CN203825443U - 能耗动态实时监控装置 - Google Patents

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王和昆
余庆
张阳
彭杉
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China Tobacco Sichuan Industrial Co Ltd
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Abstract

本实用新型涉及一种监控系统,尤其涉及一种能耗的动态实时监控系统。本实用新型的能耗动态实时监控装置,包括中心监控系统、现场采集系统、通讯系统,中心监控系统通过通讯系统与现场采集系统通信;其中所述现场采集系统通过无线通信方式将采集到的数据信息传输给所述通讯系统,所述通讯系统将所述数据信息传输给所述中心监控系统,所述中心监控系统对所述数据信息进行处理、分析和显示。随着各分厂能源管理中心的不断完善,各类能源均可实现能耗数据在线监测,从而对烟草生产过程中锅炉系统、空压系统、制冷系统、空调系统的能效情况进行对比分析,找出影响单耗和产量的直接原因。

Description

能耗动态实时监控装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种监控系统,尤其涉及一种能耗的动态实时监控系统。
背景技术
[0002] 在当今世界能源极端紧缺的情况下,“节能减排”已成为我国的国策,企业能否实现对其能源使用实施科学管理,以及能否保证企业能耗系统在最优的状态下运行,已是所有耗能企业求得生存与发展、实现企业可持续发展和增强企业竞争能力不可缺少的重要手段。因此,建立一个适用于烟草行业使用的能源综合管理平台对贯彻落实科学发展观,促进能源、企业、社会的持续、稳定、同步发展,实现人与自然和谐发展,有着极其重要的战略意义。
[0003] 目前,随着企业生产过程节能减排的要求日益提高,各个生产企业逐步采用了节能减排的装置,这些装置提供企业日常能耗数据的采集和处理。现有的技术方案主要是从单一企业或者生产过程进行简单的采集,做出简单生产过程各种碳排放的处理,不能处理复杂生产过程的碳排放监控与监测。
[0004] 能耗管理系统帮助工业生产企业在扩大生产的同时,合理计划和利用能源,降低单位产品能源消耗,提高经济效益为目的的信息化管控系统。通过能源计划、能源监控、能源统计、能源消费分析,重点能耗设备管理、能源计量设备管理等多种手段,使企业管理者对企业的能源成本比重、发展趋势有准确的掌握,并将企业的能源消费计划分解到各个生产部门车间,使节能工作责任明确,促进企业健康稳定发展。
[0005]目前企业生产过程中能源输入、消耗的水、电、气、热等计量数据主要采用人工定周期、定时抄表,在进行各种能源平衡计算时存在局限性,由于缺乏有效的实时监控手段,不能实时、第一时间发现能源有效利用情况不佳、能源浪费问题,同时由于数据不准确,不能同时收集所有的数据,以致不能有效的进行能源进出平衡管理,监控效果不理想。
实用新型内容
[0006] 本实用新型的技术效果能够克服上述缺陷,提供一种能耗动态实时监控装置,其能有效、实时反映生产现场用能的情况,又能提供集团综合分析的系统平台,提高总体能源监控能力。
[0007]为实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:其包括中心监控系统、现场采集系统、通讯系统,中心监控系统通过通讯系统与现场采集系统通信;其中所述现场采集系统通过无线通信方式将采集到的数据信息传输给所述通讯系统,所述通讯系统将所述数据信息传输给所述中心监控系统,所述中心监控系统对所述数据信息进行处理、分析和显示。
[0008] 中央处理器,作为各功能模块的连接枢纽,用于各种能耗数据的汇总和各种运行参数的设置。现场采集系统,与中央处理器连接,用于实时采集各种能耗数据,并实时传送给中央处理器。
