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潘俊 貝加萊工業(yè)自動(dòng)化（中國(guó)）有限公司

1　項(xiàng)目背景

國(guó)內(nèi)某知名礦泉水公司廠區(qū)內(nèi)的部分設(shè)備是信息孤島，尚未實(shí)現(xiàn)全廠設(shè)備的全面數(shù)據(jù)采集，無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)管理中的瓶頸問題、優(yōu)化生產(chǎn)流程。由于工廠中存在著不同廠家、不同時(shí)期采購(gòu)的設(shè)備，不僅不同設(shè)備直接存在能耗差異，即使是同樣的設(shè)備，由于不同的班組操作人員，或者是不同的參數(shù)設(shè)定，也會(huì)有能耗的較大差異。此外，由于廠區(qū)內(nèi)的能源數(shù)據(jù)基本是通過人工定期抄表的手段來計(jì)量，不僅耗費(fèi)大量的人工，并且由于不可能同時(shí)進(jìn)行抄表，數(shù)據(jù)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(tǒng)計(jì)的功能，同時(shí)還無法避免人為篡改或者抄錯(cuò)數(shù)字的可能性；即使數(shù)據(jù)有偏差，也無法及時(shí)報(bào)警或者提醒。

2　項(xiàng)目目標(biāo)與原則

本項(xiàng)目計(jì)劃為該礦泉水公司生產(chǎn)廠建立一個(gè)全面的、集成的、先進(jìn)的和穩(wěn)定的能源管理系統(tǒng)，建立一套能源和設(shè)備數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)。通過應(yīng)用先進(jìn)的軟硬件及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，準(zhǔn)確、快速地記錄能源消耗相關(guān)數(shù)據(jù)，并提供基于WEB的監(jiān)控、配置、查詢、分析等功能，供各相關(guān)部門查詢分析能源相關(guān)信息。

此外，本項(xiàng)目還需要實(shí)現(xiàn)以下需求：

（1）實(shí)現(xiàn)兩個(gè)層次的服務(wù)，即一方面為企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)提供直觀、簡(jiǎn)明、快捷的數(shù)據(jù)信息查詢和決策支持服務(wù)；另一方面是為相關(guān)管理部門實(shí)現(xiàn)企業(yè)能源消耗情況的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和信息共享服務(wù)；

（2）系統(tǒng)的運(yùn)行能夠充分利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)，通過與企業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的對(duì)接，實(shí)現(xiàn)信息快速傳遞、共享、管理和應(yīng)用；

（3）利用數(shù)學(xué)模型、預(yù)測(cè)和預(yù)警、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和數(shù)據(jù)挖掘等理論方法和技術(shù)對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入地加工處理及分析，以提高監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的應(yīng)用水平。

3　應(yīng)用情況介紹

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況給出的系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1 所示。

該項(xiàng)目目前已經(jīng)實(shí)施完成，完美解決了客戶現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的問題，現(xiàn)場(chǎng)操作畫面如圖2、圖3所示。

圖1 系統(tǒng)拓?fù)鋱D

圖2

圖3

4　效益分析

（1）不再手動(dòng)抄表，節(jié)約人力成本；

（2）實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備橫向、縱向的實(shí)時(shí)能源數(shù)據(jù)采集，發(fā)現(xiàn)瓶頸問題，優(yōu)化生產(chǎn)流程；

（3）對(duì)全廠能耗及負(fù)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(yù)警、能源用量預(yù)測(cè)功能，對(duì)下一階段的能源使用進(jìn)行提前準(zhǔn)備和安排，避免由于用電高峰期超負(fù)荷用電而產(chǎn)生罰單；

（5）基于APROL EnMon平臺(tái)，可采取措施優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行及用電效率；

（6）基于APROL EnMon平臺(tái)，可采取措施降低電能質(zhì)量問題帶來的能耗，保證供電系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、節(jié)能運(yùn)行；

（7）基于APROL EnMon平臺(tái)，可建立能源績(jī)效考核的平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理，方便成本核算。

綜合實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用效果，借助于APROL EnMon能源管理系統(tǒng)，預(yù)計(jì)全年能夠?yàn)槠髽I(yè)至少節(jié)省3%~5%的能源使用費(fèi)用。

精彩對(duì)話

貝加萊工業(yè)自動(dòng)化（中國(guó)）有限公司工廠自動(dòng)化銷售經(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(duì)哪些行業(yè)？涉及哪些產(chǎn)品？

潘俊：貝加萊公司的能源管理系統(tǒng)是基于APROL平臺(tái)的應(yīng)用系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱APROL EnMon，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)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)類別或耗能單元進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并根據(jù)能源價(jià)格系數(shù)不同，統(tǒng)計(jì)工廠整體耗能成本，結(jié)合工廠產(chǎn)量，可以細(xì)化到單個(gè)產(chǎn)品的能耗成本。由于APROL EnMon主要是針對(duì)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(tǒng)是面向所有行業(yè)的能源管理方案，并且APROL EnMon滿足ISO 50001全球標(biāo)準(zhǔn)，可以作為獨(dú)立的能源管理系統(tǒng)應(yīng)用，也可以根據(jù)客戶需求集成到現(xiàn)場(chǎng)DCS系統(tǒng)或SCADA系統(tǒng)。從目前現(xiàn)有的應(yīng)用業(yè)績(jī)來看，APROL EnMon的應(yīng)用可以歸納為基礎(chǔ)設(shè)施自動(dòng)化、工廠自動(dòng)化、設(shè)備自動(dòng)化、過程控制等幾個(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(shì)是什么？

