引言

能源是推動(dòng)人類經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要物質(zhì)資料。生物類企業(yè)對(duì)能源進(jìn)行科學(xué)有效的測(cè)量和監(jiān)控對(duì)于其生產(chǎn)的制品質(zhì)量起關(guān)鍵性作用。生物制藥企業(yè)在生產(chǎn)制品時(shí)要求設(shè)備不間斷工作,而持續(xù)不斷地提供能源是實(shí)現(xiàn)該條件的基本要求。企業(yè)根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)特點(diǎn),加強(qiáng)能源監(jiān)管,制定合理的能源管理體系,既可以提升生產(chǎn)效率,又可以降低生產(chǎn)成本,使企業(yè)在市場(chǎng)上具備更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

1企業(yè)電力能源消耗簡(jiǎn)介

生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)是一個(gè)技術(shù)含量高、投資高、收入高、風(fēng)險(xiǎn)高的高科技產(chǎn)業(yè)。其高科技不僅體現(xiàn)在產(chǎn)品質(zhì)量的高標(biāo)準(zhǔn)和嚴(yán)格要求上,還體現(xiàn)在對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)環(huán)境的高要求上。較長(zhǎng)的研發(fā)周期,高昂的前期成本使其必須投入大量資金建造符合GMP要求和生物產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)的清潔工廠和其他公共能源系統(tǒng)設(shè)施。

根據(jù)我公司年度主要能源消耗統(tǒng)計(jì),總能耗約為兩萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。根據(jù)調(diào)查、分析,能源系統(tǒng)全年帶負(fù)荷運(yùn)行,能源消耗量隨季節(jié)、時(shí)間出現(xiàn)周期性變化,夏季、冬季電能消耗大,春季、秋季電能消耗量較小:白天能源消耗大,夜晚能源消耗較小,能源運(yùn)行存在不平衡的特點(diǎn)。

2電力能源管理系統(tǒng)架構(gòu)

能源管理系統(tǒng)是以能源計(jì)量、數(shù)據(jù)傳輸及分析為一體的實(shí)時(shí)性管理系統(tǒng)。它依托有線網(wǎng)絡(luò)通信,實(shí)現(xiàn)企業(yè)動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控、能耗綜合統(tǒng)計(jì)分析、成本分?jǐn)偂?duì)高耗能負(fù)載設(shè)備進(jìn)行特性分析,實(shí)現(xiàn)能源的優(yōu)化分配,更好地實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

企業(yè)能源管理系統(tǒng)由在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、能源數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、能源運(yùn)行監(jiān)管系統(tǒng)、能效分析管理系統(tǒng)等構(gòu)成。

2.1電力能源管理系統(tǒng)功能

能源管理系統(tǒng)主要由能源監(jiān)管、監(jiān)控和能源信息平臺(tái)組成。其中能源管理平臺(tái)由服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)、智能數(shù)據(jù)采集器和前置機(jī)等設(shè)備組成。能源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是對(duì)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、統(tǒng)計(jì)、分析的處理平臺(tái)。能源信息平臺(tái)是指由末端能耗儀表組成的采集層網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。

2.2電力能源采集方式

隨著我公司一、二、三級(jí)能源計(jì)量設(shè)備的逐步完善,對(duì)能源數(shù)據(jù)的實(shí)效性和精確性有了更高的要求,人工抄表方式已不能滿足上述要求。為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)化、精準(zhǔn)化管理,就必須采用技術(shù)先進(jìn)、精度高、可靠性好的智能采集設(shè)備代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工作業(yè)。

我公司供電性質(zhì)為一級(jí)負(fù)荷企業(yè),中心配電室為雙回路供電。車(chē)間采用電子式電能計(jì)量表對(duì)電能進(jìn)行計(jì)量,能夠提供高精度的三相電壓、電流和功率等基本測(cè)量數(shù)據(jù),具有復(fù)費(fèi)率計(jì)算、需量計(jì)算、諧波計(jì)算等多種功能:采用便于功能擴(kuò)展的模塊化設(shè)計(jì)和易于讀取數(shù)據(jù)的大屏幕顯示。車(chē)間根據(jù)裝配電能表的數(shù)量,通過(guò)選擇16端口、8端口、4端口智能數(shù)據(jù)采集器來(lái)滿足需求。采集器作為計(jì)量設(shè)備與控制主機(jī)之間的橋梁,其規(guī)約轉(zhuǎn)換功能能夠代替前置機(jī)選擇不同的采集規(guī)約,實(shí)時(shí)采集各種智能設(shè)備的數(shù)據(jù)信息,實(shí)現(xiàn)信息的匯總及處理。