[0009] 数据采集系统实时采集到各种设备的运行参数以及能耗数据,并将其通过数据处理装置进行处理,转换为数字信号,并经数据传送装置发送到中心监控系统,中心监控系统将各种数据进行分类,并将其存入数据库中,一方面按照软件管理系统的设定,自动输入到相应功能模块汇总,并按照设定的规则进行运算,最后将相关结果发送到远程监控装置,或由远程监控装置主动查询读取,以供监控人员进行处理。经过上述过程,远程监控人员可以实时掌握设备能耗情况和运行情况,并可实时进行调整、干预和发出相应的指令,实现能耗的信息化、精确监控和有效节能。
[0010] 现场采集系统:对于能源数据进行分类,分别进行采集,可以通过通讯方式或是脉冲方式,完成数据的自动采集。其中,电能系统通过采集电力仪表或是其他的自动化系统转发来的数据;水能系统(主要包括生活用水,中水系统等)通过电磁或涡轮的流量计,进行计量瞬时值和累加值;热能系统(通常是循环热水,蒸汽等)采用电磁,涡轮或涡街的流量计。以及其他需要监控的第三方的设备。
[0011] 通讯系统包括底层通讯链路、通讯转换设备、顶层通讯链路,底层通讯链路与现场采集系统之间无线通信,顶层通讯链路与中心监控系统通信,底层通讯链路与顶层通讯链路之间通过通讯转换设备连接。底层通讯链路(如RS485)、通讯转换设备(如串口服务器、通讯管理机、以太网网关)以及顶层通讯链路(如光纤以太网、TCP/IP网络)等通讯设备可以根据采集层的分布情况组建各类网络结构,来完成整个系统的网络通讯。
[0012] 中心监控系统包括中央处理器、能耗数据管理控制系统、存储模块、能耗安全预警系统、通信模块,中央处理器分别与能耗数据管理控制系统、存储模块、能耗安全预警系统、通信模块通信。
[0013] 所述的能耗数据管理控制系统包括中央微处理单元、主板、内存、显示设备、无线通信模块、通信接口,中央微处理单元分别与主板、内存、显示设备、无线通信模块、通信接口电连接。
[0014] 通信接口采用ZigBee或Wifi或射频或串口或蓝牙方式。
[0015] 中心监控系统是分厂级能源管理系统的最高管理层,根据底层能源介质的分类采集,分别设立相对应的单独的监控服务器来组成整个分站的监控中心。对于现场的实时数据进行监测,实现能源消耗各环节的自动计量。存储历史数据进行查询,监控设备的运行情况,生成各类生产管理报表,提高了自动化水平,完全满足各个系统的日常生产管理需要。同时具备数据分析功能。
[0016] 对日产量、日单耗进行量化监管,充分利用中心监管系统数据的时效性和准确性,全面动态掌握分厂能源消耗状况,实现管控一体化,建立一个既能有效、实时反映生产现场用能的情况,又能提供集团综合分析的系统平台,提高总体能源监控、提供辅助决策手段,为信息化管理决策提供能源数据支撑。充分应用自动化与计算机网络通信技术,以及现代信息化手段来构筑科学先进、经济实用、安全稳定、创新型的烟草行业能源综合管理平台,快捷地实现对分厂能源流向、能源费用的追踪。同时在这一平台上,可以完成集团能源消耗的预测、预警和能效对标等科学管理工作。
[0017] 利用集团级中心监控装置,对分厂的日单耗情况实现远程在线监测,并对其进行能源预测、预警、能效对标等的科学管理。通过本项目所建立的“集团公司能源综合管理平台”,利用其所具有的功能模块,对分厂的耗能情况实施远程在线监测、实现能耗数据预测、预警等的科学管理等。通过该系统平台所具有的决策咨询系统模块,还可以为企业管理者实行优化能源管理的决策支持,以满足企业管理者对能耗高效管理的需求,促进企业能效的最大化。
[0018] 建立集团级和分厂级两级中心监管系统,加强对现场数据来源的监管,提高分厂自我分析的能力,帮助分厂完成节能目标任务。由目前的一级监管平台扩展为集团-分厂两级监管平台,深化集团平台的分析功能,增加分厂平台的基础分析功能,使分厂能够加大自我监管力度,提高分厂自查问题的能力。
[0019] 所谓“能源审计”,主要是对用能单位的部分或全部能源活动进行检查、诊断、审核;对能源利用的合理性做出评价、并提出改进措施的建议,以增强行业管理机关对企业“用能”活动的监控能力和提高企业能源利用的经济效果。
