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潘俊 貝加萊工業(yè)自動化（中國）有限公司

1　項目背景

國內某知名礦泉水公司廠區(qū)內的部分設備是信息孤島，尚未實現(xiàn)全廠設備的全面數(shù)據(jù)采集，無法及時發(fā)現(xiàn)生產管理中的瓶頸問題、優(yōu)化生產流程。由于工廠中存在著不同廠家、不同時期采購的設備，不僅不同設備直接存在能耗差異，即使是同樣的設備，由于不同的班組操作人員，或者是不同的參數(shù)設定，也會有能耗的較大差異。此外，由于廠區(qū)內的能源數(shù)據(jù)基本是通過人工定期抄表的手段來計量，不僅耗費大量的人工，并且由于不可能同時進行抄表，數(shù)據(jù)的實時性也大打折扣，也不具備分析優(yōu)化和實時統(tǒng)計的功能，同時還無法避免人為篡改或者抄錯數(shù)字的可能性；即使數(shù)據(jù)有偏差，也無法及時報警或者提醒。

2　項目目標與原則

本項目計劃為該礦泉水公司生產廠建立一個全面的、集成的、先進的和穩(wěn)定的能源管理系統(tǒng)，建立一套能源和設備數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)。通過應用先進的軟硬件及網(wǎng)絡技術，準確、快速地記錄能源消耗相關數(shù)據(jù)，并提供基于WEB的監(jiān)控、配置、查詢、分析等功能，供各相關部門查詢分析能源相關信息。

此外，本項目還需要實現(xiàn)以下需求：

（1）實現(xiàn)兩個層次的服務，即一方面為企業(yè)領導提供直觀、簡明、快捷的數(shù)據(jù)信息查詢和決策支持服務；另一方面是為相關管理部門實現(xiàn)企業(yè)能源消耗情況的動態(tài)數(shù)據(jù)和信息共享服務；

（2）系統(tǒng)的運行能夠充分利用現(xiàn)代網(wǎng)絡技術和數(shù)據(jù)庫，通過與企業(yè)生產網(wǎng)絡平臺的對接，實現(xiàn)信息快速傳遞、共享、管理和應用；

（3）利用數(shù)學模型、預測和預警、數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘等理論方法和技術對有關數(shù)據(jù)進行深入地加工處理及分析，以提高監(jiān)控數(shù)據(jù)的應用水平。

3　應用情況介紹

根據(jù)現(xiàn)場情況給出的系統(tǒng)拓撲結構如圖1 所示。

該項目目前已經(jīng)實施完成，完美解決了客戶現(xiàn)場生產的問題，現(xiàn)場操作畫面如圖2、圖3所示。

圖1 系統(tǒng)拓撲圖

圖2

圖3

4　效益分析

（1）不再手動抄表，節(jié)約人力成本；

（2）實現(xiàn)生產設備橫向、縱向的實時能源數(shù)據(jù)采集，發(fā)現(xiàn)瓶頸問題，優(yōu)化生產流程；

（3）對全廠能耗及負荷特性等進行具體分析，優(yōu)化能源使用；

（4）具備能源用量預警、能源用量預測功能，對下一階段的能源使用進行提前準備和安排，避免由于用電高峰期超負荷用電而產生罰單；

（5）基于APROL EnMon平臺，可采取措施優(yōu)化設備運行及用電效率；

（6）基于APROL EnMon平臺，可采取措施降低電能質量問題帶來的能耗，保證供電系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、節(jié)能運行；

（7）基于APROL EnMon平臺，可建立能源績效考核的平臺，實現(xiàn)精細化管理，方便成本核算。

綜合實際生產應用效果，借助于APROL EnMon能源管理系統(tǒng)，預計全年能夠為企業(yè)至少節(jié)省3%~5%的能源使用費用。

精彩對話

貝加萊工業(yè)自動化（中國）有限公司工廠自動化銷售經(jīng)理 潘俊

《自動化博覽》：貝加萊的能源管理解決方案主要針對哪些行業(yè)？涉及哪些產品？

潘俊：貝加萊公司的能源管理系統(tǒng)是基于APROL平臺的應用系統(tǒng)，簡稱APROL EnMon，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)對水、電、煤氣、蒸汽等能源介質的實時用量采集和歷史用量分析，可以按照能源介質類別或耗能單元進行統(tǒng)計分析，并根據(jù)能源價格系數(shù)不同，統(tǒng)計工廠整體耗能成本，結合工廠產量，可以細化到單個產品的能耗成本。由于APROL EnMon主要是針對能源介質進行采集，而在不同的行業(yè)中能源介質基本相似，所以APROL EnMon系統(tǒng)是面向所有行業(yè)的能源管理方案，并且APROL EnMon滿足ISO 50001全球標準，可以作為獨立的能源管理系統(tǒng)應用，也可以根據(jù)客戶需求集成到現(xiàn)場DCS系統(tǒng)或SCADA系統(tǒng)。從目前現(xiàn)有的應用業(yè)績來看，APROL EnMon的應用可以歸納為基礎設施自動化、工廠自動化、設備自動化、過程控制等幾個方面。

