能源管理方案龙贞

1、能源管理系统项目 技术 协议书 2016年12月< 目 录>1. 能源管理系统实施背景32. 能源管理系统实施目标43. 能源管理系统实施范围54. 系统技术实现65. 系统硬件方案126. 系统软件功能167. 售后服务及培训27文件版本版本变更日变更内容制作人1.能源管理系统实施背景随着公司业务的发展和管理水平的提升亟需一套对轮胎生产运营过程中所消耗能源进行实时采集、展现、分析的信息化系统：（1）政府对节能及环保的规范在持续性地强化；（2）因能源价格上涨，制造业能源用量不断增加(更换自动化设备)等因素，制造业能源成本呈持续增加的趋势，轮胎制造涉及到水、电、气等多种能源的使用；（

2、3）需要执行和贯彻基于单位分析和能源管控的节能方案，以提高能效、减少能源开支；（4）工厂自身对能源集中采集，实时分区域、分结构、分设备工作状态直观显示及相关报警、查询（点位，日期，区域明细查询）、分析等管理功能的迫切需求。2.能源管理系统实施目标能源管理系统是青岛猩猴轮胎股份有限公司计划用来管理轮胎生产运营所消耗能源的一个信息化系统，通过对能源数据进行采集、加工、分析，处理以实现对能源设备、能源实绩、能源计划、能源平衡、能源KPI，能源预测等方面的实时管理和优化，以达到同行业能源消耗的最佳业绩，用有限的资源来支持公司的业务增长和成本降低。 方案总体目标：（1）通过对主要耗能设备的自动监测，大幅

3、提高能效，并通过能源指标控制，节约能源及提升能源利用效率；（2）建立基于低碳绿色成长的绿色智能工厂；（3）分区域、分层级直观、实时显示水、电、气等能源的使用现况（看板管理）；（4）能源数据的采集、处理、图表分析、报警控制、报表记录等。项目概要：（1）更换或新装部分可通信智能仪表，通过网络构筑，实现能源数据自动采集；（2）通过建设能源管理信息化系统，集成现场的智能仪表，提供对能源信息的自动采集、统计、分析报表、监视功能。3. 能源管理系统实施范围在充分利用本厂现有设备和仪表的基础上，通过必要的智能仪表更换、通讯网络构筑、PLC改造，建立一套新的能源数据信息管理系统。通过应用先进的软硬件及网络技术

4、，准确、快速地记录能源消耗相关数据，并提供基于WEB的监控、配置、查询、分析等功能，供各相关部门查询分析能源相关信息。本项目要构筑能源系统的硬件网络，完成相关的PLC改造，进行能源中心的建设，以实现动力系统的集中管理。根据本技术协议提供满足本厂能源管理，供配电，系统集成项目技术要求所需的设备、备品备件、通信电缆、软件平台以及满足系统运行、维护所需要的全部技术文件，并负责系统的安装，调试及相应的服务。对系统数据进行采集，传送，存储，发布，并保障整个数据系统的完整性。根据目前现场表具的情况，确定表具接入方式，并保证该接入方式能保证信号稳定，可靠。采用能源采集子站的方式，集中采集区域内的能源信息，并

5、通过以太网上传到能源实时采集服务器、能源数据库服务器以及能源管理服务器。系统采集的数据与表具本身的数据一致。表具本身的精度校验由第三方完成，费用不属于此次项目内。系统集成部分工作范围内包括接口软硬件的采购与调试。4.系统技术实现该技术协议适用于全厂车间、锅炉房、动力站、变电站等的能源管理。能源介质涉及到电、水、压缩空气、蒸汽等。整个系统应首先考虑可靠性，其次是可扩展性。4.1.系统数据流4.2系统架构全厂能源计量系统分为3层：数据采集终端、实时监控系统、能源管理分析与发布。4.2.1 数据采集终端：负责直接从计量仪表采集数据。4.2.2实时监控系统：负责从各数据采集终端中读取数据，集中显示所有

6、设备、表具等状态信息和整个系统状态，提供整个系统的维护相关信息（如报警，警告等）。实时监控系统必须采用工业级实时监控软件。4.2.3能源管理分析与发布：定时从数据采集终端读取能源数据，并保存；根据用户的配置将数据进行统计、分类、整理后，通过Web发布到公司的内部网上。能源管理分析与发布软件必须采用工业级能源管理分析专用软件。4.2.4系统构成图。4.3 网络架构安装能源管理系统所需网线、光纤以及IDF/BDF机柜，独立架构能源系统网络，并与双星工厂局域网对接，核心交换机放在能源中心机房，以便统一管理（分别针对终端上传数据，实时监控的发布，能源信息管理的发布，与周边系统的对接等），网络架构时与双

