要：水泥企(qǐ)業(yè)作為我國產(chǎn)業結(jié)構中重要的耗能(néng)產(chǎn)業(yè)，同(tóng)時對環(huán)境的(dí)汙染也(yě)比(bǐ)較大(dà)，因(yīn)此(cǐ)在(zài)水泥(ní)企(qǐ)業中建立能源管理係統(tǒng)，對水泥企(qǐ)業的生產(chǎn)過程(chéng)過程(chéng)進行全過(guò)程(chéng)的監控和管(guǎn)理(lǐ)，對於(yú)降低(dī)企業的能源(yuán)消耗和(hé)提(tí)高企業的(dí)經濟效益(yì)具有重(zhòng)要的意(yì)義(yì)。通過(guò)借(jiè)助現(xiàn)代信(xìn)息技(jì)術，對(duì)水(shuǐ)泥生產過(guò)程中的(dí)能(néng)源(yuán)消(xiāo)耗進行(háng)監(jiān)控(kòng)，加強對(duì)水泥企(qǐ)業的能源(yuán)管(guǎn)理，對(duì)於降低企業(yè)的(dí)生產成本，提高(gāo)企(qǐ)業的生(shēng)產效(xiào)益(yì)具有重(zhòng)要(yào)的幫助。
關鍵詞(cí)：水(shuǐ)泥企業(yè)；能源管理(lǐ)係統；能源消(xiāo)耗
 
引(yǐn)言
       隨(suí)著(zhuó)我(wǒ)國基礎(chǔ)設(shè)施(shī)建(jiàn)設的不(bù)斷發(fā)展，特(tè)別(bié)是(shì)房地(dì)產業(yè)的發展，對水泥的消耗和需求也(yě)不(bù)斷的(dí)增加，我國水泥產業(yè)得(dé)到(dào)了快速的發(fā)展。雖(suī)然我國水(shuǐ)泥生產(chǎn)工(gōng)藝和藝術得到了(liǎo)不(bù)斷提(tí)髙(gāo)，水泥能(néng)源(yuán)消耗也(yě)得到了(liǎo)有效(xiào)的降(jiàng)低(dī)，但是和*生產技術(shù)相比還(huán)具有明顯(xiǎn)的(dí)差距。在水泥企業的生產成本(běn)中，能(néng)源消耗占據(jù)了一半(bàn)左左(zuǒ)右(yòu)，如何選擇(zé)合(hé)適合理的方(fāng)法來降低企(qǐ)業(yè)能源的消耗以(yǐ)及(jí)降(jiàng)低水(shuǐ)泥企(qǐ)業(yè)的生(shēng)產(chǎn)成本是(shì)企業(yè)管理(lǐ)工(gōng)作的重(zhòng)要內容(róng)。

