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潘毅 杭州和利時自動化有限公司

1　項目背景

2012年2月，由平煤集團(tuán)節(jié)能環(huán)保部向省工信廳申報2012年工業(yè)企業(yè)能源管理中心建設(shè)示范項目，申報單位平煤神馬集團(tuán)，投資主體尼龍化工公司，2012年12月獲批復(fù)，國家資金930萬元同步下達(dá)到集團(tuán)帳戶。尼龍化工公司依照項目申報內(nèi)容開始全面建設(shè)并于2015年3月完成項目安裝、調(diào)試，目前正在穩(wěn)定運(yùn)行。

神馬尼龍建設(shè)的能源管理中心系統(tǒng)（簡稱EMS）是一個集監(jiān)控、能源管理、能源調(diào)度、視頻監(jiān)控為一體的公司級管控一體化計算機(jī)系統(tǒng)。監(jiān)控管理的能源介質(zhì)主要有：電力、原煤、白煤、焦炭、氫氣、蒸汽、生產(chǎn)水、生活水等。能源中心的建立對神馬尼龍能源系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度、優(yōu)化能源平衡、提高環(huán)保質(zhì)量，降低原煤消耗，提高勞動生產(chǎn)率和能源管理水平將起到十分重要的促進(jìn)作用。

建設(shè)神馬尼龍能源管理中心系統(tǒng)的基本目的是要在提高能源系統(tǒng)的運(yùn)行、管理效率的同時，為企業(yè)提供一個成熟的、有效的、方便的能源系統(tǒng)整體管控一體化方案；一套先進(jìn)的、可靠的、安全的能源系統(tǒng)運(yùn)行、操作和管理平臺。完善能源信息的采集、存儲、管理和利用；減少能源管理環(huán)節(jié)，優(yōu)化能源管理流程，建立客觀能源消耗評價體系；減少能源系統(tǒng)運(yùn)行管理成本，提高勞動生產(chǎn)率；通過優(yōu)化能源調(diào)度和平衡指揮系統(tǒng)，節(jié)約能源和改善環(huán)境。

2　項目目標(biāo)與原則

中國平煤神馬能源化工集團(tuán)公司2012年能源管理中心建設(shè)示范項目是針對化工行業(yè)特點(diǎn)，構(gòu)建的安全生產(chǎn)—能源管理一體化管控系統(tǒng)。通過本項目的實(shí)施，將尼龍化工公司能源管理中心建設(shè)示范項目建設(shè)成為切合公司實(shí)際要求、具有鮮明特點(diǎn)、核心技術(shù)領(lǐng)先、在國內(nèi)化工行業(yè)具有很強(qiáng)示范性的能源管理中心。

和利時從企業(yè)的實(shí)際情況出發(fā)，充分利用管控一體化的方法和具體技術(shù)，根據(jù)實(shí)用性與先進(jìn)性相結(jié)合的原則，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)要求，在項目的設(shè)計與實(shí)施過程中，嚴(yán)格遵守系統(tǒng)的安全性、可靠性、開放性、實(shí)用性、先進(jìn)性、可維護(hù)性、規(guī)范性、穩(wěn)定性、可擴(kuò)展性原則，保證實(shí)施的質(zhì)量。

3　項目實(shí)施與功能實(shí)現(xiàn)

3.1　項目建設(shè)情況

（1）建設(shè)規(guī)模

項目建設(shè)包括各個職能科室（主要包括生產(chǎn)技術(shù)部、調(diào)度室、企管部）業(yè)務(wù)功能應(yīng)用，各分廠（主要包括儀表、電氣、硝酸、制氫、電廠、己二酸、精苯、環(huán)己醇等）數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控。

（2）建設(shè)內(nèi)容

能源管理中心的建設(shè)，管控一體化能源調(diào)度管理平臺（計算機(jī)硬件及軟件平臺）及現(xiàn)場工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括各種小型機(jī)、集中存儲系統(tǒng)、服務(wù)器、監(jiān)控管理計算機(jī)、各種交換機(jī)等，調(diào)度大屏幕系統(tǒng)建設(shè)、機(jī)房服務(wù)器柜、UPS電源建設(shè)、其他光纖網(wǎng)絡(luò)等輔助設(shè)備，以及各種數(shù)據(jù)庫、監(jiān)控軟件等。（和利時承建）