7、星工厂信息化部门人员进行协调。4.4系统软件根据系统结构，将软件系统分为以下4个类：系统软件，数据库软件，监控组态软件，能源管理及发布组态软件。4.4.1系统软件（指数据库软件，监控组态软件，能源管理及发布软件的运行平台）各计算机应采用成熟的、开放的多任务操作系统，它包括操作系统、编译系统、诊断系统以及各种软件维护、开发工具等。编译系统应易于与系统支撑软件与应用程序接口，通过双方协商，提供一些本厂需要的软件特殊定制功能，满足本厂要求。4.4.2数据库软件(1)企业级历史实时数据库应基于标准的关系数据库，能满足及时、大量采集、处理和存储各种数据。(2)系统要求至少能够存取3年的数据，提交系统设计

8、书时，需同时提供数据备份的方法，以及发生数据丢失后的恢复方法。(3)实时性：能对数据库快速访问，在并发操作下也能满足实时功能要求。(4)可维护性：应提供数据库维护工具，以便用户在线监视和修改数据库内的各种数据。(5)可恢复性：数据库的内容在计算机监控系统的的事故消失后，能恢复到事故前的状态。(6)并发操作：应能允许不同程序（任务）对数据库内的同一数据进行并发访问，要保证在并发方式下数据库的完整性。(7)一致性：在任一个工程师站上对数据库中的数据进行修改时，数据库系统应自动对所有的相关数据进行修改，以保证数据的一致性。(8)安全性：对数据库的修改，应设置操作权限。(9)开放性：必须支持ODBC,

9、 OLE-DB等通用型数据接口，方便系统数据的互通互连，导出数据（如 Excel 导出等），允许买方利用数据库进行二次开发。4.4.3 实时监控软件实时监控软件必须采用工业领域主流的工业级实时监控软件，采用服务器/客户端架构。其主要功能必须包括：(1)操作界面：全中文带提示操作界面。系统人机界面接口软件为操作人员提供简便的操作，多窗口和动态图形方式，仅利用鼠标器和光标便可选择操作对象或操作指令。人机界面接口软件使操作人员对系统内任何位置的监控点进行状态观察和参数监测(2)专业功能键：系统帮助键：提供具体操作提示内容。报警摘要：在屏幕上显示报警的摘要，以查看或确认报警。信息摘要：在屏幕上显示有关

10、信息，以查看或确认相关操作。系统具有登录功能，操作员若要进入能源实时监控系统进行操作，必须输入其相应的权限密码。(3)指令功能：查看图形信息页/检测监控点/查看信息摘要确认报警/从能源实时监控系统退出(4)数据管理：密码与操作权限/信息传送/计算/图形信息页/ (5)输入输出功能：从任何局域网上的终端或远程控制终端，建立、修改、删除或显示所提供的全屏幕动态图形和实时状态图形。(6)提供一个综合报警管理软件程序，管理有关报警监控点的详细资料。所有的报警应显示有关报警监控点的详细资料，包括发生的时间、日期(7)报表功能：报表应该包含但不限于监控报表、报警报表、能源使用报表、某个或某组数据的报表。报

11、表可自动根据设定的时间、事件或操作人员进行列出。提出报表的格式、内容以日/月/报表格式，报表样式要进行协商后制定。(8)需支持远程、多用户组态。(9)可灵活配置数据采集方式和事件管理的触发方式、存储方式。(10)与能源数据采集终端之间接口稳定可靠，软件和硬件间系统架构无缝连接。(11)系统支持标准国际通用OPC接口，保证系统开放性，方便与各厂家仪表设备的通讯(12)与历史实时数据库的紧密集成。(13)基于对象的图形界面。(14)集成式报表生成。(15)能源实时监控必须基于服务器/客户端架构。在扩展客户端数量时，不需要对能源实时监控服务器画面重新组态，通过授权就可以直接调用实时画面。4.4.4能

