糧油加工生產(chǎn)線能源管理系統(tǒng)及管理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)自動(dòng)化信息管理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種能源管理系統(tǒng)，尤其涉及一種用于糧油加工生產(chǎn)線的能源管理系統(tǒng)，同時(shí)還涉及相應(yīng)的糧油加工生產(chǎn)線能源管理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]大型糧食加工企業(yè)都采用了自動(dòng)控制系統(tǒng)，但是缺少對(duì)整體加工生產(chǎn)設(shè)備線的智能化管理，企業(yè)管理與生產(chǎn)控制方面實(shí)現(xiàn)管控一體化的程度低，特別是企業(yè)注重產(chǎn)能的同時(shí)并沒(méi)有注重去降耗，生產(chǎn)用電數(shù)據(jù)沒(méi)有充分的利用成為有效的管理信息，企業(yè)當(dāng)班的生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)不能及時(shí)真實(shí)的被管理層查看。因此對(duì)于糧食加工企業(yè)的水、電、汽等主要用能，需要建立一套能源管理系統(tǒng)，為節(jié)能降耗提供數(shù)據(jù)支撐。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種糧油加工生產(chǎn)線能源管理系統(tǒng)及管理方法，通過(guò)建設(shè)能源管理系統(tǒng)平臺(tái)，確保提高能源管理水平、提高供能用能可靠性、提高調(diào)度水平、支持實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)展和信息共享。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]一種糧油加工生產(chǎn)線能源管理系統(tǒng)，包括系統(tǒng)管理層、通訊接口層和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控層；
[0006]系統(tǒng)管理層包括監(jiān)控主機(jī)服務(wù)器、液晶顯示器、UPS電源、打印機(jī)以及工程師站；監(jiān)控主機(jī)服務(wù)器、液晶顯示器、UPS、打印機(jī)放置于工廠的辦公區(qū)域內(nèi)，用于完成數(shù)據(jù)的采集、記錄、分析、報(bào)表功能；工程師站放置于工廠的鍋爐車(chē)間內(nèi)，用于向客戶(hù)展示各用能情況分析以及比較KPI分析；液晶顯示器、UPS電源、打印機(jī)、工程師站均連接監(jiān)控主機(jī)服務(wù)器；
[0007]通訊接口層是現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控層設(shè)備與系統(tǒng)管理層的監(jiān)控主機(jī)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的通訊設(shè)備和通訊鏈路，包括以太網(wǎng)關(guān)、以太網(wǎng)交換機(jī)、光纖收發(fā)機(jī)以及光纜、通訊電纜；
[0008]現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視層是現(xiàn)場(chǎng)安裝的電力參數(shù)測(cè)量?jī)x表和蒸汽流量計(jì)、水流量計(jì)，用于完成測(cè)量、監(jiān)視、通訊功能；電力參數(shù)測(cè)量?jī)x表安裝于每個(gè)配電室及相關(guān)車(chē)間內(nèi)，安裝于現(xiàn)有開(kāi)關(guān)柜內(nèi)；蒸汽流量計(jì)及水流量計(jì)安裝于各用汽、用水管道處；所有現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視層儀表的測(cè)量數(shù)據(jù)通訊至以太網(wǎng)關(guān)，經(jīng)過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)，與系統(tǒng)管理層的監(jiān)控主機(jī)服務(wù)器通訊；所有現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視儀表與以太網(wǎng)關(guān)之間由RS485雙絞線手拉手式串接；所述以太網(wǎng)關(guān)通過(guò)MODBUS協(xié)議讀取儀表中的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)傳送到系統(tǒng)管理層的監(jiān)控主機(jī)服務(wù)器。
[0009]本發(fā)明還提供一種糧油加工生產(chǎn)線能源管理方法，包括:
[0010](I)能源計(jì)量管理步驟
