清華同方能耗管理方案

1、節(jié)能管理解決方案節(jié)能管理解決方案1. 概述身處發(fā)展中國(guó)家陣營(yíng)的中國(guó)，能源短缺，能耗過(guò)大已經(jīng)切切實(shí)實(shí)影響到企業(yè)的發(fā)展乃至每 個(gè)人的生活。國(guó)家“十一五”計(jì)劃特別強(qiáng)調(diào)要建立節(jié)約型社會(huì)，政府希望單位 GDP 能耗（又叫 “萬(wàn)元 GDP（gross domestic product）能耗”）在“十一五”期間降低 20%。如果再按照高耗能、 粗放式的方式擴(kuò)大生產(chǎn)，全世界的能源也難以維系高速運(yùn)行的中國(guó)經(jīng)濟(jì)快車(chē)。為此，發(fā)展改革 委會(huì)同有關(guān)部門(mén)制定的節(jié)能減排綜合性工作方案提出，要加快節(jié)能減排技術(shù)的研發(fā)和推廣， 加大淘汰電力、鋼鐵、建材、煤炭等行業(yè)落后產(chǎn)能的力度。而推進(jìn)信息技術(shù)在這些行業(yè)中的應(yīng)用， 是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排

2、的技術(shù)手段。2. 需求分析2.1 行業(yè)現(xiàn)狀2008 年是完成“十一五”節(jié)能減排約束性目標(biāo)的關(guān)鍵一年。為大力支持推動(dòng)節(jié)能減排工作，財(cái)政部安排了 270 億專(zhuān)項(xiàng)資金，大力推動(dòng)節(jié)能減排工作。此外，加上中央建設(shè)投資中安排的 148 億元，2008 年中央財(cái)政共計(jì)安排 418 億元用于支持推進(jìn)節(jié)能減排工作。今年財(cái)政部 將進(jìn)一步加大工作力度，立足于“四個(gè)注重”推進(jìn)節(jié)能減排?！白⒅貦C(jī)制”是其中之一，即堅(jiān) 持和完善財(cái)政專(zhuān)項(xiàng)資金“以獎(jiǎng)代補(bǔ)”新機(jī)制，對(duì)重大節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品推廣應(yīng)用、城市污水處 理設(shè)施配套管網(wǎng)建設(shè)等關(guān)系節(jié)能減排成效的關(guān)鍵領(lǐng)域和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，采取財(cái)政專(zhuān)項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)資金與 節(jié)能減排量掛鉤辦法，多節(jié)能減排，多獎(jiǎng)勵(lì)；達(dá)

3、不到節(jié)能減排目標(biāo)，要進(jìn)行處罰。而當(dāng)前國(guó)內(nèi)能源統(tǒng)計(jì)和管理在為決策時(shí)提供依據(jù)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)存在著很大問(wèn)題：. 沒(méi)有統(tǒng)一的能源統(tǒng)計(jì)方法基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)信息不盡準(zhǔn)確與全面統(tǒng)計(jì)算法不夠完全合理與完善用能單位能源數(shù)據(jù)匯總體系不完善缺乏必要的工具和系統(tǒng)平臺(tái). 缺乏能源數(shù)據(jù)的分析工具背景北京同方軟件股份有限公司版權(quán)所有15數(shù)據(jù)匯總工作復(fù)雜、龐大，而且極易出錯(cuò)而基于海量數(shù)據(jù)的分析更是困難沒(méi)有積累起可用于分析和查詢的能源數(shù)據(jù)庫(kù) 其結(jié)果最終導(dǎo)致：能源數(shù)據(jù)缺乏完整性、可靠性、一致性和靈活性，使得采集來(lái)的能源數(shù)據(jù)不能有效的服務(wù)于生產(chǎn)。2.2 用戶需求用戶希望能夠把各單位從事生產(chǎn)勞動(dòng)過(guò)程中涉及到的各種資源通過(guò)科學(xué)的方法來(lái)實(shí)行有 效的