2.3網(wǎng)絡(luò)通信功能

能源監(jiān)控系統(tǒng)采用總線、Rs485通信線、以太網(wǎng)線、光纖等多種通信方式。該系統(tǒng)可兼容其他通信設(shè)備,通過(guò)監(jiān)控大屏實(shí)時(shí)顯示能源系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和在線運(yùn)行參數(shù)。根據(jù)與項(xiàng)目相關(guān)的能源監(jiān)控需求,每個(gè)能源子系統(tǒng)圖可以根據(jù)需求或?qū)嶋H運(yùn)行條件進(jìn)行修改和配置,系統(tǒng)將根據(jù)修改后的條件實(shí)時(shí)反映運(yùn)行參數(shù)。

3電力能源管理系統(tǒng)應(yīng)用

電力能源管理系統(tǒng)向公司局域網(wǎng)發(fā)布能源數(shù)據(jù),具體指標(biāo)包括實(shí)時(shí)監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)報(bào)告、分析比較、事故報(bào)警、目標(biāo)管理、節(jié)能評(píng)估等。管理者和技術(shù)人員可以在相應(yīng)權(quán)限下讀取相關(guān)數(shù)據(jù)。該平臺(tái)可以充分體現(xiàn)各種功能,界面清晰明了,易于理解,通俗易懂。

3.1能源管理系統(tǒng)功能組成結(jié)構(gòu)

能源管理系統(tǒng)功能組成結(jié)構(gòu)如圖1、圖2、圖3所示。

3.2能源管理系統(tǒng)功能

3.2.1電能數(shù)據(jù)采集

（1)能耗數(shù)據(jù)采集方式有智能設(shè)備采集和人工抄表兩種方式。采集器可獨(dú)立保存15～30天的歷史數(shù)據(jù),防止網(wǎng)絡(luò)中斷恢復(fù)后的數(shù)據(jù)補(bǔ)錄。

（2)自動(dòng)采集的智能儀表數(shù)據(jù)支持Rs485、M一BUs或以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)接口和標(biāo)準(zhǔn)MoDBUS、DLT-645、CJT-188等通信協(xié)議,針對(duì)采用非標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約的儀表支持通信接口程序的開(kāi)發(fā),確保數(shù)據(jù)的正常采集。

(3）數(shù)據(jù)自動(dòng)采集間隔不超過(guò)1min,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)間隔可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行靈活設(shè)置,最小存儲(chǔ)間隔支持5min。

(4）主要采集參數(shù)包括三相電壓、三相電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、電度等。

3.2.2電能數(shù)據(jù)報(bào)表

(1）系統(tǒng)提供分類、分項(xiàng)、分區(qū)域等固定格式的能耗統(tǒng)計(jì)日、周、月、季、年報(bào)表。

(2）系統(tǒng)支持創(chuàng)建新的符合管理人員實(shí)際管理需求的能耗統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

(3）所有報(bào)表支持手動(dòng)生成和定期自動(dòng)生成及郵件分發(fā)。

(4）所有系統(tǒng)報(bào)表均可支持辦公自動(dòng)化軟件(Exce1）。

3.2.3設(shè)備信息管理

(1）計(jì)量?jī)x表信息管理?？伸`活定義各采集點(diǎn)計(jì)量器具的用能屬性、歸屬關(guān)系,系統(tǒng)按照儀表屬性自動(dòng)完成對(duì)應(yīng)能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì):計(jì)量?jī)x表在線狀態(tài)可視化監(jiān)視,并實(shí)現(xiàn)儀表故障報(bào)警:進(jìn)行儀表數(shù)據(jù)的完整性統(tǒng)計(jì),當(dāng)存在數(shù)據(jù)缺失時(shí),能進(jìn)行數(shù)據(jù)有效性評(píng)估,并提醒運(yùn)行人員進(jìn)行檢查和維護(hù):支持儀表內(nèi)部參數(shù)的遠(yuǎn)程查詢與設(shè)置,參數(shù)包括儀表地址、通信速率、接線模式、CT變比、PT變比等。