生產(chǎn)過程中自動化控制系統(tǒng)升級改造，包括DCS系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)保護(hù)裝置、電力系統(tǒng)改造、水系統(tǒng)改造、能源計量信息采集及電動控制閥門、自動調(diào)節(jié)閥等等。（部分和利時承建）

儀表計量系統(tǒng)，包括一、二、三級用能計量及熱工儀表參數(shù)計量。（和利時承建）

視頻監(jiān)控，包括數(shù)字視頻監(jiān)控軟件、視頻管理服務(wù)器、視頻切換矩陣、網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器、攝像機(jī)、控制臺計算機(jī)等設(shè)備。（部分和利時承建）

電力綜合保護(hù)及監(jiān)控系統(tǒng)，包括電力綜合保護(hù)控制器、電流變送器、電壓變送器等。

安全監(jiān)控報警系統(tǒng)，包括攝像機(jī)、云臺、數(shù)字硬盤錄像主機(jī)、監(jiān)視器等。

大屏幕系統(tǒng)，包括60寸超窄邊DID液晶屏、視頻矩陣、RGA矩陣、操作控制臺、UPS電源、視頻矩陣、視頻解碼器等。（部分和利時承建）

（3）建設(shè)進(jìn)度

和利時于2014年2月成立項目組，負(fù)責(zé)該項目的實(shí)施工作。項目組在河南神馬尼龍化工有限責(zé)任公司的密切配合下，完成了工程聯(lián)絡(luò)會、系統(tǒng)方案設(shè)計、軟件組態(tài)、系統(tǒng)培訓(xùn)、系統(tǒng)集成、廠內(nèi)調(diào)試和出廠檢驗，根據(jù)項目需要分批發(fā)貨到現(xiàn)場，最終所有物資于2015年3月12日和利時按時向河南神馬尼龍化工有限責(zé)任公司交付了該項目的全部硬件、軟件和技術(shù)文檔資料。EMS系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)入現(xiàn)場后，河南神馬尼龍化工有限責(zé)任公司技術(shù)人員與和利時技術(shù)人員對系統(tǒng)進(jìn)行安裝和調(diào)試工作，并為甲方技術(shù)人員進(jìn)行了EMS系統(tǒng)操作和維護(hù)培訓(xùn)。

2015年5月31日，EMS系統(tǒng)進(jìn)入連續(xù)的試運(yùn)行階段，EMS系統(tǒng)硬件及軟件運(yùn)行正常，畫面顯示、報警和趨勢日志查詢等功能正常，操作正常；軟件功能符合項目設(shè)計要求，整體運(yùn)行情況良好。

3.2 項目功能實(shí)現(xiàn)

（1）能源實(shí)時監(jiān)控、調(diào)度

將公司能源（水、電、汽、風(fēng)）由能源流向、消耗、轉(zhuǎn)變繪制出能源總貌圖、通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集設(shè)備、信息傳輸網(wǎng)絡(luò)，直觀、數(shù)據(jù)化地將各類能源的流向、轉(zhuǎn)換量、消耗量、展示在能源大廳，做到能源消耗數(shù)據(jù)的實(shí)時監(jiān)控；

各類能源消耗量，預(yù)置上限并設(shè)有報警功能，隨時監(jiān)控能源異常現(xiàn)象，做到能源消耗的實(shí)時監(jiān)控。

（2）能源規(guī)劃、計劃管理

公司根據(jù)年度生產(chǎn)計劃和上年度產(chǎn)品能源單位消耗，預(yù)測下年度各類能源消耗，制定能源消耗計劃；

根據(jù)年度目標(biāo)分解節(jié)能任務(wù)，將年度節(jié)能任務(wù)分解到分廠，如圖1所示。

（3）能源計量、平衡、能源實(shí)績

通過采集數(shù)據(jù)和個別手工錄入數(shù)據(jù)（ 無法自動采集），進(jìn)行能源計量；

通過設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)平衡圖和平衡規(guī)則，進(jìn)行能源平衡；

通過平衡的數(shù)據(jù)和錄入的生產(chǎn)數(shù)據(jù)相結(jié)合，形成能源實(shí)績，作為后續(xù)數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)。