1 能源(yuán)管理係統簡介
       在水泥生產中所(suǒ)消(xiāo)耗的主(zhǔ)要能源為(wéi)電力(lì)和(hé)煤炭(tàn)，通(tōng)過設(shè)計(jì)和應用水(shuǐ)泥能(néng)源(yuán)管理(lǐ)係(xì)統(tǒng)，對(duì)水(shuǐ)泥(ní)生產才中(zhōng)的耗(hào)能設備進(jìn)行(háng)監(jiān)控(kòng)和管理，提髙能源(yuán)的使用(yòng)效率(shuài)。能(néng)源管理係(xì)統應(yīng)當(dāng)具(jù)有(yǒu)實(shí)時(shí)監(jiān)控，對數據(jù)處(chǔ)理以(yǐ)及(jí)管理(lǐ)等(děng)功能，其中實(shí)時(shí)監控係(xì)統(tǒng)能夠真實(shí)的反(fǎn)映水泥(ní)生(shēng)產的(dí)具體過(guò)程(chéng)，並且(qiě)對采集到(dào)的數據進(jìn)行(háng)處(chǔ)理(lǐ)，以(yǐ)恰當的形式(shì)如(rú)圖形(xíng)或者報表顯(xiǎn)示在係(xì)統中。同(tóng)時(shí)還能夠(gòu)對生產設(shè)備(bèi)進行(háng)控製(zhì)，調(tiáo)節(jié)，並(bìng)且(qiě)根(gēn)據設(shè)置(zhì)好(hǎo)的參賽使(shǐ)係(xì)統(tǒng)能(néng)夠(gòu)自動(dòng)進行(háng)調節。在監控係(xì)統中主要包含了(liǎo)材(cái)料的破(pò)碎(suì)生(shēng)產監控係統，材(cái)料(liào)的磨生產監(jiān)控係統以(yǐ)及(jí)水(shuǐ)泥生(shēng)產(chǎn)監控係(xì)統(tǒng) 等內容。能(néng)源管理係(xì)統能夠對(duì)各(gè)個(gè)係統設備的(dí)運行狀(zhuàng)態(tài)和現場(cháng)儀表(biǎo)數(shù)據(jù)進行(háng)動態的(dí)監控和管理，並且還具有報(bào)警(jǐng)設(shè)置等(děng)。各(gè)個(gè)不同(tóng)係(xì)統(tǒng)之(zhī)間的畫(huà)麵切(qiē)換應當方(fāng)便，而(ér)且(qiě)滿足(zú)了(liǎo)係統(tǒng)使(shǐ)用(yòng)和(hé)維(wéi)護的(dí)需(xū)要。
       數據采(cǎi)集(jí)係統(tǒng)是對(duì)水(shuǐ)泥生產過(guò)程(chéng)中(zhōng)產生的各種數(shù)據(jù)進行采(cǎi)集(jí)，在(zài)水(shuǐ)泥生(shēng)產(chǎn)中(zhōng)具(jù)有(yǒu)比(bǐ)較大(dà)的數(shù)據量，而且具有比(bǐ)較強的(dí)實(shí)時性，因此(cǐ)對(duì)其管(guǎn)理和處理(lǐ)能力提出(chū)比(bǐ)較髙(gāo)的要求(qiú)。在對(duì)數據(jù)采集完(wán)成後還需(xū)要(yào)對數(shù)據進(jìn)行(háng)處理(lǐ)，以(yǐ)滿足(zú)係統處(chǔ)理層和(hé)應用層(céng)的需(xū)要，對還需要對采 集的(dí)數據(jù)進行存儲並(bìng)且歸檔(dàng)，並(bìng)且對其它子(zǐ)係(xì)統的(dí)工作提供數(shù)據支持等。為了(liǎo)方便(biàn)工作人(rén)員(yuán)對數據(jù)的(dí)使用和(hé)處理(lǐ)，一(yī)般(bān)將采(cǎi)集(jí)到的(dí)數據用圖表的方式形(xíng)象的(dí)展(zhǎn)示(shì)出(chū)來，例如主要有能源消耗(hào)平衡報表，能(néng)源消耗(hào)報表(biǎo)以及不(bù)同(tóng)工序的能源消(xiāo)耗(hào)等(děng)。通(tōng)過這(zhè)種方式(shì)對(duì)水泥生(shēng)產各(gè)個過程(chéng)的(dí)能源消耗進(jìn)行真實(shí)的記錄，為(wéi)技術改造(zào)升級提(tí)供(gōng)了(liǎo)良(liáng)好(hǎo)的基礎(chǔ)，同時也方便了企業技術人(rén)員的分(fēn)析從(cóng)而進一(yī)步的(dí)降低水(shuǐ)泥生(shēng)產(chǎn)的(dí)能源(yuán)消(xiāo)耗。

