖2、圖3所示。

圖1 系統拓撲圖

圖2

圖3

4　效益分析

（1）不再手動(dòng)抄表，節約人力成本；

（2）實(shí)現生產(chǎn)設備橫向、縱向的實(shí)時(shí)能源數據采集，發(fā)現瓶頸問(wèn)題，優(yōu)化生產(chǎn)流程；

（3）對全廠(chǎng)能耗及負荷特性等進(jìn)行具體分析，優(yōu)化能源使用；

（4）具備能源用量預警、能源用量預測功能，對下一階段的能源使用進(jìn)行提前準備和安排，避免由于用電高峰期超負荷用電而產(chǎn)生罰單；

（5）基于A(yíng)PROL EnMon平臺，可采取措施優(yōu)化設備運行及用電效率；

（6）基于A(yíng)PROL EnMon平臺，可采取措施降低電能質(zhì)量問(wèn)題帶來(lái)的能耗，保證供電系統安全、穩定、節能運行；

（7）基于A(yíng)PROL EnMon平臺，可建立能源績(jì)效考核的平臺，實(shí)現精細化管理，方便成本核算。

綜合實(shí)際生產(chǎn)應用效果，借助于A(yíng)PROL EnMon能源管理系統，預計全年能夠為企業(yè)至少節省3%~5%的能源使用費用。

精彩對話(huà)

貝加萊工業(yè)自動(dòng)化（中國）有限公司工廠(chǎng)自動(dòng)化銷(xiāo)售經(jīng)理 潘俊

《自動(dòng)化博覽》：貝加萊的能源管理解決方案主要針對哪些行業(yè)？涉及哪些產(chǎn)品？

潘?。?/span>貝加萊公司的能源管理系統是基于A(yíng)PROL平臺的應用系統，簡(jiǎn)稱(chēng)APROL EnMon，該系統可以實(shí)現對水、電、煤氣、蒸汽等能源介質(zhì)的實(shí)時(shí)用量采集和歷史用量分析，可以按照能源介質(zhì)類(lèi)別或耗能單元進(jìn)行統計分析，并根據能源價(jià)格系數不同，統計工廠(chǎng)整體耗能成本，結合工廠(chǎng)產(chǎn)量，可以細化到單個(gè)產(chǎn)品的能耗成本。由于A(yíng)PROL EnMon主要是針對能源介質(zhì)進(jìn)行采集，而在不同的行業(yè)中能源介質(zhì)基本相似，所以APROL EnMon系統是面向所有行業(yè)的能源管理方案，并且APROL EnMon滿(mǎn)足ISO 50001全球標準，可以作為獨立的能源管理系統應用，也可以根據客戶(hù)需求集成到現場(chǎng)DCS系統或SCADA系統。從目前現有的應用業(yè)績(jì)來(lái)看，APROL EnMon的應用可以歸納為基礎設施自動(dòng)化、工廠(chǎng)自動(dòng)化、設備自動(dòng)化、過(guò)程控制等幾個(gè)方面。

《自動(dòng)化博覽》：貝加萊的能源管理解決方案的主要特點(diǎn)和優(yōu)勢是什么？

潘?。?/strong>APROL EnMon為了方便能源管理項目實(shí)施，縮短工程時(shí)間，采用“開(kāi)箱即用”方式，用戶(hù)只需設置系統參數即可應用。APROL EnMon系統由一臺APC910工業(yè)PC和一臺X20CP3586作為硬件主體，軟件系統及所有必要應用軟件都可以預裝到APC910中，根據現場(chǎng)需求，系統組態(tài)也可以由技術(shù)開(kāi)發(fā)人員預先配置在A(yíng)PC910中，現場(chǎng)調試工作量大大降低。

標準的APROL EnMon方案包包括一個(gè)Automation PC 910和X20控制器。該系統可以根據需要實(shí)現進(jìn)一步升級。

APROL EnMon系統采用多層架構，它包含了從傳統現場(chǎng)層到車(chē)間/生產(chǎn)線(xiàn)級的數據層，車(chē)間到工廠(chǎng)的公司級能源優(yōu)化，并為ERP/CIMS等預留了全廠(chǎng)財務(wù)、運營(yíng)優(yōu)化數據互聯(lián)的接口。

設備層：基于傳統的總線(xiàn)儀表、模擬量通過(guò)現場(chǎng)采集網(wǎng)絡(luò )傳輸至車(chē)間/生產(chǎn)線(xiàn)層。

