智慧能源管控在高端化纤行业的应用与发展探讨

唐行龙，朱贵澎，江加宝

（江苏奥神新材料股份有限公司，江苏 连云港 222000）

中国经济的持续高速发展，各类企业尤其是大化工、大化纤工厂高能耗设备、落后的工艺产生的消耗越来越不容忽视，节能减排已经提升成为企业发展的战略高度。国家发改委2019年29号令明确鼓励建设智能化、高效率、低能耗的纺织工厂以及数字化、网络化、智能化服装生产技术和装备开发、应用，限制或淘汰常规高能耗、高污染的聚酯间歇法聚合生产工艺、设备以及湿法氨纶生产工艺。对于传统的化纤行业尤其是高端纤维生产工厂，引进先进的管理模式，利用高新技术手段，注重大格局，对各类能耗设备、工艺过程等实施能耗检测，精准控制，建立大数据并且完善各类评测标准，形成智慧管控平台，对企业生产、运营过程实行统一管理，为工厂节能降耗以及技术工艺提升提供准确的数据基础，进而实现能源的最优化决策。

聚酰亚胺新材料在阻燃、高温、强辐射等恶劣条件下都体现了良好的性能，已经广泛应用在高温滤料、特种防护领域以及航空航天等领域，成为国家“十二五”“十三五”期间重点支持发展的高新技术纤维，在军民两用浮空器上的试验与应用也使其逐步成为国家战略性新材料之一。新材料公司致力于环境和生命的保护，专注于高性能纤维的创新研发，在能源管控方面不断创新、尝试，逐渐形成了一套行之有效的能源管控模式。

1 网络规划

网络是当今工厂自动化的核心，早在在投建之初就非常重视公司能源管控的数字化、智能化建设。在工厂建设过程中，按照工厂级（上层、管理层）—车间级（中层、监控层）—现场级（低层）进行规划布局，以底层仪表信息与公司管理流程为依据搭建出适合公司发展的数据通讯网络[1]。

随着大数据以及云端技术的高速发展，依托完善的网络布局基础，在生产过程中充分融合各类控制系统，使监控数据精准定位到单台设备，通过OPC服务器，采用历史数据库，将分散在各底层设备、运营管理、监控系统等的初始数据汇总形成大数据库，分类分层进行权限管理。与此同时，利用云端技术对大数据进行汇总分析、远程实时监控以及故障处理，为公司接下来的智能化能源管控打下坚实的基础。

2 整体布局

随着企业的不断发展，由实验型生产线逐渐转入生产型企业模式，产品生产规模化，对企业管理提出了更高的要求，优化生产过程管理方案，实现对企业生产过程的实时控制与精细化管理，规范管理、节能降耗、减员增效等都成为急待解决的问题。公司依托良好的数据通讯网络，对企业的“源—网—荷—储”主要环节进行监控，电量、水量、空调、冷气回收、储能等信息通过平台进行收集、整合、分析和处理，建立各个环节的数据模型，分析用水量、电的消耗与企业生产、排放之间的隐含关系，对资源进行整合，以形成一个统一的、高效率的、可动态扩展的“能源物联网”（图1）[2]。

图1 能源物联网

3 能源管控实现

纺织企业用电量大，设备类型复杂、多变，电耗是每个企业都关注的重中之重[3-4]，所以，公司首先从电能升级改造开始逐步实现对所有能源的智能管控。

（1）要将电能使用达到最优化必须监控到点。企业首先面临的是各类系统、仪表复杂的网络接口以及协议，由于企业分期建设，设备未统一标准要求，RS-485，RS-232等各类网络接口以及OPC、MODBUS复杂的协议会给智慧能源管控系统数据收集带来种种问题。某公司依托基础数据网络，设计了一套专用采集系统，用于解决复杂的接口与协议问题[5-6]，实现对指定区域内的耗能监测设备进行远程抄表，同时具备多个能耗仪表设备集抄的功能。

（2）利用采集系统在数据库端建立用电专用管理模块。以底层原始数据为基础，抓住主要能耗设备以及耗能区域，以车间、工艺段、生产线、建筑等为单元，建立动态的实时数据采集，设计不同的运行检测标准，根据具体需求建立计量管理、统计以及实时查询模块。根据公司需求设计能耗报表，能耗趋势分析、指标变化、历史消耗趋势等模拟图形[7]，并且将各配电线路电网设计模拟运行展示图以及支路运行数据对比模型，可以对任意时段、任意区域、任意设备进行实时的或者历史的能源消耗模拟对比，通过互联网统一传输到智慧管理平台数据库。利用云端技术实现远程监控、故障记录提醒以及关键设备实时能耗变化与模拟分析，让各区域、设备能源消耗情况一目了然，寻找规律，改善配比，为公司查找不合理能源消耗以及设备管理漏洞提供有力的支撑。

（3）构建智能巡检系统。人工巡检变数多、制约条件大，比如气象、环境、人为等各方面因素都会影响巡检效果。如何保障巡检质量是各个企业都会碰到的问题，与此同时，设备运行的实时状态、缺陷、隐患等很难通过巡检发现。在智慧平台下就很容易实现智能巡检，采用移动设备及GPS4G5G网络信息，事先设定巡检路线，并制定巡检任务，巡检过程中完成调度中心下达的检修任务，对检修结果进行在线反馈，并对巡检人员巡检路径进行跟踪，对偏离位置的人员进行报警提示[5]。监控调度人员可以通过监控大屏幕随时了解巡检情况，实现了对人员行为数据的量化汇总，进行指数化体现，提升了各级管理效率，大大提高了企业安全风险的管控力度。

公司经过一系列的布局以及设备升级，在水、电、气方面按照类型进行区域化、差别化管理，结合各区域特点，形成新材料独特的能耗指标管理方法，从环境品质、设备安全、高效管理等多方面优化能耗，实现了目标可设定、经验可积累、过程可跟踪的无盲点需求响应[8]。

4 结语

2020年将会是中国发展的一个里程碑，是国内企业转型发展的关键阶段。随着华为、阿里等公司5G、云端等技术的突破，中国在大数据方面领先地位的不断巩固，将会迎来爆发式的发展。在新的国际格局下，随着政府引导机制的逐步完善，大平台监管的逐渐成型，智能化的能源管控将是大势所趋。大格局智能化管控平台管理将会在各个领域实现并逐渐建立相关标准，随着中国经济的不断发展，逐渐成为各个行业标准化管理的利器。