4、、合理的組織、控制和調(diào)整，使它們?cè)谏a(chǎn)經(jīng)營(yíng)中協(xié)調(diào)有序地充分發(fā)揮作用，既能連續(xù)、 均衡地生產(chǎn)，又能最大限度地降低各種能源的浪費(fèi)、資金的占用，提高企業(yè)整體素質(zhì)，達(dá)到 節(jié)約能源、提高經(jīng)濟(jì)效益目的。為領(lǐng)導(dǎo)提供輔助決策功能，從而合理組織、協(xié)調(diào)生產(chǎn)，提高 生產(chǎn)效率。節(jié)能管理系統(tǒng)應(yīng)完成以下的建設(shè)目標(biāo)：系統(tǒng)組成精簡(jiǎn)，力求使系統(tǒng)設(shè)備的投資盡量合理。實(shí)現(xiàn)設(shè)備的“大集成”。能耗數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、匯總、分析，如：水、電、燃?xì)?、蒸汽等。能耗?shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)分布查看。能耗數(shù)據(jù)分析與節(jié)能改造。能耗大戶、工廠及辦公樓宇、場(chǎng)館等的能耗監(jiān)控和分析。報(bào)警和自動(dòng)控制。3. 解決方案3.1 方案設(shè)計(jì)北京同方軟件股份有限公司推出的節(jié)能管理方案，

5、本著統(tǒng)籌規(guī)劃、符合轄區(qū)的實(shí)際需要、 切實(shí)提高能源及設(shè)備管理水平的原則，以能源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的快速響應(yīng)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)、 信息資源充分共享、高效的分析處理為首要目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)提高能源使用效率的最終目標(biāo)。系統(tǒng)將采用先進(jìn)的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、數(shù)字視頻技術(shù)、圖像識(shí)別、壓縮技 術(shù)、網(wǎng)絡(luò)圖像控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)等，建成以節(jié)能監(jiān)控為核心的管理體系。它能夠在保證系統(tǒng)高可靠性的前提下，高速集成各數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)，并為數(shù)據(jù)使用者提供統(tǒng)一的 數(shù)據(jù)交互平臺(tái)，強(qiáng)大的實(shí)時(shí)計(jì)算系統(tǒng)能夠在第一時(shí)間將測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)計(jì)指標(biāo)；先進(jìn)的報(bào) 警系統(tǒng)能夠?qū)y(cè)點(diǎn)的異常變化提供預(yù)報(bào)及報(bào)警服務(wù)；精美的流程畫(huà)面可以直觀的反映現(xiàn)場(chǎng)設(shè) 備

6、工作狀況；功能豐富的曲線分析工具可以按時(shí)序?qū)y(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)和靜態(tài)分析；樣式豐 富的報(bào)表能夠滿足不同職能的工作需要；與地理信息系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)的 無(wú)縫集成為用戶提供了統(tǒng)一的系統(tǒng)交互平臺(tái)；基于 Web 的人機(jī)交互模式能夠使地理位置分散 的授權(quán)用戶隨時(shí)展開(kāi)實(shí)時(shí)團(tuán)隊(duì)協(xié)作，方便快捷的集中管理遠(yuǎn)程部署功能大大縮減了項(xiàng)目實(shí)施 時(shí)間及日常維護(hù)成本。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖 1 所示。圖 1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)關(guān) ezGate 可以通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)（LAN）或者無(wú)線網(wǎng)絡(luò)（GPRS、CDMA 等）的 方式采集下層數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)加工整理后上傳到節(jié)能管理服務(wù)器中。系統(tǒng)能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的加工分析，這

7、樣當(dāng)各級(jí)管理者（包括政府管理部 門(mén)、集團(tuán)負(fù)責(zé)人、企業(yè)負(fù)責(zé)人）需要進(jìn)行能源消耗分析、能源使用效率分析時(shí)，就可以通過(guò) 網(wǎng)絡(luò)根據(jù)各自不同的權(quán)限登陸到系統(tǒng)中。3.2 功能介紹3.2.1 系統(tǒng)架構(gòu)圖同方軟件在數(shù)據(jù)采集與集成方面有很長(zhǎng)時(shí)間的積累；同時(shí)，同方軟件根據(jù)企業(yè)的特點(diǎn)和 自身在本行業(yè)的工程經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)用戶的實(shí)際需求，定制研發(fā)了節(jié)能管理套件。本套件是以 J2EE 框架為基礎(chǔ)的適應(yīng)“管、控、營(yíng)”特點(diǎn)的應(yīng)用集成平臺(tái)系統(tǒng)，系統(tǒng)構(gòu) 架圖如圖 2 所示。圖 2 系統(tǒng)構(gòu)架圖3.2.2 系統(tǒng)功能組成3.2.2.1 能耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊從智能儀表、智能模塊、工業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)、板卡、變頻器、人工錄入設(shè) 備等多種軟件