12、源管理分析及发布软件能源管理分析及发布软件必须采用组态的方式进行设计工作，不通过编程等方式实现分析等功能。在仪表标签定义、全厂能源架构定义、报表定义、报警等方面必须是通过组态方式，以便降低维护人员将来的维护工作难度。能源管理分析软件客户端数量没有限制，以便管理人员在办公室等区域通过工作电脑经过授权后进行查看。(1)使用与实时监控软件同品牌的组态和管理软件，应具备国内相关应用实例(2)内置能源管理模型，无需开发，通过简单配置便能组建全厂能源架构(3)用户权限管理(4)采用服务器/浏览器架构(5)提供基于Web的分析工具，供各部门能源管理者查询，分析，跟踪4.4.5 软件构成图4.4.6 软件技术

13、实现图5、系统硬件方案5.1.仪表改造（1）将8块没有通讯接口的二级计量电表更换为支持MODBUS RTU协议的智能电表，并安装相应的CT;（2）将35块没有通讯接口的三级计量电表更换为支持MODBUS RTU协议的智能电表，并安装相应的CT;（3）工厂负责将需由系统采集的45块流量仪表的更换（更换为支持MODBUS RTU协议的智能仪表）序号用途名 称计量等级数量仪表型号是否有通讯是否更换是否增加CTCT电流1电力炼胶二级计量8TENGEN DTSF256（天正） 有否否2电力半部件二级计量5有否否3电力成型二级计量2有否否4电力硫化（动力站）二级计量2有否否5电力锅炉房二级计量1有否否6电

14、力二级计量1否是是1000A7电力一厂二级计量3否是是1000A8电力总变二级计量4（进线表）口被封有否否9电力二级计量4否是是1000A10电力二级计量2FOWOR DSSD135(福尔沃)有否否11电力空压站二级计量2TENGEN DTSF256（天正）有否否12电力分变三级计量35否是是500A5.2.综合网络和能源中心建设（1）在锅炉房、总变和空压站安装55寸大屏幕显示器和控制电脑；在动力站安装19寸显示器、控制电脑和UPS供电；（2）在炼胶配电室、半部件配电室、成型配电室、动力站配电室、20吨锅炉房、40吨锅炉房、1厂配电室、空压站、总变处各配置1台网络控制柜作为能源采集的子站，集中

15、采集附近区域内的能源信息；（3）网络控制柜与附近区域的能源信息点（电表、流量仪表等）之间铺设485串行总线，基于MODBUS RTU协议进行总线通讯、实时数据采集；（4）在工厂内构筑光纤网络，安装二层交换机并与网络控制器和能源中心核心交换机连接，完成与现场各能源信息点的网络通讯；（5）能源中心建设，增加3台服务器，1台核心交换机，安装电视墙。5.1.PLC改造（1）在动力站添加PLC控制系统，采集20路仪表信号，输出进行PID调节控制；PID参数可设置，PLC输出控制添加切换开关，可进行由手工控制或PLC控制切换；（2）在20吨锅炉房添加PLC控制器，采集12路仪表信号，信号采集经由信号隔离器

16、分别输入给PLC和原数显表；（3）在40吨锅炉房添加PLC控制器，采集12路仪表信号，信号采集经由信号隔离器分别输入给PLC和原数显表；（4）在空压站添加PLC控制器，采集15路仪表信号，信号采集经由信号隔离器分别输入给PLC和原数显表；（5）在空压站3台空压机组添加以太网模块，与二层交换机连接采集设备状态信息。6 系统软件功能6.1系统配置及安全管理主模块子模块业务功能说明菜单管理菜单管理把FEMS系统，按照业务进行区分，并以此形成树状菜单结构，便于进入业务功能画面程序管理为了连接FEMS系统，需对所有程序进行登记和管理，并与对应菜单连接用户管理用户组管理按部门或者根据用户业务进行用户分组，

17、并赋予用户组ID。在用户组ID中，如果需要再分用户子分组时，可赋予用户子分组ID后 进行管理。用户管理对于所有系统应用人员赋予用户ID，并赋予用户组、用户子分组权限。收藏夹管理用户根据业务，可以把主要管理的菜单登记到自己的菜单收藏夹。权限管理菜单权限管理根据类似业务划分的用户组ID、子分组ID，赋予菜单程序权限。程序权限管理用户的用户分组权限外，可单独分配菜单程序权限。 其他权限管理对已赋予的系统权限进行复制后，可继承相同权限。公共代码管理公共代码管理登记和管理厂区(双星工厂)、工序(炼胶、半成品、成型、硫化、检查、公用工程等) 以及责任部门编码。示例：1.厂区：1001(双星工厂)2.工序：

