徐进
瓮福（集团）有限责任公司 贵州贵阳 550002
摘要：在我国经济迅速发展的同时，对能源的需求量也在不断增加，高能耗致使我国环境污染问题日益严重。为实现环境、经济共同发展，我国需大力推广节能技术，减少能源消耗。本文分析了可视化节能平台的建设，并通过实例研究发现可视化节能系统对企业优化能源结构、推动企业长远发展具有重要意义。
关键词：可视化节能系统；大型工厂；建设；应用
引言
近年来，可视化节能技术得到了迅速发展，西门子公司、三菱公司、施耐德公司等公司虽对其称呼不同，但是思路是相同的。三菱公司的理念是，在必要场所、必要时间及使用必要能源，生产出更高品质的产品，以提高企业经济效益。可视化节能技术的应用，可在企业生产过程中，提高能源利用率，提升企业经济效益。
1 E—JIT方案
为推动经济与环境共同发展，需在各行业推广节能技术，提高能源利用率，对此三菱公司认为：企业在生产过程中需在必要场所、必要时间及使用必要能源。依据此原则，可有效提升能源利用率，降低企业生产成本，提高企业经济效益。
图一 E-JIT具体方案
2 建设可视化平台系统
为有效解决能源利用率较低与能源浪费等问题，电气菱电依据三菱电机的可视化观念，并依据我国实际情况，研发了可视化平台系统，此系统可有效解决一下几个问题：
第一，在未建设可视化平台系统时，现场数据信息并不能实时传输，管理平台不可实时监控企业能源消耗情况，致使企业不能依据生产情况科学调配企业资源；第二，以往，采用人工采集能源数据的方式，这对管理人员了解企业能耗情况具有一定作用，然而由于采样点数量较少，极易影响统计结果的准确度。此外，企业不能及时了解原单位能量消耗情况；第三，若企业采用巡检方式采集相关数据信息、检查生产设备是否存在故障，企业并不能及时掌握生产设备运行请，即便生产设备发生故障，也不能确定其故障时间，这将给企业带来巨大经济损失；第四，可视化平台系统可实时采集相关数据信息，这对管理人员科学调配企业能源，提高企业生产效率，降低企业成本具有重要作用。
企业管理人员可依据可视化平台系统提供的各种数据信息，不断优化能源利用结构，从而提高企业能源利用率，提升企业经济效益。
图二 节能可视化系统平台网络层示意简图
3 实例分析
3.1项目企业能耗情况分析
本项目企业为某大型铸件加工企业，企业占地面积为40万平方米，拥有1000名以上员工。企业中设置有设计研究院、铸锻件研究所、工艺处等技术开发部门、冶炼、铸造、锻造等生产车间。企业拥有数控镗床、数控龙门铣、数控立车等生产设备。研究发现，此企业主要消耗电力、煤气、天然气等能源。通过调查可知，近年来此企业对能源的消耗量在不丹增加，其主要原因为：产量增加与能源利用率低。然而此企业并未建设可视化平台系统，因此其并不了解哪个生产环节在浪费能源。为有效解决这一问题，企业需建设可视化平台系统，以便企业掌握能源消耗情况，提高能源利用率。
3.2可视化平台系统
此平台系统是由可视化能源综合管理系统与现场控制设备系统组成。
3.2.1可视化能源综合管理系统
可视化能源综合管理系统是由能源监控综合软件和现场能耗监测硬件系统构成。
（1）能源监控综合软件部分
能源监控软件是由服务器和客户端两部分构成。
①服务器端
能源监控软件服务器需与现场三菱的数据服务器端连接起来，其主要功能为：采集、存储、计算能耗数据，并形成相应报表，同时，其还具有传送、预测报警等功能。
②客户端
客户端的主要功能则是显示、分析能耗数据，下载、打印文件，报警、维护等功能。客户端不仅可设置在企业总监控室内，还可依据企业要求将其设置在现场办公室内，并且为相关工作人员设置相应权限。
工作人员可通过互联网访问可视化节能凭条系统，不需安装专用客户端软件，如此可方便用户使用。
（2）现场能耗监测硬件系统
此系统的主要功能是实时监测企业能耗情况，并且将这些数据信息传输到可视化能源综合管理平台的服务器端，并利用服务器将这些数据信息显示到网络节点上，工作人员可利用可视化能源综合管理软件的客户端实时监控企业能耗情况，这对提高能源利用率，降低企业成本具有重要作用。
此企业能源监控方案主要为以下几种：
①电能监控
在此项目中，可使用多功能电子测量仪、多路能量测量仪实时监控企业高压配电、低压配电与生产设备运行情况，主要包含：电压、电流、瞬时功率、累计功率等内容。在获取相关数据信息之后利用CC-link工业现场总线上传到控制系统当中；之后由控制系统可编程逻辑控制器记录并转换这些数据信息，利用RS-485现场总线连接节能数据服务器，把数据信息传输到数据服务器中，从而形成可使用可视化平台系统调用的数据信息。
②非电能监控
可采用计量加密传输方式监控此企业的天然气、蒸汽等能耗情况。在