2 能(néng)源管理係(xì)統設(shè)計(jì)分析(xī)
       水(shuǐ)泥(ní)能(néng)源(yuán)管理係統作為企業(yè)信(xìn)息化的重要組成部分，它能夠根(gēn)據水泥生產(chǎn)過程中的(dí)能耗情(qíng)況建立實(shí)時數據庫以及(jí)水泥(ní)全流程的(dí)能(néng)耗分析(xī)係(xì)統。通過(guò)對水(shuǐ)泥(ní)生產環境(jìng)的(dí)能耗分(fēn)析(xī)，對(duì)生產(chǎn)流(liú)程和(hé)生產綫(xiàn)進行監控管(guǎn)理，從而(ér)達到企業技能增效的(dí)生產目(mù)標(biāo)。水泥(ní)的生產過(guò)程(chéng)中是(shì)一個比較(jiào)復雜的係統(tǒng)，各(gè)個(gè)生產環節相互連(lián)接而(ér)又相互(hù)製(zhì)約(yuē)。在水(shuǐ)泥(ní)信(xìn)息管(guǎn)理係(xì)統(tǒng)的設計(jì)中一般(bān)采用(yòng)ERP- MES-PCS結構，水泥(ní)生(shēng)產過程(chéng)中(zhōng)的能(néng)耗數據(jù)都包含在了這三(sān)個不(bù)同(tóng)的(dí)層次中(zhōng)。水(shuǐ)泥能源(yuán)管理(lǐ)係(xì)統能夠實(shí)現(xiàn)對(duì)設備(bèi)的統(tǒng)一調度(dù)和(hé)控製，從(cóng)水(shuǐ)泥生(shēng)產能源數(shù)據的采(cǎi)集(jí)到(dào)能源(yuán)的(dí)消耗分析以及管理等進行全過程的管理(lǐ)。在(zài)能源(yuán)管理(lǐ)係統(tǒng)的(dí)設計中還需要應(yīng)用到先進的(dí)數據(jù)處理和分析(xī)技(jì)術，從(cóng)而對(duì)生產過程(chéng)中的質量管(guǎn)理(lǐ)以及績(jì)效管理(lǐ)等(děng)。
       在(zài)水泥生產中(zhōng)具(jù)有(yǒu)工藝流(liú)程(chéng)復雜(zá)，生(shēng)產周(zhōu)期(qī)短(duǎn)以及(jí)能耗大(dà)等(děng)特點，同(tóng)時在(zài)生產的(dí)過程中產生了大量(liáng)的(dí)數據，數(shù)據的種(zhǒng)類也比較(jiào)多(duō)。在能源管理(lǐ)係統中(zhōng)數據(jù)的(dí)采集方(fāng)式(shì)多(duō)樣(yàng)化(huà)，其中大部(bù)分的(dí)生產數據(jù)都(dū)可(kě)以依靠檢測儀器實現自(zì)動采集(jí)，但是部分數(shù)據(jù)也需(xū)要通過人工采(cǎi)集 的(dí)方(fāng)式來(lái)實現(xiàn)。同時(shí)在水泥生(shēng)產中不(bù)同(tóng)的生(shēng)產部門便據(jù)的(dí)需求也不同，同(tóng)時數(shù)據的采(cǎi)集(jí)周(zhōu)期也(yě)存在(zài)著比燉：的(dí)差異。數據作為能源(yuán)係(xì)統工作(zuò)的(dí)基(jī)礎，因(yīn)此在(zài)能源(yuán)係(xì)統(tǒng)的設計工作中(zhōng)要保(bǎo)證(zhèng)數(shù)據的安全性，可靠(kào)性和(hé)完整性，否(fǒu)則(zé)數據出(chū)現(xiàn)故(gù)障(zhàng)就有可能(néng)影響到係(xì)統(tǒng)的正(zhèng)常工作(zuò)。數(shù)據集成(chéng)技術(shù)能夠(gòu)滿足水(shuǐ)泥生產過程中(zhōng)產生的大(dà)量數據(jù)存(cún)儲和(hé)需(xū)求，而(ér)且提髙了(liǎo)數據(jù)的(dí)采(cǎi)集(jí)效率。
       在水(shuǐ)泥(ní)能源(yuán)管理(lǐ)係統中(zhōng)主要(yào)的數(shù)據有(yǒu)物料(liào)和燃料質(zhì)量數(shù)據(jù)，物料(liào)溫度，設(shè)備功率(shuài)以(yǐ)及庫存數(shù)據(jù)等，在水泥生產中(zhōng)的數據(jù)應(yīng)用圖(tú)如圖1所示(shì)。

