陈塘科技园能源计量管理方案.docx
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陈塘科技园能源计量管理方案
天津市陈塘科技商务区
能源综合管理系统方案
天津市亚控自动化仪表安装工程有限公司
前言
随着社会经济建设的高速发展、高新科技园区的建成、节能减排的大力实施,科技兴企的规划,企业对能源管理工作提出了更高的要求。
众所周知,能源是经济社会可持续发展的重要物质基础,严格企业能源计量管理可以为企业带来巨大的经济效益。
加强能源管理,提高能源利用效率,是提高经济运行质量、改善环境和增强科技园区市场竞争力的重要措施,也是缓解当前经济社会发展面临的能源约束矛盾、建设节约型社会、实现经济社会可持续发展的根本保障。
在我国,石油化工、冶金、电力等能源消耗总量较大的行业一直非常重视企业能源计量工作,能源服务行业更应该如此。
在目前能源紧张的情况下,如何使企业加强能源计量管理,减少从能源供给到消费各个环节中的损失和浪费,是摆在当前政府和企业面前一项十分紧迫的任务。
提高能源管理水平的重要基础,是园区贯彻执行国家节能法规、政策、标准、合理用能、优化能源结构,提高能源利用效率,提高经济效益和市场竞争力的重要保证,也是降低企业运营成本、增加效益具有十分重要的意义。
因此建立一套能源综合管理系统是科技园区实现能源的科学管理、调配和服务保障工作更快、更高、更好的落实,实现能源计量的自动化,能耗分析网络化,能源办公高效化,管理决策科学化,是提升能源服务部门的整体服务水平,降低运营成本,促进能源合理供应的必由之路。
能源综合管理系统的建设,充分体现了能源数据采集分散,信息管理集中的现代能源管理工作思想的发展理念,因此,为提高能源管理工作的高效化、准时化、科学化、无纸化,建设能源综合管理系统是势在必行和最为有效的实施方案。
一、能源综合管理系统概述
能源服务行业的能源合理调配和科学管理对节约能源有着直接的关系,同时能源的不合理消耗直接影响企业的运营成本,进而影响到一个企业的竞争力。
建立一套能源综合管理系统,可完成对科技园区各用能企业的水、电、汽、天然气等能源数据的远程采集和供电系统的远程监控,实现能源消耗的自动统计、用能情况的实时监控、不合理用能的报警提示、欠费企业的停供能源处理,能源收费系统的自动统计,供、配电系统的安全、经济运行远程监控,各用能企业通过登录园区局域网即可查看自己的能耗和缴费情况。
能源综合管理系统的建设可极大的完善能源的科学管理、高效管理、从最大程度上实现节约能源,降低运营成本,加快企业快速、高效的发展。
二、科技园区能源综合管理系统(EMS)的主要作用
1、完善能源信息的采集、存储、管理和有效利用
EMS对能源数据进行分析、处理和加工,能源调度人员和专业能源管理人员就能实时掌握系统状态,经过系统的合理调整,确保系统运行在最佳状态。
2、对能源系统采用分散控制和集中管理
EMS将在园区全局的角度审视能源的基本管理需求,满足能源用户统计的分散特性和能源管理需要集中的客观要求,以适应科技园区的战略发展需要。
3、减少管理环节,优化管理流程,建立客观能源消耗评价体系
实现在信息分析基础上的能源监控和能源管理的流程优化再造,满足能源设备管理、运行管理等的自动化,建立客观的以数据为依据的能源消耗评价体系,向管理要效益。
4、减少能源系统运行成本,提高办公效率
EMS的建设,对能源管理体制的改革将发挥重要作用。
其基本目标之一是可以实现简化能源运行管理,减少日常管理的人力投入,节约人力资源成本,提高办公效率。
5、加快系统的故障处理,提高对整个园区性能源事故的反应能力
EMS能迅速从全局的角度了解系统的运行状况,故障的影响程度等,及时采取系统的措施,限制故障范围的进一步扩大,并有效恢复系统的正常运行。
6、通过优化能源调度和平衡指挥系统,节约能源和改善环境
EMS将通过优化能源管理的方式和方法,改进能源平衡的技术手段,实时了解企业的能源需求和消耗的状况,能有效地减少污染的排放,采用综合平衡和的系统方法,使能源的合理利用达到一个新的水平。
7、为进一步对能源数据进行挖掘、分析、加工和处理提供条件
能源管理系统的建设,不仅可有效解决能源实时平衡管理和监控管理,还可以通过对大量历史数据的归档和管理,为进一步对数据进行挖掘、分析、加工和处理创造条件。
三、GPRS数据采集网络结构图
四、能源综合管理系统设计方案综述
本能源管理自动化系统的设计方案,是根据当前企业能源管理、国家法规、政策等规定,在满足系统基本技术要求的情况下,对本自控系统进行了优化设计。
本能源综合管理系统采用目前世界上先进的、高标准的、开放的现场总线和工业以太网为基础、以能源计量综合管理为概念的能源管理自动化系统。
