能耗在线监测系统的应用研究

樊承彪

摘 要：本文在探究建设能耗在线监测系统重要目的的基础上，对能耗在线监测系统的运营管理、功能应用和技术保障等诸多方面进行研究，分析了能耗在线监测系统主要功用，进而以电能量为例探究了能耗在线监测系统的重要应用，旨在为我国不断提高能耗在线监测系统建设与应用水平提供更多参考与启迪。

关键词：能耗在线监测系统;技术路线;应用

中图分类号：TM933 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）08-0044-02

0引言

近年来，党中央、国务院频频发布相关文件，不断推进生态文明建设进程，地方各级政府部门深入研究资源节约，节能减排工作，节能减排，利用现代传感器技术、计算机信息技术和数据分析技术等建设能耗在线监测系统等智能监管体系，对使用较为广泛的电能、气能、热能、水能等诸多能源资源进行高效率的在线监测与管理，不断增强我国经济可持续发展潜力，尽可能地满足现代社会人们对高品质生活的追求。另一方面，还可借助能耗在线监测系统发挥分析企业成本效益的功用，为企业减少能源消耗、降低成本、扩大市场、提高经济效益作出应有贡献。因此，对能源在线监测系统应用的相关研究与探讨也就具备重要理论意义和现实价值。

1建设能耗在线监测系统的目的

随着我国信息应用技术和智能化管控水平的不断提高，以及数字化能源管控体系的不断完善，实现对能源资源的在线监督与实时管理，准确而科学地把握重点用能企业、重点行业甚至重点工序能源消耗过程，建立针对性较强、可操作性较强的能源消耗在线监测系统，实现对企业、行业甚至某一区域能源资源消耗的在线实时监测，不断促进用能单位节能减排，实现绿色低碳和经济可持续性发展有着重大意义。

首先，根据企业及行业发展情况建立能耗在线监测系统，能够提供两大层次的服务，既能为各级政府提供更加科学、更加直观、更加简明的数据信息，以便领导层和决策层能根据数据信息科学决策，也能保证行业、企业甚至某一地区的可持续经济发展，还可使节能减排主管部门及相关企业监管部门根据能耗在线监测系统的运行现状，动态分享相关数据信息，实现高效率管理。其次，运行能耗在线监测系统能够尽可能地利用现代网络技术和数据库资源，通过与政府、行业甚至企业部门办公平台的对接实现深层次沟通，快速实现能耗在线监测系统数据信息共享和实时管理的目的。最后，利用能耗在线监测系统，能够借助数学模型与在线监测系统的预警和示警模块，结合数据挖掘技术等对能耗数据信息进行深加工和深处理，不断提高能耗在线监测数据的应用水平。

2能耗在线监测系统建设技术路线

2.1管理方面

在运维管理能耗在线监测系统的过程中，主要依托于计算机信息技术、通信技术、智能控制技术、传感器技术等高新科技，不断实现能源资源与节能管控的数字化、智能化和网络信息化，最大限度地完善能耗在线监测系统基础数据体系，不断建立科学合理的在线能耗监测管理评价功能，不断创新能耗在线监测系统管理模式，从而为能耗在线监测系统更好地指导企业、行业甚至政府相关部门能源决策提供更可靠的数据支撑，最大限度地提升企业、行业甚至政府部门的信息化管控水平，实现企业、行业及政府部门的资源共享和信息共享，不断促进区域能源资源的可持续应用。

2.2技术方面

利用计算机信息技术和智能化信息技术，建立能耗在线监测系统，根据企业、行业及政府主管部门的不同管控目的分别构建对应的智能化能耗信息管理体系，借助能源消耗分析搜索引擎不断加强企业、行业甚至政府监管部门对区域能源消耗数据信息的动态监测、实时分析和高效率管理，从而生成多种综合分析指标，以此判断区域、行业甚至政府的能源消耗程度，生成相应的数据报告。目前，较为成熟的能耗在线监测系统主要为基于浏览器/服务器模式的在线监测系统，该模式实际运行维护管理费用较低，系统升级和系统维修成本占比较小，在能源资源消耗与监测方面存在着较强的先进性和可操作性。针对能耗在线监测系统的网络通讯，现阶段使用较为广泛的能耗在线监测系统网络通信主要包括网络通讯管理机、以太网设备以及总线网络三大部分。以计算机信息网络数据传输为基础的通讯模式，能借助企业、行业甚至政府能源消耗监管部门的实际情况，配合使用4G甚至5G移動网络通讯系统，实现数据模式的转换，达成企业、行业甚至地方政府对能耗在线监测系统数据采集点和信息中心点的智能连接目的。