車(chē)間層：通過(guò)現場(chǎng)層數據的傳輸，經(jīng)由車(chē)間級路由和交換網(wǎng)絡(luò )，提供在控制層的數據存儲、記錄、報警的保存、查詢(xún)等。

公司級：通過(guò)APROL EnMon平臺，將車(chē)間級數據進(jìn)行顯示，包括趨勢圖、報警、報表、計費、分析與優(yōu)化功能，并提供直接對現場(chǎng)設備的遠程操控。

APROL EnMon系統具有強大的分析功能，可以為企業(yè)生產(chǎn)提供支持，主要包括以下幾個(gè)方面：

指示器：提供了對單元批次的跟蹤；

峰值負載分析：提供超負荷下的甩負荷控制；

趨勢分析：精確按照時(shí)間順序排列，繪制設備能耗曲線(xiàn)，用于分析；

負載管理：對不同的計費區間進(jìn)行負載的動(dòng)態(tài)管理；

價(jià)格分析：追蹤每個(gè)消耗相關(guān)的價(jià)格；

能耗單元狀態(tài)分析：通過(guò)電子表格追蹤生產(chǎn)過(guò)程。

為了測量現場(chǎng)的能量、流量、負載等能源信息，貝加萊公司的X20系列產(chǎn)品可以提供多種I/O模塊和通訊模塊，以滿(mǎn)足現場(chǎng)能源計量需求。

APROL EnMon系統集成了貝加萊公司硬件產(chǎn)品的魯棒性和軟件系統的靈活性，極大程度地滿(mǎn)足了各個(gè)行業(yè)對于能源測量的需求，綜合來(lái)看，主要有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）穩定性與開(kāi)放性兼顧。貝加萊X20系列數據采集單元，具備環(huán)境適應能力強的特點(diǎn)，系統穩定，可長(cháng)期連續工作，可遠程維護；

（2）各個(gè)能源監控分站之間相互獨立，依存性弱，可以自成系統，可以分期、分批建設，自由擴展；

（3）系統投資回報率高。系統充分應用了所有分站的運算能力，使中心端專(zhuān)注于數據的接收和分發(fā)工作，在保證效率、效能的基礎上，降低對硬件的需求，可降低企業(yè)對硬件的投入。并且當采集點(diǎn)多、數據量大時(shí)，可對系統進(jìn)行方便的分布、叢集部署，而這種部署能同樣充分保證系統的穩定性、安全性和經(jīng)濟性。

《自動(dòng)化博覽》：能源管理是智能制造中的重要一環(huán)，您如何看待能源管理在用戶(hù)工廠(chǎng)中的作用？

潘?。?/span>隨著(zhù)工業(yè)生產(chǎn)的飛速發(fā)展，各行各業(yè)對能源的消耗日益增加，不僅對生存環(huán)境造成了嚴重威脅，導致一系列的生態(tài)變化，危及人類(lèi)及其他生物的生存環(huán)境，而且，隨著(zhù)產(chǎn)品競爭的日益激烈，將產(chǎn)品成本降低到極致成為各個(gè)工廠(chǎng)的生存秘訣，其中也包括產(chǎn)品的耗能成本。在以往粗獷的生產(chǎn)方式下，工廠(chǎng)的能源消耗情況根本無(wú)從計量，計量設備的缺失、節能意識的缺乏都導致了產(chǎn)品的耗能成本無(wú)從查證，導致生產(chǎn)成本居高不下。隨著(zhù)精細化生產(chǎn)和智能化生產(chǎn)的逐步推進(jìn)，能源計量手段也逐步完善，通過(guò)能源管理系統可以將工廠(chǎng)的耗能情況透明化，杜絕“跑、冒、滴、漏”等能源浪費情況，發(fā)現生產(chǎn)中的瓶頸問(wèn)題，改善生產(chǎn)工藝，從而進(jìn)一步降低產(chǎn)品耗能，降低生產(chǎn)成本。另外，能源管理也根除了以往人工記錄的弊端，在解放人力的同時(shí)，可以實(shí)時(shí)地采集、分析全部能耗數據，數據的呈現更直觀(guān)、及時(shí)，結合不同時(shí)段、不同種類(lèi)能源介質(zhì)的不同費率，為能源結算提供依據。

摘自《自動(dòng)化博覽》2016年10月刊