安科瑞企業(yè)能源管控平臺在石化行業(yè)的應(yīng)用

摘要：隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，管理平臺在石化企業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛，成為提升企業(yè)運(yùn)營效率、優(yōu)化資源配置、保障安全生產(chǎn)的重要手段。管理平臺通過集成信息技術(shù)、數(shù)據(jù)分析、云計算等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對企業(yè)內(nèi)部各項業(yè)務(wù)流程的高效管理和監(jiān)控，為石化企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展注入了新的活力。

一、管理平臺在石化企業(yè)的作用

管理平臺在石化企業(yè)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1. 提升運(yùn)營效率：管理平臺通過自動化、智能化的方式，實(shí)現(xiàn)了對生產(chǎn)、銷售、采購等業(yè)務(wù)流程的集中管理，降低了人為干預(yù)和失誤的可能性，提高了工作效率。同時，管理平臺還能夠?qū)崟r監(jiān)控企業(yè)的運(yùn)營狀況，及時發(fā)現(xiàn)和解決問題，確保企業(yè)的穩(wěn)定運(yùn)行。
2. 優(yōu)化資源配置：管理平臺通過對企業(yè)各項資源的全面掌控，實(shí)現(xiàn)了資源的合理配置和高效利用。企業(yè)可以根據(jù)市場需求和生產(chǎn)計劃，靈活調(diào)整資源分配，降低庫存成本，提高資金周轉(zhuǎn)率。
3. 保障安全生產(chǎn)：石化企業(yè)作為高危行業(yè)，安全生產(chǎn)至關(guān)重要。管理平臺通過實(shí)時監(jiān)控生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、預(yù)警潛在的安全隱患，幫助企業(yè)及時發(fā)現(xiàn)和應(yīng)對安全風(fēng)險，確保企業(yè)的安全生產(chǎn)。

二、技術(shù)路線與平臺簡介

能源管理平臺的未來發(fā)展將向能源預(yù)測、能源計劃、能源優(yōu)化調(diào)度和節(jié)能控制進(jìn)一步發(fā)展和加強(qiáng)，通過質(zhì)量、環(huán)保、公用工程及設(shè)備工藝優(yōu)化等各方面因素的支撐實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的效率，主要從幾個方面概述研究內(nèi)容與要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。

2.1 技術(shù)路線

該平臺采用架構(gòu)分別為后臺設(shè)施層、數(shù)據(jù)中心層、應(yīng)用平臺層、應(yīng)用系統(tǒng)層和用戶層。

（1）后臺設(shè)施層：為系統(tǒng)的框架提供運(yùn)行、算法、技術(shù)等支撐。

（2）數(shù)據(jù)中心層：將系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、去重、歸檔、存儲等處理和加工，形成分門別類的數(shù)據(jù)單元和數(shù)據(jù)庫，并且與兩化平臺數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)互通，從而為平臺層、應(yīng)用層和接口提供支持。

（3）應(yīng)用平臺層：是平臺內(nèi)部各個業(yè)務(wù)單元的處理節(jié)點(diǎn)，通過業(yè)務(wù)邏輯層可將應(yīng)用層和接口層發(fā)來的指令進(jìn)行處理，并將結(jié)果給到應(yīng)用層和接口。接口的主要功能是根據(jù)外部業(yè)務(wù)系統(tǒng)的服務(wù)請求來進(jìn)行接口調(diào)度和管理，如對接外部的大數(shù)據(jù)平臺、認(rèn)證平臺等。

（4）應(yīng)用系統(tǒng)層：是基于數(shù)據(jù)面向客戶的應(yīng)用展示，通過應(yīng)用層用戶可對有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行查看、導(dǎo)出，為部門決策提供素材。

（5）用戶層：是基于權(quán)限管理展示應(yīng)用設(shè)計，通過權(quán)限設(shè)置調(diào)用應(yīng)用層應(yīng)用。

平臺提供統(tǒng)一權(quán)限管理，統(tǒng)一消息管理，統(tǒng)一工作流平臺，統(tǒng)一日志管理，實(shí)時服務(wù)，統(tǒng)一通信管理，統(tǒng)一定時管理。

該平臺設(shè)計時采用當(dāng)前信息系統(tǒng)建設(shè)平臺化建設(shè)思維，主要核心是：前臺輕量化，后臺引擎化，可靈活地適用組織需求化，其主要包括以下幾部分：

(1)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐環(huán)境共享化，不同基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來之不同的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與兩化平臺、各裝置報表系統(tǒng)、生產(chǎn)調(diào)度日報、大數(shù)據(jù)平臺等多系統(tǒng)平臺形成數(shù)據(jù)共享，支撐起系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)環(huán)境。

