西門子提供滿足客戶長期需求的能源管理系統(tǒng)

本刊記者/顧碩

在所有行業(yè)中，高效節(jié)能的生產(chǎn)都已經(jīng)成為企業(yè)獲得成功的決定因素之一。西門子能源管理系統(tǒng)在汽車制造、能源、樓宇、鋼鐵、水泥、水處理、食品飲料和塑料等全球眾多領域都已經(jīng)得到了廣泛應用。隨著國際、國內(nèi)企業(yè)對能源管理關注度的快速提升，2014年度西門子能源管理業(yè)務也得到了大幅增長。

工廠的節(jié)能系統(tǒng)大約分為三個層面。首先是對于重要的能耗點進行設備層級的替換，通過將普通電機更換為高效電機，可節(jié)約最多40%的能源，也可以通過解決方案實現(xiàn)節(jié)能，如加裝變頻器與高效電機可最多節(jié)電70%；第二，是工藝的改進，優(yōu)化或改進現(xiàn)有工藝達到節(jié)能效果，譬如更多的余熱利用裝置，冷能的利用等；第三，使用創(chuàng)新的虛擬和現(xiàn)實生產(chǎn)結(jié)合的方式，以更少的資源制造更多的產(chǎn)品。如使用生命周期管理軟件，虛擬仿真產(chǎn)品的設計和規(guī)劃過程，無需原型機即可直接投入生產(chǎn)。

西門子能源管理項目目前有兩種實施模式：一種是以提供產(chǎn)品的形式，通過與外部集成商合作或由西門子自己的工程公司來構建滿足客戶需求的能源管理系統(tǒng)；另一種是“合同能源管理”業(yè)務模式，通過“識別、評估、實施”的方法論為客戶提供產(chǎn)品、系統(tǒng)、改造服務或者咨詢來實現(xiàn)能源管理系統(tǒng)的建立，采用節(jié)能效益分成、節(jié)能量保證型、設備租賃等多種合作模式，必須各司其責地分擔融資、產(chǎn)品提供、項目執(zhí)行和維護以及收益分享。這種模式可以幫助客戶更加容易地感受到能源管理帶來的成本節(jié)省和生產(chǎn)力的提升，是一種“雙贏”的合作模式。

西門子目前在合同能源管理領域可謂方案全面，經(jīng)驗豐富。據(jù)介紹，從合同能源管理項目的全生命周期，包括評定（估算節(jié)能潛力和確定改進方法等）、觀念提升（如花費和節(jié)省的具體細分，執(zhí)行時間表，合作報價等）以及執(zhí)行環(huán)節(jié)（提供EPC服務，必要的融資和績效合同等），西門子的產(chǎn)品業(yè)務部門，西門子工廠自動化工程公司乃至西門子財務租賃公司都可以協(xié)同一體提供一站式解決方案。

目前，西門子合同能源管理項目經(jīng)驗廣泛，覆蓋了冶金、水泥、電力、建材、化工、油氣等多個重要工業(yè)節(jié)能大戶行業(yè)。近期，公司在國內(nèi)某一660MW火力發(fā)電機組改造項目中成功實施了這一模式，提供4×12,500kW高壓變頻器，預計綜合節(jié)電率22%，預期年節(jié)省約2萬噸標準煤。

憑借全集成自動化（TIA）解決方案、強大的技術團隊、靈活的合作方式等優(yōu)勢，西門子可以為客戶提供能滿足其長期需求的能源管理系統(tǒng)。

而今，如何更加有效地傳遞其行業(yè)知識，幫助國內(nèi)用戶提升自身的能源管理意識，并與合作伙伴和用戶一道，以最適合的模式構建出真正符合客戶需求的能源管理系統(tǒng)，則是西門子當前正在考慮的問題。

成功案例分享

? 項目背景介紹

漯河太古可口可樂飲料有限公司是由太古集團控股的大型中外合資飲料企業(yè)。該公司總投資約9億元，占地約250畝，預計分三期投入7條生產(chǎn)線，第一期投資3.8億元，包括三條生產(chǎn)線，分別是一條生產(chǎn)速度為800 瓶/分鐘的碳酸塑料瓶瓶裝生產(chǎn)線，一條生產(chǎn)速度為800 瓶/分鐘的無菌灌裝線，一條生產(chǎn)速度為500 瓶/分鐘的碳酸玻璃瓶瓶裝生產(chǎn)線。一期項目已于2010年3月31奠基，建成產(chǎn)能達到6000萬標箱；三期項目全部建成后，其生產(chǎn)總規(guī)模達到年產(chǎn)可口可樂系列飲料超過1億標箱，將是可口可樂在中國占地面積最大的生產(chǎn)基地，也是可口可樂在中國最大瓶裝廠之一。

