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活動鏈接：2013年控制網(wǎng)行業(yè)專題---發(fā)展新能源更要做好能源管理

   編輯點評：

   日本是一個能源極度匱乏的國家，這也造就了日本人民從小就根深蒂固的節(jié)能理念，近40年的節(jié)能歷史使日本的節(jié)能工作水平處于世界公認(rèn)的領(lǐng)先地位。作為日企的代表，三菱電機(jī)自然也受益于此，經(jīng)過數(shù)十年的摸索和實踐，形成了成熟而先進(jìn)的能源管理理念、節(jié)能產(chǎn)品與技術(shù)，以及科學(xué)的節(jié)能管理措施，其節(jié)能產(chǎn)品被廣泛認(rèn)可。本文介紹的是三菱電機(jī)與上海電氣集團(tuán)合作成立的節(jié)能業(yè)務(wù)工程公司——上海電氣菱電節(jié)能控制技術(shù)有限公司為上海重型機(jī)器廠提供的能源管理方案，項目一期運行半年來已實現(xiàn)單位能耗下降10%的顯著效果。

  1　項目背景

   中國是世界第一能源消費大國，也是能源使用效率較低的國家，特別是工業(yè)能源消費量超過了全國能源消費總量的70%，大部分工業(yè)企業(yè)存在著設(shè)備性能低下、生產(chǎn)工藝落后、能耗指標(biāo)較高，以及總體用能效率低的現(xiàn)象。2008年，三菱電機(jī)自動化（中國）有限公司成立了下屬于行業(yè)及大客戶部的節(jié)能業(yè)務(wù)推廣部門，努力將“e&eco-F@ctory” 工廠能源可視化管理解決方案推廣于中國市場。

   社會責(zé)任感和對“e&eco-F@ctory”先進(jìn)性的認(rèn)同，與三菱電機(jī)合作成立了專注于節(jié)能業(yè)務(wù)的工程公司——上海電氣菱電節(jié)能控制技術(shù)有限公司。公司成立后，結(jié)合了雙方各自的優(yōu)勢共同開拓節(jié)能市場，在機(jī)械、汽車、食品等行業(yè)實施節(jié)能項目，大力推廣“e&eco-F@ctory” 工廠能源可視化管理解決方案。作為節(jié)能示范基地的上海重型機(jī)器廠正在實施的可視化能源管理項目就是其中一個典型案例。

  2　項目介紹

  上海重型機(jī)器廠有限公司系上海電氣集團(tuán)成員企業(yè)，是上海電氣重工集團(tuán)所屬骨干企業(yè)。主要生產(chǎn)電站、冶煉、軋鋼、鍛壓、水利、礦山采掘和建材化工設(shè)備等，以及電站、核電、冶金、機(jī)械、造船和化工等行業(yè)所需的高質(zhì)量大型鑄鍛件，使用電、天然氣、水等能源，單日的用電負(fù)荷最高可達(dá)5萬千瓦，是上海市政府特別關(guān)注的用能大戶企業(yè)。上海電氣菱電節(jié)能控制技術(shù)有限公司負(fù)責(zé)實施對該廠的節(jié)能技術(shù)改造，導(dǎo)入以“e&eco-F@ctory”為基礎(chǔ)的節(jié)能系統(tǒng)技術(shù)和管理理念，建立能源可視化系統(tǒng)，達(dá)成工廠的節(jié)能目標(biāo)。
  
                 
                                      圖1 分層分布式結(jié)構(gòu)示意圖     
 
   上海電氣菱電節(jié)能控制技術(shù)有限公司為上海重型機(jī)器廠有限公司量身定制了能源管理系統(tǒng)，主要功能是通過采集工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)，詳細(xì)監(jiān)測和記錄每個爐子、車間、廠、企業(yè)的能耗及爐子的溫度、壓力值。在此基礎(chǔ)上對這些監(jiān)測點提供當(dāng)前實時查詢和歷史查詢功能，查詢包括列表和折線圖兩種形式，同時還提供各種數(shù)據(jù)分析處理手段，幫助客戶企業(yè)找出能源浪費的環(huán)節(jié)及根源。另外還提供對客戶企業(yè)各類產(chǎn)品生產(chǎn)過程中能耗的全程追蹤，從而對工藝的改進(jìn)、能源的節(jié)省及產(chǎn)品的成本控制具有積極意義。