[0011]能源計(jì)量管理，包括計(jì)量管理規(guī)則、計(jì)量點(diǎn)表清單、能源計(jì)量公式、峰谷平電量計(jì)量、能源計(jì)量報(bào)表以及計(jì)量異常追溯；首先，幫助用戶(hù)指定計(jì)量管理規(guī)則，從公司規(guī)章的層面詳細(xì)確定每個(gè)計(jì)量點(diǎn)的位置、功能、用途，并規(guī)定計(jì)量誤差、管道跑冒滴漏的處理方式，計(jì)量仲裁的操作單位和操作細(xì)則；接下來(lái)，根據(jù)制定出的計(jì)量管理規(guī)則，整理出計(jì)量點(diǎn)表清單；然后，使用計(jì)量點(diǎn)表清單上的儀表，將每個(gè)計(jì)量主體的能源計(jì)量公式整理出來(lái)；最后，根據(jù)特定的時(shí)間周期模型、能源介質(zhì)模型和工廠結(jié)構(gòu)模型，進(jìn)行日常能源計(jì)量，并出具能源計(jì)量報(bào)表；進(jìn)行峰谷平電量的計(jì)量，以支持對(duì)應(yīng)管理功能；使用系統(tǒng)內(nèi)建的機(jī)制，進(jìn)行計(jì)量異常的追溯；
[0012](2)能源績(jī)效管理步驟
[0013]能源績(jī)效管理，包括績(jī)效指標(biāo)確定、績(jī)效指標(biāo)定額、績(jī)效指標(biāo)計(jì)算公式、績(jī)效指標(biāo)計(jì)算、績(jī)效報(bào)表以及績(jī)效改進(jìn)報(bào)告；首先，在系統(tǒng)初始化階段，系統(tǒng)配置人員與用戶(hù)一起確定績(jī)效指標(biāo)、績(jī)效指標(biāo)的計(jì)劃值和目標(biāo)值的定額、績(jī)效指標(biāo)的計(jì)算公式、計(jì)算周期、計(jì)算范圍；系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，根據(jù)上述設(shè)定的結(jié)果，進(jìn)行績(jī)效指標(biāo)計(jì)算，計(jì)算出績(jī)效指標(biāo)的實(shí)際值；系統(tǒng)可以使用自己的格式，也可以使用用戶(hù)提供的格式，生成績(jī)效指標(biāo)報(bào)表和績(jī)效改進(jìn)報(bào)生
[0014](3)能源分析步驟
[0015]能源分析是在能源計(jì)量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行能源消耗分析，包括:基于時(shí)間的分析，繪制不同時(shí)間段的能源消耗曲線，進(jìn)行趨勢(shì)分析；基于班組的分析，對(duì)于不同班組的能源消耗數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析；基于用能結(jié)構(gòu)的分析，對(duì)于不同能源介質(zhì)在真?zhèn)€能源消耗中所占有的這標(biāo)準(zhǔn)煤或者成本的比例分析；計(jì)劃實(shí)際比較分析，將計(jì)劃值和實(shí)際值按照時(shí)間先后順序分布在時(shí)間軸上進(jìn)行對(duì)比分析；用能區(qū)域分析，將不同的用能區(qū)域繪制在一個(gè)示意圖中，通過(guò)層層點(diǎn)擊，不斷地得到每個(gè)用能單位的能源數(shù)據(jù)熱區(qū)圖；能源質(zhì)量數(shù)據(jù)分析，使用專(zhuān)業(yè)的統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制圖分析能源質(zhì)量數(shù)據(jù)；
[0016](4)能源監(jiān)視步驟
[0017]能源監(jiān)視，包括生成能源消耗報(bào)表、能源平衡報(bào)表、能源結(jié)算報(bào)表、能源采購(gòu)計(jì)劃、能源質(zhì)量報(bào)表以及能源使用報(bào)告報(bào)表；報(bào)表展示在構(gòu)建過(guò)程中，用戶(hù)通過(guò)拖動(dòng)鼠標(biāo)完成監(jiān)控值的輸入與修改；對(duì)于不同用戶(hù)的職責(zé)圖表展示進(jìn)行權(quán)限個(gè)性化配置，并實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)的變化，通過(guò)企業(yè)管理人員的界面，顯示主要KPI指標(biāo)；
[0018](5)能源數(shù)據(jù)采集與處理步驟
[0019]能源數(shù)據(jù)采集與處理，包括物料主數(shù)據(jù)管理、工廠主數(shù)據(jù)管理、設(shè)備主數(shù)據(jù)管理、人員信息管理、組織結(jié)構(gòu)管理、儀表管理、能源價(jià)格管理、能源折標(biāo)系數(shù)管理功能；物料主數(shù)據(jù)管理，包括能源物料、原料、產(chǎn)品物料主數(shù)據(jù)的管理；工廠主數(shù)據(jù)管理，包括工廠結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝段劃分信息的管理；設(shè)備主數(shù)據(jù)管理，包括能源、生產(chǎn)、以及輔助設(shè)備信息的管理；人員信息管理，包括生產(chǎn)人員、管理人員、系統(tǒng)覆蓋范圍內(nèi)的人員信息的管理；組織結(jié)構(gòu)管理，包括組織結(jié)構(gòu)和工作角色信息的管理；儀表管理，計(jì)量?jī)x表的信息管理；能源價(jià)格管理，能源價(jià)格數(shù)據(jù)的管理；能源折標(biāo)系數(shù)管理，能源折標(biāo)數(shù)據(jù)的管理。
