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活動鏈接：2013年控制網行業(yè)專題---發(fā)展新能源更要做好能源管理

   編輯點評：

   日本是一個能源極度匱乏的國家，這也造就了日本人民從小就根深蒂固的節(jié)能理念，近40年的節(jié)能歷史使日本的節(jié)能工作水平處于世界公認的領先地位。作為日企的代表，三菱電機自然也受益于此，經過數十年的摸索和實踐，形成了成熟而先進的能源管理理念、節(jié)能產品與技術，以及科學的節(jié)能管理措施，其節(jié)能產品被廣泛認可。本文介紹的是三菱電機與上海電氣集團合作成立的節(jié)能業(yè)務工程公司——上海電氣菱電節(jié)能控制技術有限公司為上海重型機器廠提供的能源管理方案，項目一期運行半年來已實現單位能耗下降10%的顯著效果。

  1　項目背景

   中國是世界第一能源消費大國，也是能源使用效率較低的國家，特別是工業(yè)能源消費量超過了全國能源消費總量的70%，大部分工業(yè)企業(yè)存在著設備性能低下、生產工藝落后、能耗指標較高，以及總體用能效率低的現象。2008年，三菱電機自動化（中國）有限公司成立了下屬于行業(yè)及大客戶部的節(jié)能業(yè)務推廣部門，努力將“e&eco-F@ctory” 工廠能源可視化管理解決方案推廣于中國市場。

   社會責任感和對“e&eco-F@ctory”先進性的認同，與三菱電機合作成立了專注于節(jié)能業(yè)務的工程公司——上海電氣菱電節(jié)能控制技術有限公司。公司成立后，結合了雙方各自的優(yōu)勢共同開拓節(jié)能市場，在機械、汽車、食品等行業(yè)實施節(jié)能項目，大力推廣“e&eco-F@ctory” 工廠能源可視化管理解決方案。作為節(jié)能示范基地的上海重型機器廠正在實施的可視化能源管理項目就是其中一個典型案例。

  2　項目介紹

  上海重型機器廠有限公司系上海電氣集團成員企業(yè)，是上海電氣重工集團所屬骨干企業(yè)。主要生產電站、冶煉、軋鋼、鍛壓、水利、礦山采掘和建材化工設備等，以及電站、核電、冶金、機械、造船和化工等行業(yè)所需的高質量大型鑄鍛件，使用電、天然氣、水等能源，單日的用電負荷最高可達5萬千瓦，是上海市政府特別關注的用能大戶企業(yè)。上海電氣菱電節(jié)能控制技術有限公司負責實施對該廠的節(jié)能技術改造，導入以“e&eco-F@ctory”為基礎的節(jié)能系統(tǒng)技術和管理理念，建立能源可視化系統(tǒng)，達成工廠的節(jié)能目標。
  
                 
                                      圖1 分層分布式結構示意圖     
 
   上海電氣菱電節(jié)能控制技術有限公司為上海重型機器廠有限公司量身定制了能源管理系統(tǒng)，主要功能是通過采集工業(yè)生產現場數據，詳細監(jiān)測和記錄每個爐子、車間、廠、企業(yè)的能耗及爐子的溫度、壓力值。在此基礎上對這些監(jiān)測點提供當前實時查詢和歷史查詢功能，查詢包括列表和折線圖兩種形式，同時還提供各種數據分析處理手段，幫助客戶企業(yè)找出能源浪費的環(huán)節(jié)及根源。另外還提供對客戶企業(yè)各類產品生產過程中能耗的全程追蹤，從而對工藝的改進、能源的節(jié)省及產品的成本控制具有積極意義。

   由于該項目能源監(jiān)測的點數多、分布散、距離遠，因此系統(tǒng)方案從網絡架構設計上就必須充分考慮這些因素，采取分層分布式結構，以確保方案實施的安全性與可靠性，示意圖如圖1所示。

   能源管理的第一步就是數據采集，也是最重要的一步。該項目的能耗監(jiān)測主要對于全廠的電能、蒸汽、煤氣、氧氣等進行實時的測量，并把這些測量數據通過三菱節(jié)能數據服務器上傳到企業(yè)網，通過企業(yè)網可把實施的能耗數據顯示在任何網絡節(jié)點上同時配合可視化能源管理軟件，使得能耗可以被隨時監(jiān)視，達到了真正的“可視化”，這是非常重要的節(jié)能手段。

   通過可視化平臺，能發(fā)現一些可能被忽視的用能問題。從具體功能上來說，該系統(tǒng)包含了對日常的能源數據管理，異常報警管理以及能源優(yōu)化分析與調度等功能，其中日常的能源數據管理包括對全廠能源數據的日、月、年報表功能，遠程權限分級管理，歷史能源數據的存儲、分類、查詢等。異常報警管理則主要針對用能異常情況進行快速反應功能，包括超載預警、故障快速定位、應急安全控制管理等，以幫助企業(yè)盡早發(fā)現隱患，避免安全事故的發(fā)生，一旦發(fā)生故障則可以迅速采取措施，最大限度地降低故障損失。

  能源的優(yōu)化分析與調度則主要從公司層面為企業(yè)的總體用能計劃提供決策依據，站在公司全局的角度審視能源的基本管理需求，滿足能源工藝系統(tǒng)的分散特性和能源管理需要集中的客觀要求，以適應企業(yè)的戰(zhàn)略發(fā)展需要，減少管理環(huán)節(jié)，優(yōu)化管理流程，向管理要效益；降低能源系統(tǒng)的運行成本，減少日常管理的人力投入，提高生產效率。由于工廠規(guī)模大，項目分二步走，已完成第一期的能源對象為蒸汽、煤氣、氧氣，計劃今年啟動的第一期的能源對象為電能。在此項目中，成功采用了CC-Link IE無縫高速工業(yè)網絡，將實時的數據以最短的刷新時間進行顯示，大大提高了監(jiān)測數據的實時性，并采用了MES INTERFACE模塊進行數據庫的數據傳輸，大大提高了監(jiān)測數據的穩(wěn)定性。

  而且，首創(chuàng)了能源數據與生產數據相連接的現場控制系統(tǒng)（FCDS），在上層平臺掌握用能情況的基礎上，該功能可以使現場工作人員及時掌握整個生產過程的用能狀況，并根據能耗及時調整生產，從源頭上實現有效的節(jié)能。并且通過低成本的方式實現了兩個系統(tǒng)之間的互鎖與同步，大大減少了現場操作人員的失誤操作。當然，在項目第一期實施過程中，也遇到如工廠現場情況復雜，無光纖網絡分布等難題，最終在工程技術團隊的協(xié)作努力下，成功搭建了能源可視化系統(tǒng)，沒有對客戶的正常生產運行造成任何影響。

  3　效益分析

  項目一期運行半年來已實現單位能耗下降10%的顯著效果，二期中節(jié)能效果將有進一步提高，達到20%～25%。上海重型機器廠將真正成為全國熱加工領域的節(jié)能示范工廠。

    摘自《自動化博覽》2013年9期