(2)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)平臺化，集成采用統(tǒng)一入口，單點(diǎn)登錄等相關(guān)技術(shù)建設(shè)以兩化平臺及生產(chǎn)管理系統(tǒng)為核心，與其他已有系統(tǒng)基于數(shù)據(jù)、入口、流程、業(yè)務(wù)級的連接，實(shí)現(xiàn)對本地數(shù)據(jù)、生產(chǎn)實(shí)時采集數(shù)據(jù)的各項業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)集成。

(3)監(jiān)測管護(hù)系統(tǒng)平臺化，采用模塊化、插件管理及引擎技術(shù)等一系列擴(kuò)展技術(shù)。

2.2平臺簡介

(1)能源數(shù)據(jù)采集

主要是對企業(yè)能源消耗點(diǎn)進(jìn)行數(shù)采，把以前由人工抄表，再輸入系統(tǒng)的工作，轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)自動獲取水、電及氣等數(shù)據(jù)采集。同時能源采集還包括對采集數(shù)據(jù)通過分析計算得出各種重要耗能設(shè)備需要監(jiān)測的數(shù)據(jù)，例如能效。

(2)能源監(jiān)控

能源監(jiān)控主要是把能源計量數(shù)據(jù)、能耗數(shù)據(jù)及生產(chǎn)過程各種數(shù)據(jù)通過實(shí)時、匯總、統(tǒng)計和對比等各種操作，并以簡單易懂的圖像形式在大屏之中展示，可供生產(chǎn)管理部調(diào)度人員及時了解了整個生產(chǎn)過程的情況，為調(diào)度提供強(qiáng)有力的決策支撐。

(3)能源管理

主要對生產(chǎn)能源數(shù)據(jù)的管理、平衡生產(chǎn)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)展示和統(tǒng)計。根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)需要劃分的模塊有：班組能耗、碳排放管理、開停車能耗管理、對標(biāo)管理、耗能設(shè)備管理、能源數(shù)據(jù)管理、外購能源管理、文檔管理、合理化建議、報表管理、企業(yè)數(shù)據(jù)上報、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理和系統(tǒng)設(shè)置管理等，共有12個大模塊。

(4)能源模型

能源管理模型是指通過分析監(jiān)測能源流數(shù)據(jù)，建立能源評估、預(yù)測與優(yōu)化模型，對主要能源介質(zhì)的生產(chǎn)和消耗進(jìn)行預(yù)測，實(shí)現(xiàn)能源介質(zhì)產(chǎn)、存、耗動態(tài)平衡，提高介質(zhì)利用效率實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。比如建立效益預(yù)測模型，通過經(jīng)濟(jì)效益分析得出裝置較優(yōu)負(fù)荷建議值，以便為企業(yè)獲得比較大的經(jīng)濟(jì)效益。還有對蒸汽管網(wǎng)進(jìn)行建模評估，結(jié)合蒸汽產(chǎn)耗歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行模型計算，建立蒸汽管網(wǎng)的平衡圖。

2.3開發(fā)技術(shù)

采用B/S架構(gòu)，傳統(tǒng)的B/S程序是由后端渲染好頁面，交給前端來顯示，為了使數(shù)據(jù)展現(xiàn)過程更加直接，提供更好的用戶體驗，經(jīng)評估平臺采用新的前后端分離架構(gòu)進(jìn)行搭建，實(shí)現(xiàn)前后端解耦，前端框架將采用成熟的Js框架和Bootstrap，后端采用傳統(tǒng)分層架構(gòu)、采用多層(N-Layer)邏輯架構(gòu)，層與層之間是低耦合的，增加各層的獨(dú)立性，從而也提高了可測試性，降低系統(tǒng)的復(fù)雜度，大大提高系統(tǒng)的魯棒性。

通過前后端分離，可以適應(yīng)現(xiàn)代流行的多終端的界面體系，表現(xiàn)層既可以在PC端訪問界面，也可以通過BI軟件在大屏幕進(jìn)行展示，未來還可以通過移動端APP，甚至微信小程序等新的技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)展現(xiàn)，而無需改動后端系統(tǒng)及邏輯。

基于漸進(jìn)式框架構(gòu)建用戶界面，Ajax完成請求數(shù)據(jù)傳輸。前端架構(gòu)具有輕量級、高性能、高穩(wěn)定性、可組件化的特點(diǎn)，相比舊的前端框架更具優(yōu)勢。