[0020]本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:
[0021]本發(fā)明通過(guò)能源管理系統(tǒng)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種能源介質(zhì)和重點(diǎn)耗能設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控和綜合管理，及時(shí)了解和掌握各種能源介質(zhì)的生產(chǎn)、使用以及各種能源管網(wǎng)、關(guān)鍵耗能設(shè)備的運(yùn)行狀況，做到科學(xué)決策，正確指揮，確保安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)從經(jīng)驗(yàn)型到分析型調(diào)度職能的轉(zhuǎn)變。通過(guò)能耗關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)KPI來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能增效功效，通過(guò)產(chǎn)能報(bào)表了解企業(yè)的生產(chǎn)情況，通過(guò)過(guò)程數(shù)據(jù)的報(bào)表了解各項(xiàng)指標(biāo)的情況。
[0022]本發(fā)明采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)，包括有線以及無(wú)線數(shù)據(jù)通訊。支持多用戶(hù)同時(shí)web瀏覽，無(wú)客戶(hù)端軟件要求，對(duì)不同用戶(hù)的不同安全等級(jí)和自定義的界面設(shè)置。實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和狀態(tài)顯示，圖形化界面，歷史記錄和趨勢(shì)、事件記錄、電能質(zhì)量分析、報(bào)警條件。對(duì)于報(bào)表和歷史數(shù)據(jù)，可自由導(dǎo)出為通用的數(shù)據(jù)格式。其它符合ODBC，OPC和PQDIF標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備或系統(tǒng)安全的共享數(shù)據(jù)。針對(duì)復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理和控制的要求可通過(guò)新系統(tǒng)模塊程序進(jìn)行靈活可升級(jí)的設(shè)置滿(mǎn)足?？膳c其它公司支持Modbus協(xié)議的設(shè)備兼容。
[0023]本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面【具體實(shí)施方式】部分的描述中給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是本發(fā)明的糧油加工生產(chǎn)線能源管理系統(tǒng)構(gòu)架圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0026]一、系統(tǒng)構(gòu)架
[0027]如圖1所示，糧油加工生產(chǎn)線能源管理系統(tǒng)共分為三層:系統(tǒng)管理層，通訊接口層和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控層。
[0028]I)系統(tǒng)管理層，包括監(jiān)控主機(jī)服務(wù)器、工程師站、液晶顯示器、打印機(jī)、UPS電源。監(jiān)控主機(jī)服務(wù)器、液晶顯示器、UPS電源、打印機(jī)等放置于辦公區(qū)域內(nèi)，完成數(shù)據(jù)的采集、記錄、分析、報(bào)表等功能；工程師站放置在鍋爐車(chē)間內(nèi)，同時(shí)向客戶(hù)展示各用能情況分析、比較等KPI分析。液晶顯示器、UPS電源、打印機(jī)、工程師站均連接監(jiān)控主機(jī)服務(wù)器。
[0029]2)通訊接口層，是指現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控層設(shè)備與系統(tǒng)管理層監(jiān)控主機(jī)服務(wù)器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的通訊設(shè)備和通訊鏈路。包括以太網(wǎng)關(guān)(TCP/IP)、以太網(wǎng)交換機(jī)、光纖收發(fā)機(jī)等相關(guān)設(shè)備以及光纜、通訊電纜等附件，分別安裝于各自區(qū)域內(nèi)，組屏安裝于新增屏柜內(nèi)。
