EMS能源管理系統(tǒng)

發(fā)布日期：2024-02-19瀏覽次數(shù)：34

目前國內(nèi)EMS能源管理系統(tǒng)多集中于耗能量大的冶金、鋼鐵、煉油等產(chǎn)業(yè)中，由于能耗在生產(chǎn)成本中所占比例很高，上述行業(yè)一直致力于降低能耗方面的研究，力求能降級能源成本。EMS（Energy Management System）系統(tǒng)，主要包含數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)校驗、統(tǒng)計平衡、數(shù)據(jù)展示、數(shù)據(jù)分析等功能模塊。

EMS能源管理系統(tǒng)框架圖

一、星服EMS能源管理系統(tǒng)概述

能源管理模塊功能主要是對工廠的能源使用進行管控，從上層的ERP系統(tǒng)接收能源計劃，從下層的能源設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)獲取能源使用數(shù)據(jù)，制定能源使用計劃和能源設(shè)備啟用計劃，管理能管部門各班次工作計劃。具體可劃分能源基本信息管理、能耗信息獲取、能耗計劃制定、能源設(shè)備使用計劃制定、多層次能源使用信息展示、能耗綜合分析、能耗預(yù)測等七個功能模塊。

二、EMS能源管理模塊設(shè)計

1、基本信息管理包括部門信息維護、能源設(shè)備信息、能源信息管理、能源計量信息管理、儀表信息管理、耗能公式維護、儀表數(shù)據(jù)維護。能源基本信息是能源管理模塊的基礎(chǔ)，需要定期維護。

能管部門信息維護管理能管理運營需要的信息，包括工作班次、工作人員等信息。

能耗部門維護主要維護各耗能部門信息，如制絲車間、卷包車間等。

能源信息維護主要維護能源種類、能源計量單位、能源儲量、能源計價單位等信息。

儀表信息維護主要管理現(xiàn)有的所有儀表及其相關(guān)信息，包括儀表廠家、儀表有效使用日期、儀表維護信息等信息。

儀表用途維護管理儀表使用用途，包含儀表與能源關(guān)系。

儀表與部門關(guān)系管理儀表與部門間的對應(yīng)關(guān)系，每個部門可以包含多個儀表，每個儀表也可以隸屬于多個部門。

耗能計算公式維護生產(chǎn)與能源使用間的計算公式，此處的維護是基本信息維護，在能耗計劃中MES會根據(jù)此處能耗計算公式和能耗和生產(chǎn)已有數(shù)據(jù)推導(dǎo)出新的生產(chǎn)能源使用計算方式。

2、能耗計劃

能耗計劃的主體是能耗使用量，主要功能是制定能源使用計劃，能耗計劃有多重粒度，從上至下可以看作倒樹形式，可以根據(jù)計劃時間、能源種類、使用部門、設(shè)備、產(chǎn)品來制定能源使用計劃。上層ERP向MES能源管理模塊發(fā)送能源計劃，由ERP發(fā)送的能源計劃包含年度、月、季度等能源計劃，ERP發(fā)送到MES的計劃區(qū)分能源種類。對于收到的ERP計劃，通過計算處理將計劃詳細(xì)劃分到部門、車間形成詳細(xì)的能耗管理計劃。

3、設(shè)備使用計劃

設(shè)備使用計劃管理各部門各能源設(shè)備的使用計劃，即能源設(shè)備調(diào)度計劃，包括設(shè)備何時啟動，啟動時間等。對于一個批次的生產(chǎn)計劃，有多重設(shè)備啟動方案，當(dāng)設(shè)備長時間運行會對設(shè)備生命周期產(chǎn)生影響，不同設(shè)備消耗能源量和動力供應(yīng)量也不同，需要在各個因素間進行取舍已達到最優(yōu)化目的。MES能源管理模塊根據(jù)生產(chǎn)計劃，設(shè)備自身因素，設(shè)備運行情況動態(tài)制定設(shè)備使用計劃，能管部門工作人員可以對MES系統(tǒng)制定的設(shè)備啟用計劃人工進行修正，最終制定出可執(zhí)行的設(shè)備啟用計劃。