前后端之間采用輕量級的WEB服務(wù)RESTful Web Services來實(shí)現(xiàn)資源訪問。為了實(shí)現(xiàn)REST訪問協(xié)議，系統(tǒng)采用了成熟的NET技術(shù)來實(shí)現(xiàn)后臺功能。后臺采用傳統(tǒng)Entity Framework和MVC架構(gòu)進(jìn)行搭建，此架構(gòu)使用非常成熟，具有高度穩(wěn)定性和擴(kuò)展性。

三、安科瑞工業(yè)能源管理系統(tǒng)介紹

3.1概述

安科瑞企業(yè)能源管控系統(tǒng)采用自動化、信息化技術(shù)和集中管理模式，對企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實(shí)行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理，監(jiān)測企業(yè)電、水、燃?xì)?、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況，通過數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助企業(yè)針對各種能源需求及用能情況、能源質(zhì)量、產(chǎn)品能源單耗、各工序能耗、工藝、車間、產(chǎn)線、班組、重大能耗設(shè)備等的能源利用情況等進(jìn)行能耗統(tǒng)計、同環(huán)比分析、能源成本分析、碳排分析，為企業(yè)加強(qiáng)能源管理，提高能源利用效率、挖掘節(jié)能潛力、節(jié)能評估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和支持。

3.2應(yīng)用場所

鋼鐵、石化、冶金、有色金屬、采礦、醫(yī)藥、水泥、煤炭、造紙、化工、物流、食品、水廠、電廠、供熱站、軌道交通、航空工業(yè)、木材、工業(yè)園區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校、酒店、寫字樓以及汽車制造、機(jī)電設(shè)備、電器產(chǎn)品、工器具制造等離散制造業(yè)。

3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

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系統(tǒng)可分為三層：即現(xiàn)場設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和平臺管理層。

現(xiàn)場設(shè)備層：主要是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于水、電、氣等參量采集測量的各類型的儀表等，也是構(gòu)建該配電、耗水、耗氣系統(tǒng)必要的基本組成元素。肩負(fù)著采集數(shù)據(jù)的重任，這些設(shè)備可為本公司各系列帶通訊網(wǎng)絡(luò)電力儀表、溫濕度控制器、開關(guān)量監(jiān)測模塊以及合格供應(yīng)商的水表、氣表、冷熱量表等。

網(wǎng)絡(luò)通訊層：包含現(xiàn)場智能網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備。智能網(wǎng)關(guān)主動采集現(xiàn)場設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲，并通過網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，智能網(wǎng)關(guān)可在網(wǎng)絡(luò)故障時將數(shù)據(jù)存儲在本地，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。

平臺管理層：包含應(yīng)用服務(wù)器、WEB服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，一般應(yīng)用服務(wù)器和WEB服務(wù)器可以合一配置。

3.4系統(tǒng)功能

平臺采用自動化、信息化技術(shù)和集中管理模式，對企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實(shí)行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理。實(shí)時監(jiān)測企業(yè)各類能源的消耗情況，通過數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助企業(yè)加強(qiáng)能源管理，提高能源利用效率和節(jié)能潛力，為節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

3.4.1平臺登錄

在瀏覽器打開云平臺鏈接、輸入賬戶名和權(quán)限密碼，進(jìn)行登錄，防止未授權(quán)人員瀏覽有關(guān)信息。

3.4.2大屏展示

用戶登錄成功之后進(jìn)入大屏展示頁面，展示企業(yè)及各區(qū)域的能耗折標(biāo)、產(chǎn)值、異常、排名、占比、通訊情況，點(diǎn)擊區(qū)域展示該區(qū)域的分類能耗、產(chǎn)值等相關(guān)信息。

3.4.3首頁

首頁展示峰谷平用電、變壓器情況、年能耗趨勢、單耗趨勢、分類能耗等企業(yè)級統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

3.4.4數(shù)據(jù)監(jiān)控

對企業(yè)各點(diǎn)位的能源使用、報警等情況進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)控。以便企業(yè)用戶能夠?qū)崟r的監(jiān)測各個點(diǎn)位的運(yùn)作情況，同時能更快的掌握點(diǎn)位的報警，并為企業(yè)削峰填谷、調(diào)整負(fù)載等技改措施提供數(shù)據(jù)支撐。

能源實(shí)時監(jiān)控：對于水、電、氣等能源消耗進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，確保用能環(huán)節(jié)的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，顯示配電圖、能流圖、能源平衡網(wǎng)絡(luò)圖、能源計量網(wǎng)絡(luò)圖等功能。

