贝加莱基于APROL EnMon平台的能源管理系统

贝加莱工业自动化（中国）有限公司 潘 俊

贝加莱基于APROL EnMon平台的能源管理系统

贝加莱工业自动化（中国）有限公司 潘 俊

1 项目背景

国内某知名矿泉水公司厂区内的部分设备是信息孤岛，尚未实现全厂设备的全面数据采集，无法及时发现生产管理中的瓶颈问题、优化生产流程。由于工厂中存在着不同厂家、不同时期采购的设备，不仅不同设备直接存在能耗差异，即使是同样的设备，由于不同的班组操作人员，或者是不同的参数设定，也会有能耗的较大差异。此外，由于厂区内的能源数据基本是通过人工定期抄表的手段来计量，不仅耗费大量的人工，并且由于不可能同时进行抄表，数据的实时性也大打折扣，也不具备分析优化和实时统计的功能，同时还无法避免人为篡改或者抄错数字的可能性；即使数据有偏差，也无法及时报警或者提醒。

2 项目目标与原则

本项目计划为该矿泉水公司生产厂建立一个全面的、集成的、先进的和稳定的能源管理系统，建立一套能源和设备数据信息管理系统。通过应用先进的软硬件及网络技术，准确、快速地记录能源消耗相关数据，并提供基于WEB的监控、配置、查询、分析等功能，供各相关部门查询分析能源相关信息。

此外，本项目还需要实现以下需求：

（1）实现两个层次的服务，即一方面为企业领导提供直观、简明、快捷的数据信息查询和决策支持服务；另一方面是为相关管理部门实现企业能源消耗情况的动态数据和信息共享服务；

（2）系统的运行能够充分利用现代网络技术和数据库，通过与企业生产网络平台的对接，实现信息快速传递、共享、管理和应用；

（3）利用数学模型、预测和预警、数据仓库和数据挖掘等理论方法和技术对有关数据进行深入地加工处理及分析，以提高监控数据的应用水平。

3 应用情况介绍

根据现场情况给出的系统拓扑结构如图1 所示。

该项目目前已经实施完成，完美解决了客户现场生产的问题，现场操作画面如图2、图3所示。

图1 系统拓扑图

图2

图3

4 效益分析

（1）不再手动抄表，节约人力成本；

（2）实现生产设备横向、纵向的实时能源数据采集，发现瓶颈问题，优化生产流程；

（3）对全厂能耗及负荷特性等进行具体分析，优化能源使用；

（4）具备能源用量预警、能源用量预测功能，对下一阶段的能源使用进行提前准备和安排，避免由于用电高峰期超负荷用电而产生罚单；

（5）基于APROL EnMon平台，可采取措施优化设备运行及用电效率；

（6）基于APROL EnMon平台，可采取措施降低电能质量问题带来的能耗，保证供电系统安全、稳定、节能运行；

（7）基于APROL EnMon平台，可建立能源绩效考核的平台，实现精细化管理，方便成本核算。

综合实际生产应用效果，借助于APROL EnMon能源管理系统，预计全年能够为企业至少节省3%～5%的能源使用费用。

精彩对话

贝加莱工业自动化（中国）有限公司工厂自动化销售经理 潘俊

《自动化博览》：贝加莱的能源管理解决方案主要针对哪些行业？涉及哪些产品？

潘俊：贝加莱公司的能源管理系统是基于APROL平台的应用系统，简称APROL EnMon，该系统可以实现对水、电、煤气、蒸汽等能源介质的实时用量采集和历史用量分析，可以按照能源介质类别或耗能单元进行统计分析，并根据能源价格系数不同，统计工厂整体耗能成本，结合工厂产量，可以细化到单个产品的能耗成本。由于APROL EnMon主要是针对能源介质进行采集，而在不同的行业中能源介质基本相似，所以APROL EnMon系统是面向所有行业的能源管理方案，并且APROL EnMon满足ISO 50001全球标准，可以作为独立的能源管理系统应用，也可以根据客户需求集成到现场DCS系统或SCADA系统。从目前现有的应用业绩来看，APROL EnMon的应用可以归纳为基础设施自动化、工厂自动化、设备自动化、过程控制等几个方面。