18、110(炼胶)、120(压延)、130(压出)* 用于按厂区、工序、部门进行统一编制管理以及进行统合和分析* 用于今后的MES系统扩展和接口人员信息管理人员信息管理记和管理每个操作工、保全员、检查员等的个人主信息个人主信息包括：职工编号、姓名、部门、责任工序、岗位等6.2 基准信息管理主模块子模块业务功能说明计量器管理电能表管理 管理安装的计量器的基本信息以及个别设置。 管理不同计量器的基本信息，代码等信息。 对输入的基本信息，修改电量计量的基本信息。 流量仪管理录入和管理流量计基本信息。管理模块名称、安装位置、压力信息。 计量器校准管理 管理电量计量仪以及流量计的校准内容。 查询所有计量器的

19、校准结果以后，可以录入校准计划或完成校准后的结果。 录入和管理校准日期、示值误差、校准机构、校准内容等信息。 电力设置 电力工序管理 对安装的电量计量器组信息进行录入管理。 . 按所有工序的树形结构形式进行查询。 . 各个工序分配的电量计量器根据用户查询的标准进行编辑和管理。 各工序上限值设置 按各个工序设置和管理1个小时的用量上限值。 各工序电量计算公式设置 管理工序(已编辑)中每个计量器的用量统计公式。 时间段负荷以及单价设置 录入和管理电量费用阶梯标准的时间段。 流量设置流量工序管理 对安装的流量计设备组信息进行录入管理。 .按所有工序的树形结构形式进行查询。 .各个工序分配的流量计根据

20、用户查询的标准进行编辑和管理。 各工序上限值设置 按各个工序设置和管理1个小时的用量上限值。 各工序流量计计算公式设置 管理工序(已编辑)中每个计量器的用量统计公式。 能源单价管理 查询年度所有能源的每月单价并进行编辑。(电量除外) . 录入的单价信息视为用量金额计算的基础数据。 手工检测手工检测值管理 没有安装计量器的检测点，需要录入手工检测值。 录入的用量与自动检测的数据进行合并计算并体现。 6.3 能源使用监控管理主模块子模块业务功能说明综合现况综合监控看板安装智能抄表的各项能源的每日综合能源使用监控- 使用量、费用、前日对比当日使用情况* 需制定手动抄表的管理方案电力监控各电能表电力使

21、用监控实时提供并监控每台电能表电力使用情况- 电力、电压、电流、累积使用量等各设备电力使用监控各设备电力使用监控- 日累积使用量、每小时使用趋势图* 测量及安装点位数量决定其管理范围(评估能否按设备机台测量)流量监控蒸汽监控蒸汽仪表点位的可视化管理及测量数据监控- 日累积使用量、瞬间流量、压力等氮气监控氮气仪表点位的可视化管理及测量数据监控- 日累积使用量、瞬间流量、压力等压缩空气监控压缩空气仪表点位的可视化管理及测量数据监控- 日累积使用量、瞬间流量、压力等用水监控水表点位的可视化管理及测量数据监控- 日累积使用量、瞬间流量、压力等其他煤炭使用监控实时监控煤炭使用情况- 实时测量数据、累积使

22、用量周边系统信息对接对从周边系统数据对接过来的信息进行监控-对象: DCS系统、炼胶二期电力系统、太阳能系统、电力需求侧系统* 对各周边系统的管理内容进行分析后，与客户协商其后管理方案后,在系统上实现6.4 能源分析管理主模块子模块业务功能说明用量分析使用模式管理各层级的时间段能源(电力、流量)使用量，以月平均方式计算按一定周期，系统自动生成模式使用量比较分析时，应用其管理基准* 与客户方协商后，制定其管理基准电力使用趋势分析时间段/日/月/年度别的电力使用趋势分析功能- 提供前日环比、前年同比的月平均比较信息- 提供电力使用量对比电费分析信息 - 按工区、机台、轮胎规格别统计能源用量（密炼、

23、压延压出）* 能否以工区、机台轮胎规格别统计用量需根据现场采集点位而定功率因素趋势分析时间段、日别的电能表或设备别功率因素分析功能- 提供功率因素/用功/无功情况流量使用趋势分析时间段/日/月/年度别使用量趋势分析- 提供前日环比、前年同比的月平均比较信息- 提供流量使用量对比费用分析信息* 对象 蒸汽、氮气、压缩空气、用水等单耗分析单耗趋势分析电力、流量的查询期间内的单耗分析- 按工区、机台、规格别进行统计（密炼、压延压出）* 此项是与MES对接后的管理功能* 能否以各工区机台、规格计算单耗，需根据实际采集统计的用量和已导入的产量能否以机台、规格进行区分而定综合分析每日能源现况提供按各项能源