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软件平台上，工作人员可依据区域选择监控何种能源消耗情况，在选择确认之后可实时监控此种能源消耗情况，主要包含：流量、累计值、温度等数据信息。
（3）平台网络架设
为确保能耗数据信息监测及传输的准确性，为可视化平台系统建设了专用光缆与独立网络；为确保此系统可在未来进行扩展，在建设过程中在可视化监控软件与网络硬件中预留了网络接口。
3.2.2现场控制设备系统
在建设好能耗监测平台与可视化监控软件之后，企业管理人员可通过可视化平台监测软件查看企业能耗数据信息，能耗监测平台仅能采集、记录能耗数据分析，并不能科学分析、管理能耗数据，从而帮助企业找到能耗浪费环节。因而，可建设现场控制设备系统，此系统的上层平台可采集企业能源使用情况，并通过计算、分析找到企业能耗浪费环节，为企业提高能源利用率、降低企业成本奠定基础。
通过节能管理机制，现场不仅需考核能源消耗情况，还需对所有员工进行考核，以实现企业节能降耗的目标。由此可见，现场能源使用情况及能源管理体系的实时监控室实现能源管理目标的重要环节。
现场控制设备的主要功能：
（1）实时显示现场能耗情况
可视化平台系统不仅可使管理人员了解企业能耗情况，还可使现场工作人员掌握生产过程中的能耗情况，并依据实际生产情况科学调配生产活动，有效控制企业能耗。
（2）生产管理系统
①控制工艺流程状态
依据工作人员工作职责，给予操作人员相应权限，使其可在现场掌握实际生产情况，并依据生产过程中的能耗进行合理调控。
②实时控制加工量
通过可视化平台系统可实时监控产品加工量，此外，需赋予操作人员输入当班的预计加工量的权限，并由自动化系统自动统计实际加工量，操作人员可依据这些数据计算单位产品能耗，并且与实际单位产品能耗进行对比，并依据对比结果调整、改善生产环境，从而提高能源利用率、降低企业生产成本。
③实时控制产品合格率
在建设现场控制设备之后，操作人员可对比预先设定的产品参数与实际生产产品参数，使企业领导者可掌握产品合格率，这对提高产品合格率，提高企业竞争力具有重要作用。此外，可帮助当班工作人员掌握单位合格产品能耗情况。
（3）产品能源综合考核
通过此功能，操作人员可依据自己的权限输入个人当班情况信息，比如：产品规格、产品加工量、加工时间、操作人员当班时间等内容，管理人员及现场工作人员则可通过这些数据信息了解生产情况，并且评估产品生产情况。此外，针对并非批量生产的零件，可依据当班人员输入的尺寸、形状等产品规格信息、加工时间等信息，考核产品生产情况并计算产品生产单位能耗情况。
（4）生产计划综合规划
现场控制设备可利用数据库系统查看生产计划部门制定的生产计划，操作人员则可依据自己的权限掌握生产任务，并在其当班结束之时输入实际生产情况，为生产计划部门规划生产计划奠定基础。此外，动能企业可依据企业生产计划分析其对能源的需求，并为企业提供足够能源。
（5）异常情况报警及反应
现场控制设备可依据生产计划及对能耗的监控分析生产活动是否存在异常，并及时进行报警，如此对保证企业稳定生产、提高企业经济效益具有重要作用。
（6）现场生产及管理层无缝沟通
现场控制设备可通过各种工业网络接口及实施数据库系统，加强与管理层之间的沟通，使企业管理人员实时掌握企业生产情况，主要包含：产品加工量、产品加工工艺、生产部门生产计划等内容。
通过设置现场控制设备，使企业管理人员可利用现代化技术实时掌握企业生产计划与生产情况，从而依据企业实际生产情况科学调整生产计划及能源供给方案。此外，管理人员可了解生产过程中的异常情况，并采取有效措施解决这些问题。
4 经济效益分析
以往，企业使用的统计方式，并不能实时监控企业能耗问题及生产设备故障问题。通过建设可视化平台系统，可使管理人员实时了解企业能耗问题，并依据这些实时能耗数据不断优化生产流程，以实现企业节能降耗、提高经济效益的目的。研究发现，通过建设可视化平台系统，可有效降低企业能耗，降低企业生产成本，提高企业竞争力，推动企业稳定、健康发展。
5 结语
近年来，我国能源消耗量在不断增加，环境污染问题也日益凸显。与其他国家相比，我国能耗水平较高，为实现节能环保这一目标，我国需大力推广节能技术。通过建设可视化节能系统平台，可有效降低企业能耗，降低企业生产成本，提高企业产品质量，从而提高企业经济效益，推动我国经济稳定、持续、健康发展。
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论文作者:徐进
论文发表刊物:《防护工程》2018年第28期
论文发表时间:2019/1/4
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