【解決方案】工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

   隨著通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，各行業(yè)加強(qiáng)智能化建設(shè)也邁向新的臺(tái)階。目前，無(wú)線公網(wǎng)在配電自動(dòng)化和計(jì)量自動(dòng)化中的應(yīng)用都頗為廣泛，供電企業(yè)抄表方式的轉(zhuǎn)變[1]。為此，供電企業(yè)*智能電表和低壓集抄全覆蓋工作，逐步取消人工抄表模式，實(shí)現(xiàn)全量客戶自動(dòng)化模式抄表，以適應(yīng)新一輪電力體制*新要求，提升企業(yè)管理水平，提高工作效率[2-4]。公網(wǎng)無(wú)信號(hào)區(qū)域大部分為偏遠(yuǎn)山區(qū)，人工抄表耗時(shí)費(fèi)力且人身風(fēng)險(xiǎn)較大。顯然，解決公網(wǎng)無(wú)信號(hào)區(qū)域的遠(yuǎn)程抄表問(wèn)題是必行之舉。

1.工業(yè)制造企業(yè)能耗監(jiān)控中的物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

1.1　環(huán)境信息感知設(shè)備

  當(dāng)前，工業(yè)制造企業(yè)能耗監(jiān)控使用的傳感裝置包含電量傳感器、測(cè)溫傳感器、ESR型燃?xì)鈧鞲衅?、溫度隔離變送器以及水位計(jì)，用于多源環(huán)境信息的感知、采集與處理分析[1]。而射頻識(shí)別（RadioFrequencyIDentification，RFID）技術(shù)往往通過(guò)電子標(biāo)簽來(lái)記錄多種多樣的環(huán)境信息，可自動(dòng)準(zhǔn)確識(shí)別電力供電狀態(tài)信息、設(shè)備維護(hù)的操作信息。一旦系統(tǒng)開啟，便可實(shí)時(shí)監(jiān)控、記錄相關(guān)環(huán)境信息，并及時(shí)回傳至后臺(tái)處理。

1.2　網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

  在工業(yè)制造企業(yè)的能耗監(jiān)控過(guò)程中，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境信息的感知、傳輸，通常更多用到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、CC1100無(wú)線接收模塊、全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（GlobalSystemforMo*ileCommunication，GSM）模塊，形成各節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)通信和資源共享。當(dāng)前外部環(huán)境能耗監(jiān)控中運(yùn)用的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，包括NSA/SA通信技術(shù)、窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NarrowBandInternetofThings，NB-IoT），其中NSA/SA為常見的5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和雙模通信模式，上行支持256正交振幅調(diào)制（QuadratureAmplitudeModulation，QAM）和HPUE、下行支持探測(cè)參考信號(hào)（SoundingReferenceSignal，SRS）輪發(fā)，可滿足不同場(chǎng)景下的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸要求。而NB-IoT屬于小范圍空間的無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，主要依托于5G移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)，在企業(yè)不同生產(chǎn)設(shè)備中部署，包括網(wǎng)絡(luò)上行/下行基帶信號(hào)、獨(dú)立載波的部署，從而保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息傳輸和智能業(yè)務(wù)分配的控制。

1.3　數(shù)據(jù)處理技術(shù)

  利用物聯(lián)網(wǎng)能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和傳感器裝置接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息，通常會(huì)被傳送至多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理。而用于數(shù)據(jù)處理控制的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)主要分為互聯(lián)網(wǎng)信息物理系統(tǒng)（CyberPhysicalSystem，CPS）節(jié)點(diǎn)、有源CPS節(jié)點(diǎn)和無(wú)源CPS節(jié)點(diǎn)，其中互聯(lián)網(wǎng)CPS節(jié)點(diǎn)可針對(duì)海量化的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行能耗監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算、分析。而有源/無(wú)源CPS節(jié)點(diǎn)通過(guò)多個(gè)節(jié)點(diǎn)間的連接構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的信息控制*，用于少量能耗監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息的處理和存儲(chǔ)。這樣對(duì)簡(jiǎn)單能源消耗數(shù)據(jù)的處理可不再傳送至核心處理器即可完成處理計(jì)算。

2.安科瑞工業(yè)能耗分析系統(tǒng)

2.1概述

  Acrel-7000企業(yè)能源管控平臺(tái)采用自動(dòng)化，信息化技術(shù)和集中管理模式，對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實(shí)行集中扁平化的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理，監(jiān)測(cè)企業(yè)電、水、燃?xì)?、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況，通過(guò)數(shù)據(jù)分析、挖掘和怕勢(shì)分析，幫助企業(yè)針對(duì)各種能源需求及用能情況、能源質(zhì)量、產(chǎn)品能源單耗、各工序能耗、重大能耗設(shè)備的能源利用情況等進(jìn)行能耗統(tǒng)計(jì)、同環(huán)比分析、能源成本分析、用能預(yù)測(cè)、碳排分析，為企業(yè)加強(qiáng)能源管理，提高能源利用效率，挖掘節(jié)能潛力、節(jié)能評(píng)估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和支持。

2.2應(yīng)用場(chǎng)所

  適用于鋼鐵、石化、冶金、有色金屬、采礦、醫(yī)藥、水泥、煤炭、物流、鐵路、航空工業(yè)、木材、化學(xué)原料以及機(jī)電設(shè)備、電器產(chǎn)品、工器具制造等。

2.3系統(tǒng)功能

2.3.1自定義駕駛艙

  用戶根據(jù)實(shí)際需求自己搭建駕駛艙，通過(guò)豐富的圖形化界面展示各類統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

2.3.2可視化3D

  通過(guò)虛擬仿真實(shí)現(xiàn)多維度可視化，為客戶提供數(shù)字化服務(wù)，助力企業(yè)能源經(jīng)濟(jì)雙向管理，提升能源管理水平。

2.3.3多系統(tǒng)對(duì)接集成

2.3.4數(shù)據(jù)自診斷

  數(shù)據(jù)異常診斷，提升安裝調(diào)試效率，保障數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

2.3.5能效分析報(bào)告

  提供設(shè)備能效分析結(jié)果及節(jié)能建議，幫助管理人員*了解企業(yè)的能效水平，為企業(yè)節(jié)能降耗提供數(shù)據(jù)支持。

2.3.6能源流向圖

  能源流向圖展示單棟建筑*時(shí)段內(nèi)各類能源從源頭到末端的的能源流向，支持按原始值和折標(biāo)值查看。

2.3.7夜間能耗分析

  夜間能耗以表格、曲線、餅圖等形式對(duì)選擇支路分類能源在*時(shí)段工作時(shí)間與非工作時(shí)間用能統(tǒng)計(jì)對(duì)比，支持導(dǎo)出報(bào)表。

2.3.8設(shè)備管理

  設(shè)備管理包括，設(shè)備類型、設(shè)備臺(tái)賬、維保記錄等功能。輔助用戶合理管理設(shè)備，確保設(shè)備的運(yùn)行。

3.系統(tǒng)硬件配置