8、、設(shè)備、協(xié)議獲取數(shù)據(jù)，其提供的 SDK 開(kāi)發(fā)包可以通過(guò)簡(jiǎn)潔的二次開(kāi)發(fā)快速實(shí) 現(xiàn)對(duì)非標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)采集。3.2.2.2 能耗數(shù)據(jù)采集組態(tài)模擬畫(huà)面不僅能夠以精美的流程畫(huà)面直觀的展示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的工作狀況（如模擬值的變化、開(kāi)關(guān)量的 狀態(tài)變換、設(shè)備間的聯(lián)動(dòng)關(guān)系、報(bào)警狀態(tài)的特別提示等），而且具有存儲(chǔ)空間小、縮放不失真、 網(wǎng)絡(luò)傳輸快等多方面優(yōu)勢(shì)。系統(tǒng)采用市面流行、功能強(qiáng)大的 Adobe Illustrator 矢量圖形編輯軟件作為組態(tài)工具的繪圖 引擎，配合系統(tǒng)提供的種類(lèi)豐富、畫(huà)工精致的行業(yè)組態(tài)元件圖庫(kù)，設(shè)計(jì)者僅需采用拖拽方式擺 放圖庫(kù)中的元件便可快速完成流程畫(huà)面組態(tài)工作。通過(guò)流程畫(huà)面，工作人員可以實(shí)現(xiàn)在管

9、理網(wǎng) 絡(luò)對(duì)設(shè)備的耗電量、水用量、燃?xì)庥昧康葦?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，這對(duì)于解決現(xiàn)行的能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè) 勞動(dòng)強(qiáng)度大，數(shù)據(jù)采集、傳輸速度慢等問(wèn)題具有深遠(yuǎn)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。圖 3 系統(tǒng)模擬圖3.2.2.3 能耗數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算系統(tǒng)的實(shí)時(shí)計(jì)算模塊采用分布式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，能夠以時(shí)間觸發(fā)或變量觸發(fā)兩種方式實(shí)現(xiàn)對(duì) 生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜邏輯的實(shí)時(shí)分析。內(nèi)置的函數(shù)包不僅可以實(shí)現(xiàn)常規(guī)的時(shí)間加權(quán)計(jì)算，而且可以為企業(yè)管理部門(mén)提供基于數(shù)學(xué)分析模型的報(bào)警服務(wù)。圖 4 自動(dòng)計(jì)算3.2.2.4 能耗分析系統(tǒng)能耗統(tǒng)計(jì)部分包括調(diào)研各設(shè)備系統(tǒng)的基本信息等。通過(guò)收集整理各類(lèi)能耗數(shù)據(jù)，了解 和初步掌握用能設(shè)備構(gòu)成情況及用能設(shè)備使用情況，分析并獲取不同種

10、類(lèi)的用能（分布狀況和 全年變化狀況。由于能耗數(shù)據(jù)點(diǎn)較多，必須采用一種高效而又全面的查詢和組織方式進(jìn)行系統(tǒng) 的管理和實(shí)時(shí)能耗的比較。系統(tǒng)集成了先進(jìn)的商業(yè)智能分析工具，可根據(jù)預(yù)設(shè)數(shù)學(xué)模型實(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng) 計(jì)，并以單棒圖、雙棒圖、三棒圖、多線圖、X-Y 圖等多種形式展示統(tǒng)計(jì)結(jié)果，并可以將結(jié)果 輸出為 HTML、PDF、Excel 格式。圖 5 能耗分析3.2.2.5 能耗數(shù)據(jù)報(bào)表本方案提供了靈活的報(bào)表功能，用戶無(wú)需編寫(xiě)代碼，只需簡(jiǎn)單配置即可實(shí)現(xiàn)樣式豐富、滿 足能耗分析需求的報(bào)表。方案提供可視化查詢和報(bào)表配置界面，可以批量生成文件；針對(duì)復(fù)雜 的報(bào)表，系統(tǒng)提供可引用的報(bào)表模板。由于報(bào)表通過(guò)對(duì)長(zhǎng)期