能流圖：需要在能流圖上對水、電、氣的消耗情況進(jìn)行實(shí)時展示；當(dāng)能源參數(shù)越限報警，可提供報警重要性等級分類，同時支持APP推送、手機(jī)短信、郵件、釘釘、語音播報、系統(tǒng)彈窗報警提示等；

配電圖：將配電房真實(shí)情況畫入配電圖，實(shí)時展示接入的門禁、水浸、電水氣等儀表的實(shí)時參數(shù)、門禁水浸狀態(tài)及能耗數(shù)據(jù)。

實(shí)時統(tǒng)計：實(shí)時統(tǒng)計工廠、車間、工序、設(shè)備的當(dāng)年、季度、月、周、日、班次等能耗值；

數(shù)據(jù)展示：通過實(shí)時曲線和歷史曲線展示不同區(qū)域、不同設(shè)備的不同的能耗參數(shù)；

檢測：對能源報警信息進(jìn)行集中顯示，可以對報警閾值信息進(jìn)行相關(guān)處理操作，可以對報警參數(shù)進(jìn)行在線設(shè)置，當(dāng)能源參數(shù)越限報警，可提供報警重要性等級分類，具備APP推送、手機(jī)短信、郵件、釘釘、語音播報、系統(tǒng)彈窗等報警提示；

3.4.5視頻監(jiān)控

接入攝像頭，實(shí)時掌控企業(yè)內(nèi)實(shí)際情況。

3.4.6儀表實(shí)時監(jiān)控

展示各個水電氣儀表的實(shí)時參數(shù)變化，以曲線圖的方式展示。

3.4.7能源中控

將所有有關(guān)能源的能源參數(shù)集中在一個看板中，能從多個維度對比分析，實(shí)現(xiàn)各個產(chǎn)業(yè)線的對比，幫助領(lǐng)導(dǎo)掌控整個工廠的能源消耗，能源成本，標(biāo)煤排放等的情況。

3.4.8用能統(tǒng)計

從能源使用種類、監(jiān)測區(qū)域、車間、生產(chǎn)工藝、工序、工段時間、設(shè)備、班組、分項等維度，采用曲線、餅圖、直方圖、累積圖、數(shù)字表等方式對企業(yè)用能統(tǒng)計、同比、環(huán)比分析、實(shí)績分析，折標(biāo)對比、單位產(chǎn)品能耗、單位產(chǎn)值能耗統(tǒng)計，找出能源使用過程中的漏洞和不合理地方，從而調(diào)整能源分配策略，減少能源使用過程中的浪費(fèi)。

3.4.9運(yùn)行監(jiān)測

系統(tǒng)對區(qū)域、工段、設(shè)備能源消耗進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，監(jiān)測設(shè)備及工藝運(yùn)行狀態(tài)，如溫度、濕度、流量、壓力、速度等，并支持變配電系統(tǒng)一次運(yùn)行監(jiān)視?？芍苯訌膭討B(tài)監(jiān)測平面圖快速瀏覽到所管理的能耗數(shù)據(jù)，支持按能源種類、車間、工段、時間等維度查詢相關(guān)能源用量。

3.4.10自定義能耗報表

用戶可通過自定義報表頭與列，靈活生產(chǎn)各種報表，查看企業(yè)各個節(jié)點(diǎn)的能耗，單耗，成本，綜合能耗等信息，并同比、環(huán)比報表，支持導(dǎo)出報表。

3.4.11自定義駕駛艙

可通過圖形化的操作方式自定義駕駛艙，以折線圖、餅圖、表格等圖形展示采集數(shù)據(jù)及各類統(tǒng)計數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)源包括API、數(shù)據(jù)庫查詢、MQTT、Excel等方式。

3.4.12手機(jī)APP

APP支持Android、iOS操作系統(tǒng)，方便用戶按能源分類、區(qū)域、車間、工序、班組、設(shè)備等不同維度掌握企業(yè)能源消耗、產(chǎn)線比對、效率分析、同環(huán)比分析、能耗折標(biāo)、事件記錄、運(yùn)行監(jiān)視、異常報警、配電圖、工藝流程圖、能流圖。

四、結(jié)束語

管理平臺在石化企業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)取得了顯著的成效，為企業(yè)的運(yùn)營效率提升、資源配置優(yōu)化和安全生產(chǎn)保障提供了有力支持。未來，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，管理平臺的功能和應(yīng)用范圍將進(jìn)一步拓展和完善。石化企業(yè)需要緊跟時代步伐，不斷引入和應(yīng)用先進(jìn)的管理平臺技術(shù)，推動企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級，實(shí)現(xiàn)更加高效、安全、可持續(xù)的發(fā)展。

審核編輯 黃宇