   由于該項目能源監(jiān)測的點數(shù)多、分布散、距離遠(yuǎn)，因此系統(tǒng)方案從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計上就必須充分考慮這些因素，采取分層分布式結(jié)構(gòu)，以確保方案實施的安全性與可靠性，示意圖如圖1所示。

   能源管理的第一步就是數(shù)據(jù)采集，也是最重要的一步。該項目的能耗監(jiān)測主要對于全廠的電能、蒸汽、煤氣、氧氣等進(jìn)行實時的測量，并把這些測量數(shù)據(jù)通過三菱節(jié)能數(shù)據(jù)服務(wù)器上傳到企業(yè)網(wǎng)，通過企業(yè)網(wǎng)可把實施的能耗數(shù)據(jù)顯示在任何網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上同時配合可視化能源管理軟件，使得能耗可以被隨時監(jiān)視，達(dá)到了真正的“可視化”，這是非常重要的節(jié)能手段。

   通過可視化平臺，能發(fā)現(xiàn)一些可能被忽視的用能問題。從具體功能上來說，該系統(tǒng)包含了對日常的能源數(shù)據(jù)管理，異常報警管理以及能源優(yōu)化分析與調(diào)度等功能，其中日常的能源數(shù)據(jù)管理包括對全廠能源數(shù)據(jù)的日、月、年報表功能，遠(yuǎn)程權(quán)限分級管理，歷史能源數(shù)據(jù)的存儲、分類、查詢等。異常報警管理則主要針對用能異常情況進(jìn)行快速反應(yīng)功能，包括超載預(yù)警、故障快速定位、應(yīng)急安全控制管理等，以幫助企業(yè)盡早發(fā)現(xiàn)隱患，避免安全事故的發(fā)生，一旦發(fā)生故障則可以迅速采取措施，最大限度地降低故障損失。

  能源的優(yōu)化分析與調(diào)度則主要從公司層面為企業(yè)的總體用能計劃提供決策依據(jù)，站在公司全局的角度審視能源的基本管理需求，滿足能源工藝系統(tǒng)的分散特性和能源管理需要集中的客觀要求，以適應(yīng)企業(yè)的戰(zhàn)略發(fā)展需要，減少管理環(huán)節(jié)，優(yōu)化管理流程，向管理要效益；降低能源系統(tǒng)的運行成本，減少日常管理的人力投入，提高生產(chǎn)效率。由于工廠規(guī)模大，項目分二步走，已完成第一期的能源對象為蒸汽、煤氣、氧氣，計劃今年啟動的第一期的能源對象為電能。在此項目中，成功采用了CC-Link IE無縫高速工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，將實時的數(shù)據(jù)以最短的刷新時間進(jìn)行顯示，大大提高了監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時性，并采用了MES INTERFACE模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)傳輸，大大提高了監(jiān)測數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。

  而且，首創(chuàng)了能源數(shù)據(jù)與生產(chǎn)數(shù)據(jù)相連接的現(xiàn)場控制系統(tǒng)（FCDS），在上層平臺掌握用能情況的基礎(chǔ)上，該功能可以使現(xiàn)場工作人員及時掌握整個生產(chǎn)過程的用能狀況，并根據(jù)能耗及時調(diào)整生產(chǎn)，從源頭上實現(xiàn)有效的節(jié)能。并且通過低成本的方式實現(xiàn)了兩個系統(tǒng)之間的互鎖與同步，大大減少了現(xiàn)場操作人員的失誤操作。當(dāng)然，在項目第一期實施過程中，也遇到如工廠現(xiàn)場情況復(fù)雜，無光纖網(wǎng)絡(luò)分布等難題，最終在工程技術(shù)團(tuán)隊的協(xié)作努力下，成功搭建了能源可視化系統(tǒng)，沒有對客戶的正常生產(chǎn)運行造成任何影響。

  3　效益分析

  項目一期運行半年來已實現(xiàn)單位能耗下降10%的顯著效果，二期中節(jié)能效果將有進(jìn)一步提高，達(dá)到20%～25%。上海重型機(jī)器廠將真正成為全國熱加工領(lǐng)域的節(jié)能示范工廠。

    摘自《自動化博覽》2013年9期