（4）歷史記錄、能效對比、分析

圖1 節(jié)能任務(wù)分解到分廠操作界面

通過對實(shí)時數(shù)據(jù)庫的歷史數(shù)據(jù)分析，可進(jìn)行能源消耗的歷史追溯，進(jìn)行能效分析；

通過實(shí)時、歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行消耗對比，分析裝置能源利用率的變化，分析裝置狀況，制定技改措施；

監(jiān)控重點(diǎn)用能設(shè)備運(yùn)行情況，能源消耗情況，分析設(shè)備能效和能源利用效率，如圖2所示。

圖2 分析圖

（5）工藝管理

通過對工藝臺帳管理以及對生產(chǎn)工藝指標(biāo)的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對重要工藝數(shù)據(jù)的實(shí)時監(jiān)控、超限報警和統(tǒng)計分析，為生產(chǎn)裝置運(yùn)行周期內(nèi)運(yùn)行性能監(jiān)控以及工藝技術(shù)指標(biāo)不斷調(diào)整與優(yōu)化提供支撐；

通過自動采集重要工藝參數(shù)，根據(jù)積分原則自動統(tǒng)計每個工藝指標(biāo)是否達(dá)到公司合格指標(biāo)，是否超標(biāo)，以及超標(biāo)嚴(yán)重度。

4 項目特點(diǎn)及創(chuàng)新

（1）實(shí)現(xiàn)公司能源管理由粗放管理向精益化管理轉(zhuǎn)變。能源供需平衡功能，實(shí)現(xiàn)在線統(tǒng)一監(jiān)控和調(diào)整調(diào)度；工序能源消耗實(shí)績、主要能源管理指標(biāo)每日跟蹤，能源消耗實(shí)績結(jié)算報表自動生成。

（2）實(shí)現(xiàn)能源管理由事后管理向事前管理轉(zhuǎn)變。編制能源供需計劃，按計劃組織能源生產(chǎn)。根據(jù)計劃安排能源設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)、檢修計劃。預(yù)測能源消耗指標(biāo)，制定能源管理措施。實(shí)現(xiàn)能源計劃精細(xì)管理。

（3）實(shí)現(xiàn)能源管理由單體節(jié)能管理向系統(tǒng)節(jié)能管理轉(zhuǎn)變。通過調(diào)度中心優(yōu)化能源供需平衡，通過煤氣、蒸汽、電力相互轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)能源最優(yōu)化使用。通過系統(tǒng)功能將能源管理體系的各個環(huán)節(jié)有機(jī)聯(lián)系起來。能源計劃制定，能源平衡、能源預(yù)測、計劃與實(shí)績跟蹤，能源指標(biāo)統(tǒng)計、用能管理等業(yè)務(wù)功能，加強(qiáng)了信息的準(zhǔn)確性和信息共享的實(shí)時性。

（4）實(shí)現(xiàn)能源管理由經(jīng)驗化管理向科學(xué)定量化管理轉(zhuǎn)變。

（5）實(shí)現(xiàn)能源管理的流程控制，提高能源管理的規(guī)范性。

通過統(tǒng)一的能源管控系統(tǒng)平臺實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，加快了能源管理與技術(shù)人員溝通的及時性和準(zhǔn)確性，使管理效率得以大幅度提高和改善。

（6）能源管理中心建成后與公司現(xiàn)有的生產(chǎn)DCS控制系統(tǒng)整合在一起，通過能源管控系統(tǒng)和DCS共同作用，優(yōu)化工藝，使產(chǎn)量、消耗做到同步優(yōu)化。

（7）通過在能源管理大廳使用先進(jìn)的四屏顯示技術(shù)，極大地方便了調(diào)度人員和能源管理人員針對各個方面的集中調(diào)度和管理。

5　項目實(shí)施過程中的難點(diǎn)

（1）用戶需求不夠明朗。對于能源管理中心的目標(biāo)不明確，在具體需求方面不能提供詳細(xì)的要求，此種情況下，和利時安排經(jīng)驗豐富的項目經(jīng)理前往用戶現(xiàn)場深入調(diào)研，充分溝通，確定需求，再進(jìn)行施工設(shè)計，然后進(jìn)行項目實(shí)施。

（2）首次使用的四屏顯示技術(shù)，由于之前沒有經(jīng)驗，一時間沒找到正確的思路。后來經(jīng)過詢問和查找資料，最終圓滿完成此技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。

（3）項目涉及的軟硬件較多，采購和設(shè)計過程較長，影響了項目的工期。但經(jīng)過項目實(shí)施調(diào)整，壓縮時間和優(yōu)選搭配，最終按照工期完成項目。