24、测量点位别月统计信息- 每日用量/费用各种能源使用现况报表提供各种能源使用现况报表功能- 日、月、年 能源使用现况报表* 与客户协商后设计各种报表6.5 能源节俭活动主模块子模块业务功能说明设备管理非效率设备分析查询期间内的设备启动效率分析- 效率分析项目:功率因素、使用单耗、费用单耗- 班组别查询期间内的平均信息* 单耗分析需与MES接口对接后实现异常设备措施履历通过实时监控数据，对发生异常数据的设备，提供报警提供是功能并管理其措施履历- 过电流、过电压、低电压、压力异常等* 需制定对异常数据的监控基准作业管理能源节俭活动能源节俭活动明细、节俭活动管理、节俭活动前后能源使用趋势的信息分析管理

25、能源检查报告检查报告上传- 工区能源管理小组将能源现场检查报告文件上传至本系统中- 由上层管理人员确认检查报告内容 - 已上传的检查报告被上层管理人员确认之后不允许删除- 需删除检查报告时，由上层管理人员对检查报告解锁处理后，由上传人员进行删除- 管理小组默认情况下只能查看自己小组的检查报告，不能查看其它小组的检查报告- 上层管理人员可将检查报告进行共享，被共享的检查报告可以被所有管理小组查看- 上层管理人员和各管理小组可在系统页面中查看检查报告上传日期、上传时间、上传人ID和姓名、所属管理组名称、文件名称、确认状态、共享状态、确认人姓名、共享人姓名6.6 数据导入主模块子模块业务功能说明产量

26、导入密炼生产报表导入 提供导入页面，由用户手动导入密炼生产报表文件，由本系统保存各机台每日生产重量信息。压延压出生产报表导入 提供导入页面，由用户手动导入压延压出各工序生产报表文件，由本系统保存各机台每日生产重量信息。成型生产报表导入提供导入页面，由用户手动导入成型工区生产报表文件，由系统根据已存在的生胎定额重量和当前导入的生产数量自动计算得出各机台、各规格的生产重量。硫化生产报表导入提供导入页面，由用户手动导入硫化工区生产报表文件，由系统根据已存在的硫化定额重量和当前导入的生产数量自动计算出各机台、各规格的生产重量。正品入库报表导入提供导入页面，由用户手动导入正品入库报表文件，由系统根据已存

27、在的硫化定额重量和当前导入的正品入库数量自动计算得出正品入库重量。定额重量导入 生胎定额重量导入 提供导入页面，由用户手动导入生胎定额重量明细文件。硫化定额重量导入提供导入页面，由用户手动导入硫化定额重量明细文件。历年数据导入历年数据导入 在系统运行前期一次性将历年电力、流量、各工区生产量数据一次性导入至系统数据库中。其它数据导入其它数据导入由用户将系统不能自动采集的数据整理至固定格式文件中，再将其在系统导入页面中进行导入，以便由系统进行管理。6.7 数据导出主模块子模块业务功能说明报表导出各工区能源单耗报表 以工区、能源介质作为区分，统计指定月份内每一天的能源单耗。 各工区用能源情况报表以能

28、源介质、工区作为区分，统计指定月份内每一天的能源使用情况。其它数据导出 其它数据导出将集团日报表中所需的内容（系统能够提供的数据）按照用户在系统建成之前定义的格式进行导出 *需由用户在系统建成之前确定需导入的数据项目6.8 移动终端主模块子模块业务功能说明用量、单耗分析期间能源使用情况 1. 用户可通过手机浏览器查询期间能源使用情况- 以日期、月份、年度为单位查询期间各能源全厂总用量（一级表）、单耗指标、单耗、资费2. 超出单耗指标时以不同的颜色警示3. 以曲线图比较各能源使用量、单耗、资费4. 曲线图根据用户选项可在使用量、单耗、资费之间进行切换期间各工区用能源情况1. 用户可通过手机浏览器查询各工区能源使用情况- 工区：1） 密炼2） 压延压出3） 成型4） 硫化5） 动