《自动化博览》：贝加莱的能源管理解决方案的主要特点和优势是什么？

潘俊：APROL EnMon为了方便能源管理项目实施，缩短工程时间，采用“开箱即用”方式，用户只需设置系统参数即可应用。APROL EnMon系统由一台APC910工业PC和一台X20CP3586作为硬件主体，软件系统及所有必要应用软件都可以预装到APC910中，根据现场需求，系统组态也可以由技术开发人员预先配置在APC910中，现场调试工作量大大降低。

APROL EnMon系统采用多层架构，它包含了从传统现场层到车间/生产线级的数据层，车间到工厂的公司级能源优化，并为ERP/CIMS等预留了全厂财务、运营优化数据互联的接口。

· 设备层：基于传统的总线仪表、模拟量通过现场采集网络传输至车间/生产线层。

· 车间层：通过现场层数据的传输，经由车间级路由和交换网络，提供在控制层的数据存储、记录、报警的保存、查询等。

· 公司级：通过APROL EnMon平台，将车间级数据进行显示，包括趋势图、报警、报表、计费、分析与优化功能，并提供直接对现场设备的远程操控。

APROL EnMon系统具有强大的分析功能，可以为企业生产提供支持，主要包括以下几个方面：

· 指示器：提供了对单元批次的跟踪；

· 峰值负载分析：提供超负荷下的甩负荷控制；

· 趋势分析：精确按照时间顺序排列，绘制设备能耗曲线，用于分析；

· 负载管理：对不同的计费区间进行负载的动态管理；

· 价格分析：追踪每个消耗相关的价格；

· 能耗单元状态分析：通过电子表格追踪生产过程。

为了测量现场的能量、流量、负载等能源信息，贝加莱公司的X20系列产品可以提供多种I/O模块和通讯模块，以满足现场能源计量需求。

APROL EnMon系统集成了贝加莱公司硬件产品的鲁棒性和软件系统的灵活性，极大程度地满足了各个行业对于能源测量的需求，综合来看，主要有以下优点：

（1）稳定性与开放性兼顾。贝加莱X20系列数据采集单元，具备环境适应能力强的特点，系统稳定，可长期连续工作，可远程维护；

（2）各个能源监控分站之间相互独立，依存性弱，可以自成系统，可以分期、分批建设，自由扩展；

（3）系统投资回报率高。系统充分应用了所有分站的运算能力，使中心端专注于数据的接收和分发工作，在保证效率、效能的基础上，降低对硬件的需求，可降低企业对硬件的投入。并且当采集点多、数据量大时，可对系统进行方便的分布、丛集部署，而这种部署能同样充分保证系统的稳定性、安全性和经济性。

《自动化博览》：能源管理是智能制造中的重要一环，您如何看待能源管理在用户工厂中的作用？

潘俊：随着工业生产的飞速发展，各行各业对能源的消耗日益增加，不仅对生存环境造成了严重威胁，导致一系列的生态变化，危及人类及其他生物的生存环境，而且，随着产品竞争的日益激烈，将产品成本降低到极致成为各个工厂的生存秘诀，其中也包括产品的耗能成本。在以往粗犷的生产方式下，工厂的能源消耗情况根本无从计量，计量设备的缺失、节能意识的缺乏都导致了产品的耗能成本无从查证，导致生产成本居高不下。随着精细化生产和智能化生产的逐步推进，能源计量手段也逐步完善，通过能源管理系统可以将工厂的耗能情况透明化，杜绝“跑、冒、滴、漏”等能源浪费情况，发现生产中的瓶颈问题，改善生产工艺，从而进一步降低产品耗能，降低生产成本。另外，能源管理也根除了以往人工记录的弊端，在解放人力的同时，可以实时地采集、分析全部能耗数据，数据的呈现更直观、及时，结合不同时段、不同种类能源介质的不同费率，为能源结算提供依据。