6　節(jié)能量估算

（1）能源平衡節(jié)能。通過能源平衡，發(fā)現(xiàn)了原來系統(tǒng)中的許多跑冒滴漏，節(jié)約了直接排出能量。

（2）能源績效考核節(jié)能。由于有了每天的統(tǒng)計，各個班組的單位產(chǎn)品能耗狀況可以隨時了解。通過績效考核，督促操作人員采用優(yōu)秀的操作方法，最大限度地減少能耗，從而從管理上節(jié)能降耗。

（3）預(yù)警與處理措施節(jié)能。通過能耗的預(yù)警，及時采取措施，減少故障發(fā)生，從而減少能源的浪費(fèi)；同時，對于正發(fā)生的一些故障，提供原因分析，指導(dǎo)操作人員快速有效地進(jìn)行處理，使同樣的故障，浪費(fèi)更少的能源。

通過系統(tǒng)提供手段，采取以上措施，實(shí)現(xiàn)了良好的節(jié)能效果。項目申報節(jié)能量為30011噸標(biāo)準(zhǔn)煤/年，可減排CO2約75028噸，SO2約495噸。項目建成實(shí)現(xiàn)能源統(tǒng)一管理，經(jīng)河南省冶金研究所對項目節(jié)能量測算，實(shí)際節(jié)能量為29357.6噸標(biāo)準(zhǔn)煤/年，項目節(jié)能效益明顯，對化工行業(yè)有很大的示范效應(yīng)，對整個尼龍行業(yè)有積極的指導(dǎo)意義。

7　效益分析

能源管理項目的效益主要體現(xiàn)在兩個方面：

（1）管理效益

能源管控信息網(wǎng)絡(luò)已遍布全公司各區(qū)域，系統(tǒng)運(yùn)行后，工藝、設(shè)備、生產(chǎn)、調(diào)度等管理人員在各自的網(wǎng)絡(luò)客戶端位置上成為生產(chǎn)人員的監(jiān)督者，工藝和能源管理部門通過系統(tǒng)的集成，可以實(shí)現(xiàn)對能源相關(guān)問題的快速分析和診斷，并做出快速地調(diào)整，指令立即下達(dá)到現(xiàn)場，從而實(shí)現(xiàn)事前預(yù)測、事中控制和事后分析；管理系統(tǒng)的建成，也成為調(diào)度人員的重要參考工具，成為日常調(diào)度不可缺少的系統(tǒng)；每天的能源情況，水電汽風(fēng)的消耗情況，能源的成本都可以自動計算出來，為領(lǐng)導(dǎo)提供重要的生產(chǎn)經(jīng)營決策依據(jù)。

（2）節(jié)能降耗

一方面提高能源的利用效率，降低生產(chǎn)成本：系統(tǒng)運(yùn)行后，單位產(chǎn)品的能耗信息能夠及時反映出來，通過統(tǒng)計分析，可以找到最佳的操作實(shí)踐，在保證產(chǎn)品質(zhì)量前提下，降低產(chǎn)品的能源成本。另一方面，降低裝置單耗、能耗：系統(tǒng)中的生產(chǎn)裝置的單耗和能耗分析運(yùn)行后，能及時了解和降低各生產(chǎn)裝置的生產(chǎn)成本，降低原輔材料和能源單耗，實(shí)現(xiàn)實(shí)時統(tǒng)計核算及績效分析，找出降低單能耗的關(guān)鍵工藝點(diǎn)，指導(dǎo)生產(chǎn)運(yùn)營等業(yè)務(wù)過程。第三，通過對標(biāo)管理，發(fā)現(xiàn)裝置的節(jié)能空間，為企業(yè)節(jié)能提供方向。平煤神馬尼龍化工公司EMS項目的成功投運(yùn)，意味著和利時在化工行業(yè)的能源管理系統(tǒng)已形成較為實(shí)用的管理系統(tǒng)，并為用戶參觀考察提供了一個樣板。該項目為和利時提供了能源管理系統(tǒng)項目的經(jīng)驗。