潘?。?/strong>APROL EnMon為了方便能源管理項(xiàng)目實(shí)施，縮短工程時(shí)間，采用“開箱即用”方式，用戶只需設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)即可應(yīng)用。APROL EnMon系統(tǒng)由一臺(tái)APC910工業(yè)PC和一臺(tái)X20CP3586作為硬件主體，軟件系統(tǒng)及所有必要應(yīng)用軟件都可以預(yù)裝到APC910中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求，系統(tǒng)組態(tài)也可以由技術(shù)開發(fā)人員預(yù)先配置在APC910中，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試工作量大大降低。

標(biāo)準(zhǔn)的APROL EnMon方案包包括一個(gè)Automation PC 910和X20控制器。該系統(tǒng)可以根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步升級(jí)。

APROL EnMon系統(tǒng)采用多層架構(gòu)，它包含了從傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)層到車間/生產(chǎn)線級(jí)的數(shù)據(jù)層，車間到工廠的公司級(jí)能源優(yōu)化，并為ERP/CIMS等預(yù)留了全廠財(cái)務(wù)、運(yùn)營(yíng)優(yōu)化數(shù)據(jù)互聯(lián)的接口。

設(shè)備層：基于傳統(tǒng)的總線儀表、模擬量通過現(xiàn)場(chǎng)采集網(wǎng)絡(luò)傳輸至車間/生產(chǎn)線層。

車間層：通過現(xiàn)場(chǎng)層數(shù)據(jù)的傳輸，經(jīng)由車間級(jí)路由和交換網(wǎng)絡(luò)，提供在控制層的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、記錄、報(bào)警的保存、查詢等。

公司級(jí)：通過APROL EnMon平臺(tái)，將車間級(jí)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，包括趨勢(shì)圖、報(bào)警、報(bào)表、計(jì)費(fèi)、分析與優(yōu)化功能，并提供直接對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的遠(yuǎn)程操控。

APROL EnMon系統(tǒng)具有強(qiáng)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(duì)單元批次的跟蹤；

峰值負(fù)載分析：提供超負(fù)荷下的甩負(fù)荷控制；

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

負(fù)載管理：對(duì)不同的計(jì)費(fèi)區(qū)間進(jìn)行負(fù)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：通過電子表格追蹤生產(chǎn)過程。

為了測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的能量、流量、負(fù)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，以滿足現(xiàn)場(chǎng)能源計(jì)量需求。

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

（1）穩(wěn)定性與開放性兼顧。貝加萊X20系列數(shù)據(jù)采集單元，具備環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，系統(tǒng)穩(wěn)定，可長(zhǎng)期連續(xù)工作，可遠(yuǎn)程維護(hù)；

（2）各個(gè)能源監(jiān)控分站之間相互獨(dú)立，依存性弱，可以自成系統(tǒng)，可以分期、分批建設(shè)，自由擴(kuò)展；

（3）系統(tǒng)投資回報(bào)率高。系統(tǒng)充分應(yīng)用了所有分站的運(yùn)算能力，使中心端專注于數(shù)據(jù)的接收和分發(fā)工作，在保證效率、效能的基礎(chǔ)上，降低對(duì)硬件的需求，可降低企業(yè)對(duì)硬件的投入。并且當(dāng)采集點(diǎn)多、數(shù)據(jù)量大時(shí)，可對(duì)系統(tǒng)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(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)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工廠中的作用？

潘?。?/span>隨著工業(yè)生產(chǎn)的飛速發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)能源的消耗日益增加，不僅對(duì)生存環(huán)境造成了嚴(yán)重威脅，導(dǎo)致一系列的生態(tài)變化，危及人類及其他生物的生存環(huán)境，而且，隨著產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，將產(chǎn)品成本降低到極致成為各個(gè)工廠的生存秘訣，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，工廠的能源消耗情況根本無從計(jì)量，計(jì)量設(shè)備的缺失、節(jié)能意識(shí)的缺乏都導(dǎo)致了產(chǎn)品的耗能成本無從查證，導(dǎo)致生產(chǎn)成本居高不下。隨著精細(xì)化生產(chǎn)和智能化生產(chǎn)的逐步推進(jìn)，能源計(jì)量手段也逐步完善，通過能源管理系統(tǒng)可以將工廠的耗能情況透明化，杜絕“跑、冒、滴、漏”等能源浪費(fèi)情況，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中的瓶頸問題，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(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)更直觀、及時(shí)，結(jié)合不同時(shí)段、不同種類能源介質(zhì)的不同費(fèi)率，為能源結(jié)算提供依據(jù)。

摘自《自動(dòng)化博覽》2016年10月刊