[0020] 通过中心监管系统的建立,探索我国烟草行业走新型工业化道路的发展模式。建立烟草行业能源综合管理平台,有利于国家烟草总局制定切实可行的节能减排措施,降低单位能耗,减少企业生产成本,推动烟草行业的全面、协调、可持续发展,从而很好地贯彻落实科学发展观,促进信息化和集团化的融合,探索烟草行业走新型集团化道路的发展模式,促进节约型和环境友好型企业的建设。
[0021] 综上所述,本项目所要达到的目标就是,以烟草企业能源管控为核心,以计算机TCP/IP网络为纽带,以先进的测控技术和在线仿真、决策控制技术为基础,建立“能耗在线监测、能耗超标报警、能源审计”三位一体的烟草行业能源管理与信息监控系统平台,使其成为烟草行业“节能减排”的“神经中枢”和“企业可持续发展的指挥部”。
[0022] 随着各分厂能源管理中心的不断完善,各类能源均可实现能耗数据在线监测,从而对烟草生产过程中锅炉系统、空压系统、制冷系统、空调系统的能效情况进行对比分析,找出影响单耗和产量的直接原因。
附图说明
[0023] 图1为本实用新型的模块示意图。
具体实施方式
[0024] 本实用新型的能耗动态监控装置,包括中心监控系统、现场采集系统、通讯系统,中心监控系统通过通讯系统与现场采集系统通信;其中所述现场采集系统通过无线通信方式将采集到的数据信息传输给所述通讯系统,所述通讯系统将所述数据信息传输给所述中心监控系统,所述中心监控系统对所述数据信息进行处理、分析和显示。
[0025] 中心监控系统包括中央处理器、能耗数据管理控制系统、存储模块、能耗安全预警系统、通信模块,中央处理器分别与能耗数据管理控制系统、存储模块、能耗安全预警系统、通信模块通信。
[0026] 所述的能耗数据管理控制系统包括中央微处理单元、主板、内存、显示设备、无线通信模块、通信接口,中央微处理单元分别与主板、内存、显示设备、无线通信模块、通信接口电连接。
[0027] 通信接口采用ZigBee或Wifi或射频或串口或蓝牙方式。
[0028] 通讯系统包括底层通讯链路、通讯转换设备、顶层通讯链路,底层通讯链路与现场采集系统之间无线通信,顶层通讯链路与中心监控系统通信,底层通讯链路与顶层通讯链路之间通过通讯转换设备连接。
[0029] 完善集团-分厂两级能耗监管平台:完善两级平台的软件功能,加强多元化、多角度的能耗数据汇总分析,在能耗数据真实、完整的前提下,搭建数据模型实现对分厂、集团耗能情况进行趋势预测,为集团、分厂实现节能量目标提供有效的工具;加强两级平台数据共享,为分厂优化生产、挖掘节能潜力提供有力依据。
[0030] 能耗数据动态监管平台:建立集团公司能耗动态监管平台,将分公司的能源消耗情况(包括天然气、水、电、汽油、柴油等)进行实时数据采集。根据各个分厂的能源计量系统的实际情况,一次性实施要求的资金较大,经研究决定能耗数据动态监管平台将进行分布式部署实施,逐步实现动态监管平台的全面覆盖。
[0031] 能源综合管理平台的方案设计,应遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则。设计内容应该是系统的、完整的和全面的;设计方案应具有科学性、合理性、可操作性,并需要综合考虑施工、维护及操作因素,以及为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。
[0032] 该系统的具体设计原则包括有以下几点:
[0033] I)先进性与适用性
[0034] 系统的技术性能和质量指标在考虑先进性的同时,应充分注意到系统的安装调试、软件编程和操作使用又应简便易行,容易掌握,适合中国国情和本项目的特点。该系统既要体现当前自动化控制技术与计算机网络技术的最新发展水平,适应时代发展的要求,又要照顾到我们所建的系统是面向各种管理层次的使用者,其功能配置以能给用户提供舒适、安全、方便、快捷为准则,其操作应是简便易学。
[0035] 2)经济性与实用性
[0036] 要充分考虑用户实际需要和信息技术发展趋势,根据用户现场环境,设计选用功能和适合现场情况、符合用户要求的系统配置方案,通过严密、有机的组合,实现最佳的性能价格比,以便节约工程投资,同时保证系统功能实施的需求,经济实用。