(2）用能設(shè)備信息管理。系統(tǒng)可以按照設(shè)備用能屬性,實(shí)現(xiàn)設(shè)備的分類管理:可以監(jiān)控用能設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及關(guān)鍵參數(shù),建立設(shè)備資產(chǎn)管理和維護(hù)管理文件:對(duì)設(shè)備的歷史維護(hù)記錄和維護(hù)計(jì)劃進(jìn)行在線管理,使得生產(chǎn)過(guò)程安全、穩(wěn)定。

3.2.4系統(tǒng)安全管理

(1）用戶管理。系統(tǒng)可以根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建、刪除用戶,允許管理員負(fù)責(zé)管理組內(nèi)用戶。

(2）權(quán)限管理。系統(tǒng)登陸需通過(guò)用戶密碼和權(quán)限驗(yàn)證,并對(duì)所有操作事件進(jìn)行記錄。支持分級(jí)授權(quán)機(jī)制,不同管理權(quán)限人員可根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定進(jìn)行分級(jí)訪問(wèn)。

(3）日志管理。系統(tǒng)記錄/查詢用戶的各項(xiàng)操作、報(bào)警信息等,記錄/查詢自身運(yùn)行過(guò)程中的錯(cuò)誤、診斷日志信息。

3.3能源消耗分析與管理

根據(jù)生物制藥企業(yè)藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范,對(duì)企業(yè)生產(chǎn)所需能源進(jìn)行能源管理。依據(jù)能源平臺(tái)分析得出的數(shù)據(jù)對(duì)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的能源進(jìn)行成本分?jǐn)?促進(jìn)各生產(chǎn)車(chē)間改進(jìn)生產(chǎn)工藝和促進(jìn)高耗能設(shè)備設(shè)施的更新?lián)Q代,實(shí)現(xiàn)各部門(mén)和生產(chǎn)車(chē)間能源消耗的標(biāo)桿管理,科學(xué)準(zhǔn)確地定義和分析各部門(mén)團(tuán)隊(duì)的能源消耗成本,方便財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)核算,將能源成本分?jǐn)偟礁鞑块T(mén),分析各部門(mén)的能源消耗情況,分析能源消耗成本影響,維護(hù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等。

4結(jié)語(yǔ)

使用、開(kāi)發(fā)公司能源管理系統(tǒng),可彌補(bǔ)生物制藥企業(yè)在能源管理方面的短板,應(yīng)用數(shù)字化的能源信息,方便管理者直觀讀取企業(yè)能源消耗情況。相較于以往人工抄表的方式,自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化、智能化的能源管理系統(tǒng)極大地提高了工作效率,也為后期精準(zhǔn)化能源數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析及記錄提供條件。

4.1系統(tǒng)運(yùn)行連續(xù)、可靠、安全

能源管理系統(tǒng)根據(jù)生物制藥企業(yè)的能源使用特點(diǎn),對(duì)系統(tǒng)功能做出相應(yīng)改進(jìn)。系統(tǒng)可連續(xù)可靠地對(duì)公司能耗指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估、匹配,加強(qiáng)對(duì)關(guān)鍵能耗數(shù)據(jù)及能耗設(shè)備的監(jiān)控。

4.2系統(tǒng)操作使用簡(jiǎn)便

從能源管理人員的分析和總結(jié)到相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的審核和批準(zhǔn),從部門(mén)能源管理到企業(yè)能源總結(jié)和報(bào)告,整個(gè)工作流程清晰易懂,符合整體能源管理要求和企業(yè)能源管理標(biāo)準(zhǔn)。

4.3系統(tǒng)監(jiān)管簡(jiǎn)潔有效

該系統(tǒng)根據(jù)EMS模式進(jìn)行能源數(shù)據(jù)管理,使得系統(tǒng)運(yùn)行簡(jiǎn)潔高效,對(duì)分散能源數(shù)據(jù)進(jìn)行集中化管理控制。根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果提出相對(duì)應(yīng)的解決方法,實(shí)現(xiàn)企業(yè)制定的能源節(jié)約目標(biāo)。

4.4實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理

通過(guò)能源管理系統(tǒng)的自動(dòng)化數(shù)據(jù)信息采集,極大地提升了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性,實(shí)現(xiàn)能源精細(xì)化管理。