圖(tú)1

       在圖(tú)中數據(jù)的采(cǎi)集(jí)和獲(huò)取(qǔ)是通過DCS係(xì)統(tǒng)和數據采(cǎi)集器(qì)來(lái)完成(chéng)的(dí)，其數(shù)據(jù)通(tōng)過采集(jí)端(duān)的(dí)OPC協(xié)議(yì)來完(wán)成傳(chuán)輸，並且將采集到的數據(jù)保存到數據庫(kù)中(zhōng)。
       整個(gè)係統(tǒng)之(zhī)中可以對(duì)所(suǒ)有的(dí)回路能(néng)耗采集(jí)工(gōng)作(zuò)和統計(jì)工作全部實現，同(tóng)時還能夠對能(néng)耗監(jiān)測功能(néng)以及遠(yuǎn)程自(zì)動抄表(biǎo)功能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。其一對運行(háng)狀態實施(shī)的監測，可以(yǐ)借助於通(tōng)訊異(yì)常(cháng)的(dí)報警提(tí)示(shì)進行實現(xiàn)；其二在(zài)其(qí)用(yòng)戶管理，針(zhēn)對於不同用(yòng)戶(hù)權(quán)限均(jūn)具有相(xiāng)對應(yīng)的(dí)不同(tóng)操作(zuò)功(gōng)能，依照其各級(jí)權(quán)限(xiàn)口(kǒu)令(líng)對其(qí)操作功(gōng)能進(jìn)行修改(gǎi)，其本(běn)身也(yě)就具(jù)有權(quán)限防誤功能；其三能耗(hào)報(bào)表(biǎo)以及棒圖(tú)，其(qí)能(néng)夠對(duì)所有能耗(hào)依照時間進(jìn)行查(chá)詢(xún)進(jìn)行(háng)實(shí)現，可以將其分(fēn)別分(fēn)為(wéi)日(rì)，月以及年報表(biǎo)等(děng)等，任(rèn)意(yì)分類，分項(xiàng)實(shí)時(shí)能耗棒(bàng)圖對其(qí)進行顯示；其四，打印(yìn)以及導出(chū)，其(qí)報(bào)表和界麵全部都可以(yǐ)進行(háng)打(dǎ)印(yìn)，並(bìng)且可(kě)以(yǐ)直(zhí)接(jiē)采(cǎi)用(yòng)EXCEL，WORD格(gé)式對其進行導出(chū)。其(qí)所(suǒ)為(wéi)整(zhěng)個網絡(luò)係統的監(jiān)控中心(xīn)，可以將其設置在控製室內(nèi)，將其作 為是(shì)整(zhěng)個能源係(xì)統(tǒng)數據的(dí)管理(lǐ)中(zhōng)心(xīn)，將整(zhěng)個係(xì)統中(zhōng)的采集，存儲(chǔ)，分(fēn)析以及統(tǒng)計(jì)功能全部(bù)進行承(chéng)擔(dān)，並(bìng)且(qiě)還(huán)要對(duì)係(xì)統(tǒng)中(zhōng)的用(yòng)戶(hù)權限(xiàn)以及(jí)WEB發布功能(néng)進行(háng)管理(lǐ)。其(qí)中能源管(guǎn)理係(xì)統可以(yǐ)將其(qí)分(fēn)成分層(céng)分(fēn)布(bù)式網絡(luò)結(jié)構，其中自上(shàng)而下也(yě)就分別為現場(cháng)監測(cè)層，通訊(xùn)層(céng)以及係統(tǒng)管(guǎn)理層三層(céng)。
 
3 安(ān)科瑞(ruì)工(gōng)業(yè)能耗管理(lǐ)平(píng)台介紹(shào)
3.1  平(píng)台架(jià)構介紹
       安(ān)科瑞能源管控係(xì)統采用分層分布(bù)式(shì)網絡結(jié)構，具(jù)有良(liáng)好(hǎo)的可(kě)靠性與(yǔ)實時(shí)性(xìng)，主要(yào)由現(xiàn)場設(shè)備(bèi)層（能源計(jì)量(liáng)終(zhōng)端），通(tōng)訊(xùn)管理層（通(tōng)訊(xùn)管理終端）和(hé)主(zhǔ)站層（能源監(jiān)控平(píng)台(tái)）三個(gè)部(bù)分組(zǔ)成。
       以(yǐ)上(shàng)三個部分分別(bié)貫穿(chuān)整個係統的全(quán)部結(jié)構(gòu)。能(néng)源(yuán)管理係統總體設計結(jié)構按(àn)照能源管理的(dí)基本(běn)結(jié)構設(shè)計(jì)，滿足(zú)以上三部(bù)分的同時，增加(jiā)了部分(fēn)分析，監(jiān)控(kòng)，決策和發布平台。