系统设计遵循集中管理、分散采集的原则。
配以高性能、高可靠性的微机控制站,采集各用户天然气、煤气、电磁流量计、涡街流量计等各种计量仪表数据。
该自动化控制系统应能使整个园区能源计量的自控、监控和管理系统实现信息共享的集成。
这种方案技术先进,具有投资小、便于扩展等优点,十分成熟,在工厂自动化工程中得到了广泛的应用,同时也充分体现了采集分散,信息管理集中的现代能源管理模式的发展理念。
为了保证监测系统的兼容性,减少施工和维护的成本,本系统的总体优化设计思路为:
监测系统上位机采用研华ADAM-4000系列工控机作为上位监控机。
以高科技有线网络和GPRS网络以及现场总线通讯手段采集各用户的能源计量数据,完成自来水、天然气、煤气等能源计量数据的采集,在上位机上实时显示、自动统计用能情况。
蒸汽计量、自来水计量、天然气计量二次仪表选用带RS485通讯口的流量积算仪将数据通过RS485总线和GPRS无线网络上传至中央机房。
能源综合管理系统可分设三个子系统,①能源数据采集、能耗统计系统,②网络收费管理系统,③用能单位绩效考核系统。
五.能源综合管理系统功能简介
5.1监控系统的特点:
●极高的可靠性和稳定性,高速度的通讯速率进行数据交换和信息共享
●功能强大的SQLServer数据库对运行数据进行归档,方便查询和管理
●在全中文人机友好的操作界面上完成一切操作、设置和报表打印等
●基于XML数据交换格式,开放,易于与其它系统集成
●监控系统免维护,一次调试成功后,不需要专业人员定期维护
●逼真的工艺流程画面,画面图标与实物相似,流程图通俗易懂
●可预防突发事故发生,如有故障及时报警,对报警值进行存档
●系统运行稳定,不会出现因误动作停止供能的现象。
5.2系统集成后将达到如下功能:
能源综合管理系统(下称EMS)作为企业能源系统的核心,通过对能源系统的集中监控和综合管理,可实现:
2)对各能源介质的在线调控,确保用能企业的合理用能,实现节能和环保效益。
系统实施监控各用能企业的能耗情况,包括自来水、蒸汽、天然气、电能等使用情况,遇到不合理用能的企业系统自动告警提示,对于超标用能和不合理排放的用户系统自动记录其违规时间,并以邮件和短信方式告知用户不合理用能的处罚措施。
对于用能合理的单位自动增加信誉度,便于对用能企业的绩效考核。
3)在能源系统异常和事故时,EMS做出及时、快速和准确的处置,把能源系统故障所造成的影响控制在最低限度,确保能源设备的安全运行和稳定供能,系统并且自动记录停止供能时间和恢复供能时间。
4)能源收费系统管理,通过采用预付费能源管理模式,各用能单位通过收费管理系统主动采用预缴能源费用,确保自己的能源正常使用,遇到预缴费余额不足时自动以短信和邮件的方式通知用户财务工作人员,遇到欠费超过一定期限的系统自动采取停供能源的措施。
5)各类统计报表自动生成,系统自动生成各企业能耗日报表、月报表、季度报表和年度报表以及缴费统计报表,为能源成本核算和信息分析提供科学有效的数据。
报表自动记录信誉度良好的单位和用户,并自动增加积分,对于经常欠费的企业系统自动记录其信誉度,不在增加积分。
总之、作为EMS工程自动化和信息化的重要组成部分,EMS不仅对能源的统一调度、优化能源平衡、减少污染排放、提高环保质量、降低企业能耗和提高劳动生产率有重要作用,而且对于事故预案的制定和执行、事故原因的快速分析和及时判断处理、能源供需的合理调整和平衡以及在客观信息基础上的能源实绩分析、能源计划编制、能源质量管理、能源系统的预测等都是十分有效的。
六、上位机监控系统功能
6.1实时数据显示功能
列表式数据显示画面,直观地查看各用户企业用能数据、预存余额和缴费情况。
将根据各用户分布区域、企业性质等将同类数据汇总在一起,更方便、快捷的查看能源消耗情况和用能趋势,所有计量用能数据全部用文字定义,一目了然浏览各用户的用能情况。
6.2能源历史数据查询功能:
此功能主要是监控系统对采集到的数据进行历史归档。
只需登录监控系统,选择数据查询,输入要查询的时间段,用户编号等要素,系统将从数据库中调取历史数据,以报表的形式直观的将相应站点的历史数据显示出来,流量查询可自动计算出查询时间段的总能耗。
一切查询功能均在中文操作界面上完成,此功能操作方便,提取数据迅速高效。
避免了以往人工查询历史报表费时、费力的落后工作方式,大大的提高了工作效率。
6.3报表的产生和打印
可根据用能单位要求,制作出多样化的打印形式,根据需要,可打印出日报表,班报表、月报表、季度报表等,并可对报表打印设置为人工打印和定时打印,不仅提高了能源管理工作效率而且实现了办公的自动化和无纸化。