《自動化博覽》：貝加萊的能源管理解決方案的主要特點和優(yōu)勢是什么？

潘俊：APROL EnMon為了方便能源管理項目實施，縮短工程時間，采用“開箱即用”方式，用戶只需設置系統(tǒng)參數(shù)即可應用。APROL EnMon系統(tǒng)由一臺APC910工業(yè)PC和一臺X20CP3586作為硬件主體，軟件系統(tǒng)及所有必要應用軟件都可以預裝到APC910中，根據(jù)現(xiàn)場需求，系統(tǒng)組態(tài)也可以由技術開發(fā)人員預先配置在APC910中，現(xiàn)場調試工作量大大降低。

標準的APROL EnMon方案包包括一個Automation PC 910和X20控制器。該系統(tǒng)可以根據(jù)需要實現(xiàn)進一步升級。

APROL EnMon系統(tǒng)采用多層架構，它包含了從傳統(tǒng)現(xiàn)場層到車間/生產線級的數(shù)據(jù)層，車間到工廠的公司級能源優(yōu)化，并為ERP/CIMS等預留了全廠財務、運營優(yōu)化數(shù)據(jù)互聯(lián)的接口。

設備層：基于傳統(tǒng)的總線儀表、模擬量通過現(xiàn)場采集網(wǎng)絡傳輸至車間/生產線層。

車間層：通過現(xiàn)場層數(shù)據(jù)的傳輸，經(jīng)由車間級路由和交換網(wǎng)絡，提供在控制層的數(shù)據(jù)存儲、記錄、報警的保存、查詢等。

公司級：通過APROL EnMon平臺，將車間級數(shù)據(jù)進行顯示，包括趨勢圖、報警、報表、計費、分析與優(yōu)化功能，并提供直接對現(xiàn)場設備的遠程操控。

APROL EnMon系統(tǒng)具有強大的分析功能，可以為企業(yè)生產提供支持，主要包括以下幾個方面：

指示器：提供了對單元批次的跟蹤；

峰值負載分析：提供超負荷下的甩負荷控制；

趨勢分析：精確按照時間順序排列，繪制設備能耗曲線，用于分析；

負載管理：對不同的計費區(qū)間進行負載的動態(tài)管理；

價格分析：追蹤每個消耗相關的價格；

能耗單元狀態(tài)分析：通過電子表格追蹤生產過程。

為了測量現(xiàn)場的能量、流量、負載等能源信息，貝加萊公司的X20系列產品可以提供多種I/O模塊和通訊模塊，以滿足現(xiàn)場能源計量需求。

APROL EnMon系統(tǒng)集成了貝加萊公司硬件產品的魯棒性和軟件系統(tǒng)的靈活性，極大程度地滿足了各個行業(yè)對于能源測量的需求，綜合來看，主要有以下優(yōu)點：

（1）穩(wěn)定性與開放性兼顧。貝加萊X20系列數(shù)據(jù)采集單元，具備環(huán)境適應能力強的特點，系統(tǒng)穩(wěn)定，可長期連續(xù)工作，可遠程維護；

（2）各個能源監(jiān)控分站之間相互獨立，依存性弱，可以自成系統(tǒng)，可以分期、分批建設，自由擴展；

（3）系統(tǒng)投資回報率高。系統(tǒng)充分應用了所有分站的運算能力，使中心端專注于數(shù)據(jù)的接收和分發(fā)工作，在保證效率、效能的基礎上，降低對硬件的需求，可降低企業(yè)對硬件的投入。并且當采集點多、數(shù)據(jù)量大時，可對系統(tǒng)進行方便的分布、叢集部署，而這種部署能同樣充分保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟性。

《自動化博覽》：能源管理是智能制造中的重要一環(huán)，您如何看待能源管理在用戶工廠中的作用？

潘俊：隨著工業(yè)生產的飛速發(fā)展，各行各業(yè)對能源的消耗日益增加，不僅對生存環(huán)境造成了嚴重威脅，導致一系列的生態(tài)變化，危及人類及其他生物的生存環(huán)境，而且，隨著產品競爭的日益激烈，將產品成本降低到極致成為各個工廠的生存秘訣，其中也包括產品的耗能成本。在以往粗獷的生產方式下，工廠的能源消耗情況根本無從計量，計量設備的缺失、節(jié)能意識的缺乏都導致了產品的耗能成本無從查證，導致生產成本居高不下。隨著精細化生產和智能化生產的逐步推進，能源計量手段也逐步完善，通過能源管理系統(tǒng)可以將工廠的耗能情況透明化，杜絕“跑、冒、滴、漏”等能源浪費情況，發(fā)現(xiàn)生產中的瓶頸問題，改善生產工藝，從而進一步降低產品耗能，降低生產成本。另外，能源管理也根除了以往人工記錄的弊端，在解放人力的同時，可以實時地采集、分析全部能耗數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)更直觀、及時，結合不同時段、不同種類能源介質的不同費率，為能源結算提供依據(jù)。

摘自《自動化博覽》2016年10月刊