2.3功能方面

以企业为例，能耗在线监测系统功能主要包括对本企业重点用能工序和重点用能部门的能源消耗情况，包括电能、气能、热能、水能甚至其他能源资源的采集、上报汇总和数据分析，从而生成动态的能源资源消耗在线监测数据信息和数据报表，利用分析后得到的数据信息，在我国现阶段的节能法规和能源监测标准体系内进行较为科学的专家咨询和企业决策，从而有针对性地就不同企业的不同生产、同一企业的不同工序存在的能源消耗过大问题，提出对应解决方案，帮助企业尽可能科学高效、合理用能，以此达到节约能源资源的重要目的。

3能耗在线监测系统的主要功能

能耗在线监测系统应具备的功能主要包括用能数据信息采集、能源管理、基础数据管理、数据存储查询、能耗统计分析、网络化服务、数据显示监控以及输出功能等部分[1]。其中用能数据信息采集功能主要是运用网络通讯系统，例如企业局域网、工业城市网、工业总线网络等，对计量点信号数据进行采集，同时借助网络通讯技术与工业控制系统以及企业信息管理系统进行连通，实现数据信息的相互交流与沟通，实现对能源资源的采购、加工、转化、消耗、损耗甚至库存信息等的录入更新以及实时监管。能耗统计分析功能模块主要是对各种电能、气能、热能、水能等能源数据信息利用的全过程进行统计分析，建立企业、行业甚至区域的能源消耗平衡数据，对能源的产生和消耗进行平衡优化。其次，能源统计分析模块还包括对企业不同工序的不同设备能源消耗状态进行分析，将设备的能效状态与历史数据信息、标准值和参考值以及企业管理指标等进行优化对比，在超出偏差较大时及时报警。最后，能耗统计分析功能还包括初步能源审计功能，对企业能源消耗结构、消耗趋向、综合能耗、单位产品耗能以及单位耗能产值、节能情况等进行汇总分析，有针对性地对地区、行业进行优化。

4能耗在线监测系统的实际应用（电能量为例）

4.1电能量在线监测系统硬件组成

在设计电能量在线监测系统硬件的过程中，电能耗在线监测系统硬件部分主要包括电能表模块、前置机模块、网络隔离模块和服务器模块四大部分，整个架构图如图1所示。电能耗在线监测系统的前置机往往有多个接口，保证前置机与现场智能电能表相互连接，实现对数据信息的实时传输[2]。同时，往往还具备相应的RJ45接口，实现前置机与一台网络的智能连接。另外，根据企业的电能分布情况，考虑到电能耗在线监测系统今后的扩展需求，尽可能地将各电能表按区域分成多组电能表，以每组一路总线与前置机端口相互连接的方式，为后续现场电能表的扩展安装提供方便。另外，电能量在线监测系统采用串行协议，将其与运行在管理信息系统上的数据服务器相连，借助前置机端口与ADAM端口相连的方式，实现以太网、前置机及网络数据信息系统的连接，保证信息管理系统局域网络实现数据信息的实时通讯。

4.2电能量在线监测系统软件结构

电能量在线监测系统的软件架构主要可分为支持层、中间层以及应用层三大层级，其结构示意图如图2所示。支持层是整个电能耗在线监测系统运行的重要基础，主要包括前置机、网络通讯系统、服务器和计算机硬件设备等诸多内容。中间层则是电能耗在线监测系统前置机运用操作系统的重要体现，服务器则借助操作系统实现相关功能。中间层之后即为应用层，应用层分为前置机层、服务器层和浏览页面层。前置机层主要安装相应的监控通讯组态软件，实现对电能量在线监测系统的数据信息采集、数据存储、网络通讯、规约设置、参数设置以及电能表ID设置等。以数据信息采集为例，探究前置层安装监控通讯组态软件的相关内容可知，数据信息采集主要根据用户所设定的采集时间间隔，对现场的电能表各项数据信息进行实时采集。网络通讯软件主要借助OPC方式和CCM交换数据信息，通过相应协议实现前置机和数据服务器间的数据信息接收与发送。服务器层装有相应的数据转换软件，可借助程序编写实现相应功能，浏览层则主要包括數据信息查询、报表管理、权限管理、警告数据显示以及日志记录等诸多内容。

5结语

总之，科学高效的能耗在线监测系统的应用，不仅能实现对企业资源的优化配置，提高企业的成本管控水平，不断改善企业现有环境，使企业由传统模式下的单一装备节能转为整个生产链过程优化，更是行业甚至区域创造能源资源节约型社会和可持续性经济发展的必然要求，因此，针对不同企业、不同行业甚至同一企业的不同生产过程，建立相应的能耗在线监测系统，实现对工业生产的全过程能源资源消耗的在线监督和科学管理，对整个社会经济发展有着不可替代的重要价值。

参考文献

[1] 时翔，石宪.对企业用电能耗在线监测技术的探讨[J].电子制作，2016（z1）：33-34.

[2] 王凯，李学臣.能耗在线监测系统在工业节能中的应用[J].绿色科技，2014（11）：214-215.