[0030]3)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視層，是指現(xiàn)場(chǎng)安裝的電力參數(shù)測(cè)量?jī)x表和蒸汽流量計(jì)、水流量計(jì)，完成測(cè)量、監(jiān)視、通訊等功能。電力參數(shù)測(cè)量?jī)x表安裝于每個(gè)配電室及相關(guān)車(chē)間內(nèi)，安裝于現(xiàn)有開(kāi)關(guān)柜內(nèi)；蒸汽流量計(jì)及水流量計(jì)安裝于各用汽、用水管道處；通訊至以太網(wǎng)關(guān)，經(jīng)過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)，與監(jiān)控主機(jī)服務(wù)器通訊。所有的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視儀表與各自以太網(wǎng)關(guān)之間由RS485雙絞線手拉手式串接。以太網(wǎng)關(guān)通過(guò)MODBUS協(xié)議讀取儀表中的數(shù)據(jù)。以太網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)傳送到系統(tǒng)管理層監(jiān)控主機(jī)服務(wù)器。本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程登陸，瀏覽各個(gè)用能設(shè)備的能耗情況的監(jiān)測(cè)與分析。
[0031]上述糧油加工生產(chǎn)線能源管理系統(tǒng)在圖1內(nèi)的設(shè)備數(shù)量?jī)H供參考，具體數(shù)量可調(diào)整，以設(shè)備清單為準(zhǔn)。
[0032]二、系統(tǒng)模塊
[0033]I)電能質(zhì)量監(jiān)視和分析:可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進(jìn)行持續(xù)的監(jiān)測(cè)；實(shí)時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)諧波含量，電壓閃變、擾動(dòng)，頻率偏差，不平衡度，功率因數(shù)等電能質(zhì)量問(wèn)題。能夠評(píng)估電能質(zhì)量是否滿(mǎn)足IEC61000-4-30或EN50160標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)手動(dòng)或自動(dòng)觸發(fā)波形捕捉，記錄擾動(dòng)時(shí)的波形，進(jìn)行電能質(zhì)量分析和故障分析。
[0034]2)能源消耗統(tǒng)計(jì)和分析:系統(tǒng)為用戶(hù)提供了綜合的能源報(bào)表功能，可以進(jìn)行日、月、季節(jié)、年的統(tǒng)計(jì)與記錄，并可以進(jìn)行顯示、打印和查詢(xún)。
[0035]3)歷史數(shù)據(jù)管理:系統(tǒng)基于SQL server數(shù)據(jù)庫(kù)完成歷史數(shù)據(jù)管理，所有實(shí)時(shí)采樣數(shù)據(jù)、順序事件記錄等均可保存到歷史數(shù)據(jù)庫(kù)。在監(jiān)控畫(huà)面中能夠自定義需要查詢(xún)的參數(shù)、查詢(xún)的時(shí)間段或選擇查詢(xún)最近更新的記錄數(shù)，顯示并繪制成曲線圖。
[0036]4)報(bào)表管理:可基于系統(tǒng)已有模板，或自定義新的模板生成報(bào)表?？梢允謩?dòng)或根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)間表定時(shí)生成，或通過(guò)事件觸發(fā)生成.xml格式報(bào)表。報(bào)表能自動(dòng)通過(guò)email或HTML格式進(jìn)行發(fā)送或自動(dòng)打印。
[0037]5)用戶(hù)權(quán)限管理:為了系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，用戶(hù)權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作?？梢远x不同級(jí)別用戶(hù)的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)管理提供可靠的安全保障。
[0038]三、管理方式
[0039]I)能源計(jì)量管理
[0040]能源計(jì)量管理包括計(jì)量管理規(guī)則、計(jì)量點(diǎn)表清單、能源計(jì)量公式、峰谷平電量計(jì)量、能源計(jì)量報(bào)表、計(jì)量異常追溯。
[0041]首先，需要幫助用戶(hù)指定計(jì)量管理規(guī)則，從公司規(guī)章的層面詳細(xì)確定每個(gè)計(jì)量點(diǎn)的位置、功能、用途等，并規(guī)定計(jì)量誤差、管道跑