所有收集的实时数据都按类型、名称、属性分类,按时序依次存档,在需要的情况下,只需输入查询工况和查询日期,就可查出历史报表和重要数据,可以保存一年的历史数据,历史数据的永久保存是存在电脑硬盘中。
打印功能包括:
Ø操作人员的随机打印
Ø全部监视器上可以看到的硬拷贝输出打印
Ø打印格式包括:
Ø时间(年、月、日、时、分、秒)
Ø数据或时间名称
Ø用户编号、用户名称
Ø单位(瞬时值、平均值、最大/最小值、累积值)
6.4报警功能
对报警信息进行保存记录,在遇到故障停止供能时,系统将会记录故障发生的时间、故障原因以及故障确认时间等,可方便快捷的查询和排除供水系统、供汽系统故障。
计算机系统内配置了故障处理专家系统软件,通过预装的专家系统得到故障原因的详细资料及排除故障的对策。
在任何时间和在任何显示上工作站都能在画面顶部或底部显示出总的报警信息,操作人员点击该报警信息可以快速地调出与本报警有关的画面。
该画面可以显示出故障原因的详细资料及排除故障的对策。
所有的报警信号都以时间先后排队,该队可以在画面上显示并存储在内存内。
在任何时间该队列在画面上保留最新的128个报警点。
这个历史报警队列在画面采用颜色的闪烁和颜色的变化来表示一个报警信号是否被确认或是否被已恢复到正常的工况。
在产生任何一个报警信号时,工作站便产生一个报警声音以提醒操作人员、报警内容登录在数据库事件登录清单内,如果需要可以按要求调用并按命令分别打印。
对于长期不正常事件(由监视人员对输入信号确认后)可禁止报警和登录。
对于未确认的报警状态,持续发出声光报警,直至值班人员确认。
6.5趋势图功能
可以用棒状图或曲线图显示历史趋势或当前趋势,一副画面上可以在一个时间轴上用不同颜色显示1至4条不同的实时或历史曲线。
模拟量的变化同时也是显示在图形的坐标上。
当前趋势显示可根据实时原理不断校正,操作规程员可以很方便地调整趋势显示的时间坐标或输入范围。
蒸汽流量能耗趋势图
每个测量变量趋势图是以时间为背景的,操作人员能够输入开始时间和结束时间。
随着时间跨度的变化,采样频率也相应变化。
为加快数据检索时间,趋势曲线多所用的数据应存放在数据库中一个特定的缓冲区内,并以新弃旧。
七、远程智能抄表系统
远程智能抄表作为此系统工程重要组成部分,将会发挥越来越大的作用。
住宅区中每个用户单位的水表、电表、煤气表、热量表等计量表计。
其安装位置各异,有些表(如电表)集中安装,有些表(如水表)却分散在用户室内;这样就给管理部门的抄表统计工作带来困难。
逐户抄表时要耗费很多人力和时间,而且入户抄表很难一次完成,有时只能估计。
集中式抄表管理系统将使这些问题成为历史。
运用本系统后,再无需进行人工逐户抄表。
所有用户表计的计量值将由中心统一抄取。
抄一只表不到1秒钟,省时省力。
住宅集中式抄表管理系统可实现小区联网抄录热表、电表、水表、煤气表的读数,在小区或相关管理部门的管理微机上能进行自动抄录、自动计费、状态查询,能够记录并打印历史数据,提供表数据接口,并在授权情况下进行人工修改、换表和水、热、电气表结算。
热计量表远程抄表系统组成
(一)抄表系统的硬件组成:
1、现场计量表
现场计量指的是安装在用户室内和大楼内的能源计量表,如蒸汽表、煤气表、电表等。
通过统一的、标准的通信协议,借助相应的通讯线路传输到集中抄表箱中(集抄器)。
2、M-BUS集抄器
集抄器是远程抄表的系统核心组成部分,它主要负责将若干块热量表通过事先设置好的采集周期采集到集抄器的存储器中,并实现数据的转换和远程数据的传输。
同时,集抄器可以具备级联功能,以实现整个小区表计的统一集抄。
3、数据传输通道
数据传输通道包括集抄器与现场热表的传输通道和集抄器与控制中心的传输通道两个部分。
(1)现场热表与集抄器之间的通讯通道
此通信通道通过标准的0.5mm2屏蔽电缆进行总线式连接,传输协议采用中国标准的M-BUS通信协议,以实现现场热表和集抄器之间的数据传输。
(2)集抄器与控制中心的通信通道
根据系统在不同情况下的实际应用情况,要求集抄器与上位机管理系统之间可以以任何一种传输方式进行通讯连接。
① 通过标准的RS232/485接口与上位机进行物理连接。
② 通过GPRS/CDMA无线方式进行连接。
连接设备采用DTU和无线路由器进行连接。
③局域网方式的连接。
系统可以通过局域网的方式进行连接。
4、上位机系统
上位机系统主要用来运行上位机管理软件、通讯软件、系统WEB发布,完成与集抄器之间的通讯、计量表集抄数据的查询、打印、统计、分析等管理工作。
抄表系统组成原理图
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