4、多層次能源使用信息展示

能源信息展示功能將能源使用情況按照不同需求和不同層次進行展示，按照時間劃分可以按照年、季度、月、旬、日進行展示，按照部門展示可以按照制絲車間、卷包車間等能耗部門進行展示，按照能源種類展示可以按照煤、天然氣、水、電等能源進行展示，能將各階段能源使用情況形成對比。

能源信息展示根據(jù)需求首先在頁面中進行信息展示，對于統(tǒng)計型數(shù)據(jù)采用報表形式進行數(shù)據(jù)展示，報表包含打印功能，對于對比型數(shù)據(jù)采用圖形化的數(shù)據(jù)展示方式進行數(shù)據(jù)展示，圖形化展示包括統(tǒng)計常用的條形圖、餅狀圖和走勢圖等。

5、能耗綜合分析

根據(jù)生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、物料數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)，利用采集到能耗信息，按照國家、行業(yè)、生產(chǎn)廠的分析體系，進行綜合能耗分析，獲得工廠的實際能耗分析報告，找出能耗關(guān)鍵點，為提高用能效率提供支持[5]。

三、能耗數(shù)據(jù)的獲取

能源管理的基礎(chǔ)是能源數(shù)據(jù)的采集，只有數(shù)據(jù)采集完整，才能保證系統(tǒng)管理的準(zhǔn)確。能源管理模塊的外部數(shù)據(jù)來源主要有四個渠道，ERP系統(tǒng)、MES系統(tǒng)、PCS等底層數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)和能管部門工作人員錄入的數(shù)據(jù)。

1、ERP傳入數(shù)據(jù)

能源管理模塊接收ERP制定的能源使用計劃、能耗設(shè)備使用計劃等信息，制定能耗設(shè)備啟用計劃，并將能耗設(shè)備的能耗使用情況做處理分析后反饋到上層ERP系統(tǒng)。

2、MES系統(tǒng)傳入數(shù)據(jù)

能源管理模塊需要從人員和部門管理模塊中獲取人員和部門信息，需要從計劃模塊中讀取生產(chǎn)計劃以便預(yù)測能耗使用量和制定能耗設(shè)備啟用計劃，需要從物料模塊讀入能源剩余量以便制定能耗設(shè)備啟用計劃，需要從生產(chǎn)模塊讀取實際產(chǎn)成品的數(shù)量等。

3、人工錄入數(shù)據(jù)

能源管理模塊很多數(shù)據(jù)需要人工錄入，包括確認(rèn)信息和錄入信息等，在系統(tǒng)初始化時，也需要人工錄入部門人員配置、人員職責(zé)、能耗設(shè)備、能耗設(shè)備所屬部門、能耗信息、能耗設(shè)備與能源的使用關(guān)系等信息。由于PCS等底層數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)不能記錄所有能耗信息，某些能耗信息也需要人工錄入，包括PCS等底層數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集的異常數(shù)據(jù)。另外，由MES系統(tǒng)制定的能源管理計劃和能源設(shè)備啟用計劃同樣需要人工確認(rèn)或調(diào)整。

4、PCS等底層數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

PCS等數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集到的能源設(shè)備能耗使用實施數(shù)據(jù)通過存儲到數(shù)據(jù)庫的方式傳輸給MES能源管理模塊，MES能源管理模塊對PCS傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析，通過統(tǒng)計得出能源使用情況，通過分析得出能源與生產(chǎn)的關(guān)系模型和能源使用計劃及能源設(shè)備啟動計劃

四、EMS能耗管理系統(tǒng)功能模塊圖

以科學(xué)的能源管理為核心的管理思想，構(gòu)建總體框架，實現(xiàn)閉環(huán)優(yōu)化管理過程，采用自動化、信息化技術(shù)和集中管理模式，對企業(yè)能源系統(tǒng)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實施集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)字化管理，改進和優(yōu)化能源平衡。

能源管理方式分為四大層次：感知層-控制層-應(yīng)用層-服務(wù)層。集約式管理，可以幫助企業(yè)能效管理規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化、數(shù)字化、透明化。

EMS能源管理系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)圖