[0037] 3)可靠性与安全性
[0038] 系统的设计应具有较高的可靠性,在系统故障或事故造成中断后,能确保数据的准确性、完整性和一致性,并具备迅速恢复的功能,同时系统具有一整套完成的系统管理策略,可以保证系统的运行安全。
[0039] 4)开放性与可扩充性
[0040] 系统设计中应充分考虑到今后技术的发展和使用的需要,要具有更新、扩充和升级的可能。并根据今后该项目工程的实际要求扩展系统功能。
[0041] 5)追求最优化的系统设备配置
[0042] 在满足用户对功能、质量、性能、价格和服务等各方面要求的前提下,追求最优化的系统设备配置,以尽量降低系统造价。
[0043] 采用能耗数据和业务数据处理相结合,能耗数据处理过程与生产工艺、企业信息、管理模式等企业的业务数据相结合,为能源数据赋予更多含义。
[0044] 面向企业管理和业务特点的能源管理系统:系统注重面向企业管理和业务特点的功能开发,实现了企业的能源计划与考核、企业组织架构和工艺段支持、地理信息功能展现、企业能源分配和节能分析、领导决策支持等功能。[0045] 具有数据的多样化分析和分析方法的扩展:系统内置了多种数据算法,可根据用户需求灵活选择,为数据的多样化分析提供更好支持;同时支持用户自定义算法。
[0046] 基于数据层的数据安全技术:在支持传统用户权限管理模式的同时,引入数据层的安全技术,为实现能耗数据和业务数据在数据层面的安全提供可能,使得能耗数据和业务数据更加安全。
[0047] 在搭建集团公司能源综合管理平台的过程中,具体采用的IT技术,主要是指将烟厂各种能源介质统一在一个超大规模数据采集平台上,并建设一个统一方便的能源数据“仓库”,对各烟厂的能源数据实施集中管理,以达到系统信息共享和有效利用。
[0048] 在这一平台上,通过建立专属的能源数据仓库,通过对能源数据的业务转换、分析挖掘,提炼出价值数据。实现能源数据的可视化管理、能耗成本分析和关键指标分析、制定节能改造计划和评估体系、能耗计划和绩效考核管理,能源的计划与预警等,为管理者和决策者提供能源管理和决策支持。使节能管理更加标准化、精细化和量化。
[0049] 现方式采用Web形式部署,不需要安装任何客户端插件,只要有Internet的地方,就可以方便的实现访问和客户端的零维护。将能耗数据统计、分析、分类分项的对比、对标分析等结果,依据不同的权限,展现在分属于不同管理者的个人门户,可通过层层点击的方式,发掘出最为关心的数据指标。这些对比分析以动态曲线图、饼图、报表等多种直观形式展现。

Claims (5)

1.一种能耗动态实时监控装置,其特征在于,包括中心监控系统、现场采集系统、通讯系统,中心监控系统通过通讯系统与现场采集系统通信;其中所述现场采集系统通过无线通信方式将采集到的数据信息传输给所述通讯系统,所述通讯系统将所述数据信息传输给所述中心监控系统,所述中心监控系统对所述数据信息进行处理、分析和显示。
2.根据权利要求1所述的能耗动态实时监控装置,其特征在于,中心监控系统包括中央处理器、能耗数据管理控制系统、存储模块、能耗安全预警系统、通信模块,中央处理器分别与能耗数据管理控制系统、存储模块、能耗安全预警系统、通信模块通信。
3.根据权利要求2所述的能耗动态实时监控装置,其特征在于,所述的能耗数据管理控制系统包括中央微处理单元、主板、内存、显示设备、无线通信模块、通信接口,中央微处理单元分别与主板、内存、显示设备、无线通信模块、通信接口电连接。
4.根据权利要求3所述的能耗动态实时监控装置,其特征在于,通信接口采用ZigBee或Wifi或射频或串口或蓝牙方式。
5.根据权利要求1所述的能耗动态实时监控装置,其特征在于,通讯系统包括底层通讯链路、通讯转换设备、顶层通讯链路,底层通讯链路与现场采集系统之间无线通信,顶层通讯链路与中心监控系统通信,底层通讯链路与顶层通讯链路之间通过通讯转换设备连接。
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