精彩對話

杭州和利時自動化有限公司專用產(chǎn)品項目部經(jīng)理兼MES項目部經(jīng)理 朱剛國

《自動化博覽》：和利時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？

朱剛國：和利時能源管理涉及化工、建材、電力、冶金、制藥等多個行業(yè)，尤其在化工行業(yè)，應(yīng)用最為廣泛。涉及的產(chǎn)品主要有能源管理系統(tǒng)（EMS）平臺、實(shí)時數(shù)據(jù)庫，以及基于能源管理平臺的數(shù)據(jù)采集、實(shí)時監(jiān)視、能源管理體系、能源計劃、能源預(yù)測、能源計量、能源平衡、能源對標(biāo)、統(tǒng)計分析等多個功能模塊，在平臺及模塊的基礎(chǔ)上，針對不同行業(yè)的不同特點(diǎn)，我們開發(fā)出不同行業(yè)的軟件應(yīng)用包，以支撐不同的應(yīng)用需求。

《自動化博覽》：和利時的能源管理解決方案的主要特點(diǎn)和優(yōu)勢是什么？

朱剛國：和利時從2000年開始發(fā)展企業(yè)信息化業(yè)務(wù)，到目前為止在全國有超過400多項工程案例，近年來更是承接了近20個工信部審批的能源管理項目，在企業(yè)能源管理項目的管理、策劃、設(shè)計、實(shí)施中有豐富的經(jīng)驗。另外，和利時作為一個自動化的綜合企業(yè)，可以提供給客戶從DCS改造，儀表的改造、設(shè)計、選型、安裝及調(diào)試，到能源管理系統(tǒng)的一體化解決方案，為客戶提供一站式的服務(wù)。和利時能源管理系統(tǒng)為自主研發(fā)，擁有強(qiáng)大的工程開發(fā)能力和完善的項目流程，在滿足客戶基本需求的同時，可以提供客戶個性化需求的定制開發(fā)服務(wù)，能有效降低項目風(fēng)險和保護(hù)客戶的投資。如今，和利時在全國各大省會城市均設(shè)有工程服務(wù)中心，可以為客戶提供便捷、持續(xù)的售后服務(wù)。

《自動化博覽》：您如何看待能源管理在用戶工廠中的作用？

朱剛國：首先，對傳統(tǒng)化工企業(yè)來說，在產(chǎn)品的成本構(gòu)成中，能源消耗的比例基本都在20%以上，但是企業(yè)的經(jīng)驗利潤通常只有15%左右，通過對企業(yè)能源使用的精細(xì)化管理，對降低企業(yè)成本，提高經(jīng)驗利潤和產(chǎn)品的市場競爭力有顯著效果。

其次，在企業(yè)的日常管理中，有效地管理能源一直是企業(yè)不斷努力的目標(biāo)，但卻缺乏良好的管理手段。推行能源管理，我們首先會從建立企業(yè)的能源管理體系入手，幫助企業(yè)建立一整套的能源管理制度及考核機(jī)制，然后通過采集能耗數(shù)據(jù)、對能耗進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和分析，幫助企業(yè)發(fā)現(xiàn)能源使用過程中的跑冒滴漏現(xiàn)象；通過對標(biāo)和考核，提高員工積極性；通過周期性的審計來對企業(yè)的能源管理水平做出評價；通過系統(tǒng)智能分析，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供依據(jù)。通過能源的精細(xì)化管理，提高企業(yè)能源管理水平，降低生產(chǎn)成本，向“管理”要“利潤”。

《自動化博覽》：您認(rèn)為實(shí)施能源管理項目的關(guān)鍵是什么？

朱剛國：很多客戶在實(shí)施能源管理系統(tǒng)之后，應(yīng)用的效果并不是很理想。究其原因，并不是因為能源管理系統(tǒng)做得不夠好，而是在項目的實(shí)施過程中存在問題。

管理類信息系統(tǒng)的實(shí)施，不僅要關(guān)注軟件的部署、安裝及培訓(xùn)使用，最主要的實(shí)施部分應(yīng)該是管理理念在企業(yè)中的推廣及貫徹。在能源管理的項目實(shí)施中，我們應(yīng)該把較大的精力分配在管理理念的推行上，使客戶理解并認(rèn)可系統(tǒng)的管理理念，并能夠落實(shí)到系統(tǒng)的應(yīng)用上，其中首先需要改變的是客戶的管理習(xí)慣，但這往往也是最難的一關(guān)，更是我們在能源管理項目實(shí)施中的重中之重。

摘自《自動化博覽》2016年10月刊