11、的生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，使 報(bào)表的每列數(shù)據(jù)可以是能耗參數(shù)的某一項(xiàng)指標(biāo)，也可以是某幾項(xiàng)指標(biāo)的運(yùn)算表達(dá)式，并可以在 報(bào)表內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算、匯總等操作，將結(jié)果輸出為 HTML、PDF、Excel 等格式。圖 6 報(bào)表功能3.2.2.6 預(yù)警與報(bào)警服務(wù)本方案不僅能夠根據(jù)預(yù)設(shè)報(bào)警限值對(duì)變量的異常變化進(jìn)行預(yù)警及報(bào)警，而且可以根據(jù)配置 以流程畫(huà)面、GSM/GPRS 短信、e-Mail 等多種渠道進(jìn)行報(bào)警提示，并根據(jù)聯(lián)動(dòng)規(guī)則執(zhí)行如視 頻聯(lián)動(dòng)等預(yù)案輔助處理。用戶可以通過(guò)圖形用戶界面對(duì)報(bào)警事件進(jìn)行備注、確認(rèn)、報(bào)警統(tǒng)計(jì)等 操作。通過(guò)報(bào)警統(tǒng)計(jì)功能，用戶可以查看任意時(shí)間段內(nèi)指定變量超過(guò)報(bào)警限值的累計(jì)時(shí)長(zhǎng)、次 數(shù)，并形

12、成統(tǒng)計(jì)報(bào)表。3.2.2.7 實(shí)時(shí)趨勢(shì)及歷史曲線本方案提供的實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線工具可以查看指定測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)變化情況及與當(dāng)前時(shí)間相鄰時(shí) 間段的數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)對(duì)象的動(dòng)態(tài)分析。曲線畫(huà)面可以同時(shí)顯示多個(gè)變量的曲 線實(shí)現(xiàn)變量間的對(duì)比，并支持動(dòng)態(tài)添加、刪除曲線，查看各個(gè)變量的報(bào)警限值，并對(duì)報(bào)警區(qū)域 進(jìn)行高亮顯示。圖 7 實(shí)時(shí)趨勢(shì)圖系統(tǒng)提供的歷史數(shù)據(jù)曲線可以查看指定測(cè)點(diǎn)在指定時(shí)間段內(nèi)的數(shù)據(jù)變化情況，從而實(shí)現(xiàn)對(duì) 被測(cè)對(duì)象歷史數(shù)據(jù)的靜態(tài)分析。曲線畫(huà)面可以同時(shí)顯示多個(gè)變量的曲線實(shí)現(xiàn)變量間的對(duì)比，并 支持動(dòng)態(tài)添加、刪除曲線，查看各個(gè)變量的報(bào)警限值，統(tǒng)計(jì)每個(gè)變量在指定時(shí)間段內(nèi)的最大值、 最小值及其對(duì)應(yīng)的取值時(shí)間，

13、曲線畫(huà)面可以任意縮放實(shí)現(xiàn)曲線的精確分析。圖 8 歷史曲線圖3.2.2.8 地理信息系統(tǒng)集成本方案能夠與地理信息系統(tǒng)（GIS）無(wú)縫集成實(shí)現(xiàn)設(shè)備的分布監(jiān)控，從空間、時(shí)間上了解 重點(diǎn)能耗設(shè)備的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，直觀表現(xiàn)節(jié)能狀況和變化規(guī)律。圖 9 地理信息系統(tǒng)3.2.2.9 視頻監(jiān)控系統(tǒng)集成本方案可以實(shí)現(xiàn)多種監(jiān)控方式（單個(gè)攝像頭的監(jiān)控，對(duì)數(shù)字監(jiān)控可支持畫(huà)中畫(huà)監(jiān)控、四畫(huà) 面監(jiān)控、三九畫(huà)面監(jiān)控、十六畫(huà)面監(jiān)控等）實(shí)時(shí)監(jiān)控圖像，并可以進(jìn)行云臺(tái)控制，如控制攝像 頭的左右上下轉(zhuǎn)動(dòng)以及焦距的拉伸等操作并且具有實(shí)時(shí)的畫(huà)面截取和視頻的錄像、回放功能。圖 10 視頻監(jiān)控系統(tǒng)集成3.2.2.10 管理信息系統(tǒng)集成本方案可以實(shí)