圖2 工業能(néng)耗管(guǎn)理平(píng)台(tái)架構組成(chéng)

3.2 平台(tái)功能(néng)介紹

圖(tú)3 工(gōng)業(yè)能耗管理(lǐ)功(gōng)能示意圖

3.2.1可(kě)視化展示(shì)
       展示(shì)企(qǐ)業各類(lèi)能耗(hào)總(zǒng)量，折標(biāo)值(zhí)，能(néng)源成本，能(néng)源(yuán)消耗(hào)趨勢(shì)，分項(xiàng)能(néng)耗占比，區(qū)域能(néng)源消(xiāo)耗對比,以及當(dāng)天氣(qì)情(qíng)況，汙染(rǎn)情(qíng)況，並(bìng)三維(wéi)展示企業重要工藝(yì)或工段(duàn)的能(néng)源消耗(hào)動(dòng)態(tài)。
3.2.2實時監控
       對(duì)企(qǐ)業(yè)各(gè)點位的(dí)能源使(shǐ)用(yòng)，報(bào)警(jǐng)等(děng)情況進行(háng)實時(shí)的監(jiān)控(kòng)。以(yǐ)便(biàn)企(qǐ)業用戶能夠實(shí)時的監測(cè)各個(gè)點位的(dí)運作(zuò)情況，同(tóng)時(shí)能快速的(dí)掌握(wò)點(diǎn)位的報警。
3.2.3用能統(tǒng)計
       從(cóng)能源(yuán)使用(yòng)種(zhǒng)類，監測區(qū)域(yù)，生產工藝/工段(duàn)時(shí)間(jiān)，分(fēn)項等維度，采用(yòng)曲綫(xiàn)，餅(bǐng)圖(tú)，直(zhí)方圖(tú)，累積圖(tú)，數字表等方(fāng)式對企(qǐ)業(yè)用(yòng)能(néng)統計，同比，環比分(fēn)析(xī)，折標(biāo)對比，找出能(néng)源(yuán)使(shǐ)用過(guò)程(chéng)中(zhōng)的漏(lòu)洞(dòng)和(hé)不(bù)合理地(dì)方，從而調整能源(yuán)分(fēn)配(pèi)策(cè)略，減少(shǎo)能源(yuán)使用過程(chéng)中的浪費(fèi)。
3.2.4單耗(hào)統計
       與企業MES係統對接(jiē)，通(tōng)過產(chǎn)品產(chǎn)量(liáng)以及(jí)係統采集(jí)的能(néng)耗(hào)數據，在產(chǎn)品(pǐn)單耗中生(shēng)成產(chǎn)品(pǐn)單(dān)耗(hào)趨勢(shì)圖，並(bìng)進行同比和環比(bǐ)分析。以(yǐ)便(biàn)企業能夠(gòu)根據(jù)產(chǎn)品(pǐn)單(dān)耗情(qíng)況來調整生(shēng)產工(gōng)藝(yì)，從(cóng)而(ér)降低能(néng)耗。
3.2.5績(jì)效分析(xī)
       對各類能(néng)源使用(yòng)，消(xiāo)耗，轉換，按班(bān)組(zǔ)，區(qū)域(yù)，產綫，工段(duàn)等進(jìn)行(háng)日(rì)，周，月，年，時段(duàn)，結(jié)合(hé)能源(yuán)計劃(huá)或定額(é)製(zhì)定的績效(xiào)指標進行(háng)KPI比較考核(hé)，幫助(zhù)企(qǐ)業(yè)了解(jiě)內(nèi)部能(néng)效水平(píng)和節(jié)能(néng)潛力(lì)。
3.2.6能(néng)耗預測(cè)
       通過對(duì)企業(yè)生產工(gōng)藝(yì)，生產(chǎn)設備等的(dí)能(néng)耗使用(yòng)情況(kuàng)進行(háng)分析(xī)，建(jiàn)立(lì)能耗計(jì)算模(mó)型(xíng)，根據人(rén)工智(zhì)能算(suàn)法對(duì)數據(jù)和模型進行修正，對(duì)未(wèi)來企(qǐ)業能(néng)耗趨勢進行(háng)分(fēn)析，為節能(néng)提(tí)供有(yǒu)效的(dí)決(jué)策(cè)依據(jù)。
3.2.7運行監測
       係(xì)統(tǒng)對區(qū)域(yù)，工段(duàn)，設(shè)備能源消(xiāo)耗進行數據(jù)采集，監(jiān)測(cè)設(shè)備及工藝(yì)運行狀態(tài)，如溫度(dù)，濕(shī)度，流量，壓力(lì)，速度等，並支(zhī)持變配(pèi)電係(xì)統一次(cì)運行監視(shì)。可直(zhí)接從動態監(jiān)測(cè)平(píng)麵(miàn)圖(tú)快速瀏覽(lǎn)到(dào)所(suǒ)管理的能(néng)耗(hào)數(shù)據(jù)，支(zhī)持按能(néng)源種(zhǒng)類，車(chē)間(jiān)，工(gōng)段，時(shí)間等維度查詢相(xiāng)關能(néng)源(yuán)用量。
3.2.8分(fēn)析(xī)報(bào)告(gào)
       以年(nián)，月，日對企業(yè)的(dí)能源(yuán)利(lì)用情況(kuàng)，綫(xiàn)路損(sǔn)耗情(qíng)況，設備運行情況(kuàng)，運維(wéi)情況(kuàng)等進行統計(jì)分析(xī)，讓(ràng)用戶了解係統(tǒng)的運行(háng)情況，並為用戶提供數據(jù)基礎(chǔ)，方便用戶發現設備異常，從而找(zhǎo)出改善(shàn)點，以及針(zhēn)對(duì)用能情(qíng)況挖掘(jué)節能潛力。
3.2.9移動端支(zhī)持
       APP支持(chí)Android，IOS操(cāo)作(zuò)係統，方(fāng)便用戶按能源分類(lèi)，區(qū)域(yù)，車(chē)間，工序，班(bān)組(zǔ)，設備等(děng)不同(tóng)維度掌(zhǎng)握企業能源(yuán)消耗，效率(shuài)分析(xī)，同環比(bǐ)分析(xī)，能(néng)耗折標，用(yòng)能(néng)預(yù)測，運行監視，異(yì)常(cháng)報警(jǐng)等。
3.3工(gōng)業能耗平台(tái)設備選型(xíng)

