摘要：针对目前工厂信息化薄弱，设备数据无法实时掌握，设备能耗无法实时监控等问题，通过统一的管控平台将所有终端采集设备进行集中监控与管理，打造工厂大数据中心，为智能工厂提供可靠的大数据分析，从而形成完善的智能工厂服务体系。
关键词：能源数据；采集与管理；能源计量
一、能源数据的采集
能源数据采集与管理平台主要包括数据采集终端设备、接口机、网络传输设备和数据接口服务器。
企业能源数据的采集主要有三种形式：一是通过企业已建成的能源信息化系统，如能源管理系统；二是通过放置于现场的数据采集设备；三是通过企业能源数据报送系统。
1.企业已有能源信息化系统，如能源管理系统，企业的能源相关数据都可进入信息化系统，因此可以通过能源计量数据采集与管理平台的前置接口机与企业能源信息化系统建立通信方式获取。接口机再将数据进行加密，通过互联网Internet或专网(VPN)上传至数据中心的数据接口服务器。
2.对于规模尚小、信息化基础薄弱，不具备建设能源信息化系统的企业，可通过数据采集设备采集企业的一级、二级及重点能源设备的能源相关数据。数据采集器采集的能源相关数据经过接口机进行协议转换，采用有线或GPRS无线的方式上传至数据中心，也可以采用具有GPRS功能的数据采集器直接将能源相关数据通过无线方式上传至数据中心。
3.对于某些难以采用计量器具直接进行计量的情况，企业需按时通过门户网站的数据报送服务系统上报能源相关数据。数据通过Web服务器转存至数据库服务器，从而使系统可以及时地获取这些无法直接采集到的能源相关数据。
二、能源数据现场采集
1.现场采集设备直采
对没有实时信息系统、生产管理系统、控制系统或者控制系统没有包括能源测量点的企业，可以安装能源数据采集设备，通过RS485通讯线连接现场仪表，从现场仪表设备采集各种能源购进、消费、产出等相关数据，通过ModBus、DL/T645-2007、CJ/T188等规约实现数据采集。实施采集情况如图1所示。
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各类数据采集要求如下:①电力数据采集。工业企业的电力购进、消费或产出、外供数据，可通过具有通信接口的电子式多功能电能表采集。电能表可通过有线或无线方式直接连接数据采集器。 ②热力数据采集。重点用能单位的热力购进、消耗或产出、外供等数据，可通过两种方式采集:一种是通过管道进出口处的智能热力仪表，得到热力累积数据，该数据以有线或无线方式发送到数据采集器;另一种是通过对蒸汽瞬时流量、压力和温度计量仪表数据进行采集，通过有线或无线的方式传送至热力积算仪中，并由其将得到的热力数据以有线或无线方式发送到数据采集器。 ③气态物料数据采集。在输送气态物料管道进口管或出口管段安装智能气体流量表，得到该类气体物料的流量累积数据，将该数据以有线或无线方式发送到数据采集器。 ④液态物料数据采集。在输送液态物料管道进口管或出口管段安装智能液态流量表，得到该液类液态物料的流量累积数据，将该数据以有线或无线方式发送到数据采集器。 ⑤固态物料数据采集。在用能单位进出厂和消耗等环节，通过汽车衡、轨道衡、皮带秤等称重仪表及计量系统，得出该固态物料的累积数据，将该数据以有线或无线方式发送到数据采集器。 ⑥能源折标系数采集。各能源品种折标系数的选择，本着尽量接近实际情况的原则确定。对于有检测条件的企业，由企业按照其实际情况填报或从企业已有化验室系统中对接，对于没有检测条件的企业，采用国家公布的《综合能耗计算通则》(GB/T2589-2008)中规定的参考折标系数进行分析、计算。
2.红外方式采集
红外方式适用于配置有红外装置的各类计量表计。红外采集方式是使用红外作为通讯媒介。通过红外通讯装置与表计的红外接口进行通讯获取表计数据，再将表计数据通过信号线传输给数据采集器，数据采集器将信号传输给服务端，完成数据的采集。采集方式如图三。
红外方式采集系统主要有以下几部分构成:红外通讯装置——安装在现场表计附近，与现场表计的红外通讯接口进行通讯。数据采集器——通过有线方式连接红外通讯装置，并将红外通讯装置采集的数据发送给服务端。
3.视频方式采集
当现场表计没有红外装置，可以采用视频图像方式进行采集。视频图像采集方式是利用数据摄像机原理，由摄像机取得表计的图像信号，再将图像信息传到远程计算机。远程计算机通过软件识别图像取得该表的数据信息。
视频图像方式采集系统主要有以下几部分构成: 图像表计传感器——在标准的普通表计上配置专用的图像传感器。
图像处理数据采集器——根据用户工程的实际情况，安装专用的图像处理采集器，将用户的各种图像表计传感器信号通过专用信号线连接到远程计算机。
终端网络通信卡——通过终端通信卡实现把来自终端平台的采集指令传给现场图像采集器，同时现场采集的图像数据传输至计算机进行存储处理。
远程计算机平台——在远程计算机上安装图像识别软件，实现图像识别和数据信息的读取。并将数据上传至能源监管平台。
三、能源数据的集中监测
在能源计量数据采集的基础上，可实现能源数据的集中监视。即通过直观的图形界面，按照区域(园区)、行业、时间的维度来对各个重点用能企业的主要能耗指标，以及能源生产企业(部分企业既是能源消耗部门，同时也是能源生产部门，例如钢铁企业)的能源生产情况进行统一监视和跟踪，采用预警、报警等方式进行异常情况的提示，以确保各级主管部门能够及时、准确、全面地掌握其辖区内能源的生产、使用，以及重点耗能企业的能耗状况。
四、能源数据的统计与能效分析
在企业能源数据采集的基础上，采用饼图、直方图、趋势图、报表等形式对企业能耗数据、全市和区域的能源生产及消费构成、产值单耗等进行统计和分析，采用对标等分析方法对企业的能源利用效率进行分析。基于分析结果，帮助主管部门提出全市、区域和企业节能、提高能效的措施和思路，促使各级管理部门对其辖区内重点耗能企业的能效指标和节能量进行更为科学和有效的监管。
五、结束语
能源数据采集与管理平台提供按地区、行业、能耗类型的统计与分析功能；采集点、计量器具、历史数据、计量网络图等查询功能；能源字典、对标字典、能耗报警功能，实现用能单位能流监测、计量器具管理。有效监管重点用能单位的能源利用效率，实现从计量器具管理到计量数据管理的转变，从根本上保障能源计量数据的准确可靠，为政府的能源规划、能效考核和节能减排提供实时、准确的科学依据，帮助用能单位及时了解用能现状，分析节能潜能，促使用能单位向精细化管理转型。
参考文献
[1]宋慧欣.“工业4.0”, 制造业未来之路[J].自动化博览, 2013 (10) :26-27.
[2]陈智呈, 郑松.工业4.0与智能联动战略[J].信息技术与信息化, 2014 (6) :76-78.
论文作者:梁丹
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/29
标签：数据论文; 能源论文; 方式论文; 数据采集论文; 企业论文; 采集器论文; 图像论文; 《基层建设》2020年第2期论文;