14、現(xiàn)與企業(yè)辦公自動(dòng)化系統(tǒng)無(wú)縫集成，將生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控與企業(yè)信息管理整合為 統(tǒng)一整體，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的“管、控、營(yíng)”一體化。3.2.2.11 基于 Web 的系統(tǒng)交互本方案采用基于 Web 的人機(jī)交互模式，不僅能夠減少工作站計(jì)算機(jī)的日常維護(hù)成本，并 且能夠使地理位置分散的授權(quán)用戶隨時(shí)展開(kāi)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同辦公，實(shí)現(xiàn)部門(mén)間的實(shí)時(shí)團(tuán)隊(duì)協(xié)作。3.2.2.12 集中管理遠(yuǎn)程部署用戶可以在網(wǎng)絡(luò)上的任何一臺(tái)授權(quán)工作站，使用本方案的管理平臺(tái)對(duì)系統(tǒng)的各功能組件進(jìn)行遠(yuǎn) 程部署和配置，并可實(shí)時(shí)獲悉每個(gè)應(yīng)用模塊的運(yùn)行狀況，從而大大縮減了項(xiàng)目實(shí)施時(shí)間及日常 維護(hù)成本。3.2.3 特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì) 基于 ezONE 易眾業(yè)務(wù)基礎(chǔ)平臺(tái)開(kāi)發(fā)、運(yùn)行，由此

15、繼承了 ezONE 的所有功能，如：可以集 成各種企業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)（如 ERP、CRM、CMS）、辦公應(yīng)用系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、電子郵件系統(tǒng)等；定制個(gè)性化的頁(yè)面風(fēng)格、布局；對(duì)用戶、資源的統(tǒng)籌管理等等。 強(qiáng)大、快速、靈活的報(bào)表組態(tài)工具：通過(guò)很短的時(shí)間即可定制生成企業(yè)需要的報(bào)表。 互動(dòng) HMI：基于網(wǎng)絡(luò)分布式協(xié)作的靈活矢量圖互動(dòng)組態(tài)功能，豐富的可擴(kuò)充圖庫(kù)支持，所見(jiàn)即所得的開(kāi)發(fā)環(huán)境, 依托 Illustrator 的矢量圖編輯功能可以使組態(tài)圖形的繪制變得輕 松且易于培訓(xùn)。 跨平臺(tái)：支持 Windows，Linux，UNIX 等操作系統(tǒng)，支持 SQL Server, Oracle 等多種數(shù)據(jù)庫(kù)。 安全性：提

16、供身份認(rèn)證、權(quán)限控制、信息保密、確保數(shù)據(jù)完整性等一整套安全保障體 系，保證了個(gè)性化使用的安全性。 支持標(biāo)準(zhǔn)化接口：支持 OPC、DDE、ODBC 等標(biāo)準(zhǔn)化通訊接口，并且提供接口二次開(kāi)發(fā)工 具，可以方便地開(kāi)發(fā)驅(qū)動(dòng)，與其它非標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)接口建立通訊連接。 支持 4A：多層架構(gòu)，支持個(gè)性化界面（包括無(wú)線、WML、網(wǎng)頁(yè)），基于規(guī)則引擎的報(bào)警（短信、e-Mail、聲音）和視頻聯(lián)動(dòng)，真正實(shí)現(xiàn) 4A（Anytime, Anywhere, Any device, Any network），使得管理者和工程維護(hù)人員無(wú)論身在何處，都可以實(shí)時(shí)地通過(guò) Internet 或 Intranet 使用標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器在線監(jiān)控能耗情況，處理現(xiàn)場(chǎng)的異常狀況或進(jìn)行工程維護(hù)，使維護(hù)工作變得 及時(shí)、高效，并降低了工程維護(hù)成本。 實(shí)用性：在系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)上，能夠滿足企業(yè)的當(dāng)前需求，同時(shí)兼顧企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，能夠讓企業(yè)以較低的維護(hù)投入而獲得較大的效益回報(bào)。 先進(jìn)性：在滿足當(dāng)前系統(tǒng)功能需要的前提下，本著高定位、高起點(diǎn)的指導(dǎo)思想，采用先進(jìn)的成熟軟件產(chǎn)品、軟件設(shè)計(jì)方法、軟件實(shí)現(xiàn)技術(shù)，包括系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、開(kāi)發(fā) 管理工具等。 可維護(hù)性：系統(tǒng)具有完備的網(wǎng)絡(luò)控制、診斷、測(cè)試功能和在線故障恢復(fù)能力，維護(hù)方便，維護(hù)成本低。4. 適用領(lǐng)域該方案適用于所有高能耗企業(yè)，可將高能耗企業(yè)逐步