表1 工業能耗管(guǎn)理設備選(xuǎn)型表

4 結(jié)束語(yǔ)
       我國作為(wéi)能源消費(fèi)的大國，在能(néng)源(yuán)的(dí)利(lì)用效率(shuài)上和(hé)發(fā)達(dá)國(guó)家仍然存在(zài)比較(jiào)大的差距(jù)。水泥產(chǎn)業(yè)作為能(néng)源(yuán)消費的重要企業(yè)，應當(dāng)加(jiā)強能(néng)源管理，達到(dào)節(jié)能降(jiàng)耗(hào)的要(yào)求(qiú)。通(tōng)過在(zài)水泥企(qǐ)業中(zhōng)建(jiàn)立(lì)能源管(guǎn)理係統(tǒng)，采用先進的生產管(guǎn)理(lǐ)手段(duàn)不(bù)斷(duàn)的(dí)降低(dī)水泥生產的(dí)能耗(hào)，對於降低企業(yè)的生(shēng)產(chǎn)成(chéng)本(běn)，提髙(gāo)資源的(dí)利用效(xiào)率度(dù)具(jù)有重要(yào)的(dí)意(yì)義(yì)。

【參考(kǎo)文(wén)獻】
[1] 郭(guō)碧(bì)君(jūn).能(néng)源管(guǎn)理(lǐ)係(xì)統在水(shuǐ)泥廠的應(yīng)用(yòng)[J].水(shuǐ)泥工(gōng)程(chéng)，2011,(4): 67-68.
[2] 林華添(tiān).水(shuǐ)泥(ní)企業能(néng)源管理(lǐ)係統[J].中國高新(xīn)技術企(qǐ)業(yè)，2014.13.
[3] 安科(kē)瑞企業微(wēi)電網(wǎng)設計與應用(yòng)手(shǒu)冊.2020.06版(bǎn).