? 項目目標與原則

工廠設計理念：綠色、節(jié)能、健康、環(huán)保 。

工廠設計目標：世界級制造（WCM） 工廠。

項目需求：數(shù)據(jù)采集、能源重點監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析與節(jié)能、成本分析與生產(chǎn)計劃、能源管理分析等。

客戶有很多節(jié)能環(huán)保理念及舉措，需要統(tǒng)籌管理、綜合需求，建造完整的能源管理系統(tǒng)，指導及幫助生產(chǎn)。

項目原則：從設計執(zhí)行到實施，整個過程都遵循美國能源與環(huán)境設計先鋒獎（LEED金級認證）的各項要求。

? 項目實施與應用情況

西門子為漯河太古可口可樂飲料有限公司提供的能源管理系統(tǒng)包括生產(chǎn)能源監(jiān)控系統(tǒng)、樓宇自控系統(tǒng)和智能照明系統(tǒng)。上位軟件WinCCV7.0配合電磁流量計、渦街流量計、超聲波熱量計等現(xiàn)場儀表作為生產(chǎn)能源監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集上層SCADA系統(tǒng)，APOGEE作為樓宇自控系統(tǒng)和智能照明系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集軟件系統(tǒng)，B.Data作為工廠管理級軟件負責全廠的能源數(shù)據(jù)歸檔、運算分析、趨勢圖表和報表打印。該系統(tǒng)提供了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口平臺，實現(xiàn)了項目預期功能，可以滿足工廠提出的節(jié)能、成本控制等目前實際需求，并助力太古可口可樂漯河廠實現(xiàn)了LEED鉑金級認證。

基于WinCC/B.Data的綜合能源管理系統(tǒng)具有如下的特點：

? 易集成性：作為全集成自動化（TIA）的一員，確保與西門子產(chǎn)品線的完全集成，技術數(shù)據(jù)和商務數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)實現(xiàn)了全面整合；

? 易操作性：基于對象的設計思想，具有友好的組態(tài)界面，可自動管理內(nèi)部、外部能源報表；

? 可預測性：具有基于歷史負荷數(shù)據(jù)和生產(chǎn)計劃的負荷預測功能，通過生產(chǎn)相關負荷預測的方式可以提高規(guī)劃可靠性；

? 成本控制：能進行能源成本分配，易與財務系統(tǒng)關聯(lián) (如SAP)，采購能源時，還可以為采購部門提供成本優(yōu)化支持；

? 科學管理：有利于提升能源利用的效率，建立能源和原料帳目的公司級透明度。

在項目實施過程中，重點完成了WinCC監(jiān)控畫面設計，B.Data數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析，B.Data算法實現(xiàn)，報表功能與模板設計，能源采購預測及能源調(diào)度，權限管理與網(wǎng)絡瀏覽，系統(tǒng)集成方案與關鍵接口設計等功能的實現(xiàn)。

本項目還包括對生產(chǎn)過程的能源監(jiān)控、樓宇自控，以及智能照明系統(tǒng)的能源監(jiān)控。在項目中，WinCC可用作OPC服務器或客戶機，OPC通道是WinCC的OPC客戶機應用程序。本項目WinCC的OPC通道不僅可以與樓控等服務器實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，還可以與第三方具有OPC通訊服務器的終端設備通訊，如與ERP和MES等系統(tǒng)通訊，該項目中已為ERP和MES預留接口。

圖1 PET1電單耗趨勢（不含吹瓶）

? 效益分析

該系統(tǒng)于2011年5月底正式投入運行后，改變了此前需要人工抄表和人工錄入數(shù)據(jù)的模式，現(xiàn)場所用的水、蒸汽、二氧化碳、電能等數(shù)據(jù)自動通過現(xiàn)場儀表傳送至上位監(jiān)控系統(tǒng)和樓宇控制系統(tǒng)中，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的快速實時收集，如圖1所示。根據(jù)B.Data數(shù)據(jù)分析結(jié)果，可以快速獲得按班次、批量、單位時間的能源利用率，產(chǎn)生數(shù)據(jù)報表及對比分析結(jié)果，既為降低公司的能耗，提高生產(chǎn)效率提供指引及動力，又為更好實現(xiàn)公開、公平、公正地對員工進行績效考核提供數(shù)據(jù)支持，這種能源管理理念及實踐獲得了一致好評。