淺析能源智控系統技術在印刷行業的應用

謝廣興

摘 要：印刷行業的生產設備較為復雜，使用能源較為廣泛，包括電力、天然氣、冷熱量、壓縮空氣等多種能源物質，能耗水平較高，運行效率相對較低。通過能源智控系統技術的應用，能夠對設備的運行狀態進行實時監測，一旦發現能源浪費現象，立刻對系統進行動態調節，從而減少不必要的能耗浪費，提高能源的利用效率。文章主要針對能源智控系統技術在印刷行業中的應用進行了分析，重點對其在印刷行業計量與傳輸方案中的應用進行了詳細設計與闡述。

關鍵詞：能源智控系統；印刷行業；電力安全監測

中圖分類號：X796 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）19-0168-02

1 概述

能源智控系統的應用不僅能夠相應國家節能減排的政策號召，隨著能源價格不斷上漲，能源的精細化管理還能夠有效降低企業的能源成本，對提高企業的經濟效益與市場競爭力有著重要的積極意義。通過實地調研，能源成本作為東莞市XXX印刷有限公司（以下簡稱“XXX印刷”）的主要成本之一，在生產成本中占比較高。應用能源智控系統技術可以有效實現對印刷廠主要生產設備、空調系統、壓縮空氣系統、辦公系統等能耗使用情況的實時監測，便于管理者及時掌握企業的能耗數據，做出相應的決策以提升企業的能源管理水平，提高企業的經濟效益。

2 企業用能現狀分析

東莞市XXX印刷有限公司的用能情況種類為天然氣和外購電力。天然氣主要是供給1臺熱壓生產線及工廠食堂使用，外購電力是用于企業生產和企業發電站啟動時使用。另外，企業用水主要是由兩部分組成：自來水和工業用水。自來水是從市政管網通過一根管道輸送至企業使用；工業用水通過水泵從旁邊河流抽取送至生產使用。

從甲方能源相關負責人及生產車間能源相關負責人了解到，XXX印刷轉換外購電力的變壓器有5臺，其中容量為2000kVA的2臺，400kVA的1臺，250kVA的2臺。由于本次是做到企業能源利用的一級、二級、三級，但由于涉及內容較多，故在此不深入分析車間的使用能源情況。

根據現場調查與甲方提供的數據：企業的印刷車間對溫濕度有嚴格要求，當溫濕度不達標時，會導致產品的不良率提高，因此要求加裝溫濕度監測點。

壓縮空氣使用較為重要，且用能占甲方企業用能達15%，對空壓系統的監測尤為重要，對壓縮空氣的用電量、產氣量、各區域用氣量、壓力、露點等全面進行監測。

甲方的印刷車間為恒溫恒濕車間，中央空調系統的制冷和制熱的用能量較大，占甲方企業用能達32%，對中央空調的用電量、冷量、溫度等進行監測是非常必要的。

3 總體方案設計

根據企業用能現狀分析，按照國家標準和東莞市地方驗收標準確定本能源智控方案（針對一級、二級和三級）包含：（1）能源智控中心1個，設于發電站監控機房；（2）一級用電（外購電）監測點5個，配備率100%；（3）二級用電監測點37個，配備率100%；（4）二級用電監測點102個，配備率100%；（5）一級用水監測點2個，配備率100%；（6）一級用天然氣監測點1個，配備率100%；（7）二級用天然氣監測點2個，配備率100%；（8）車間溫濕度監測點41個；（9）壓縮空氣的產氣量、各區域用氣量、壓力、露點等監測點共22個；（10）中央空調的冷量、壓差、溫度等監測點18個。

具體的整個系統總體監測點部署圖的設計如圖1所示。

4 具體方案設計

4.1 計量方案

由于1級監測點與2級監測點所用計量方案類似，由于篇幅有限，在此僅對1級監測點的計量方案進行闡述。

（1）用電計量情況

東莞市XXX印刷有限公司共有5臺變壓器。容量分別為2000kVA的2臺、400kVA的1臺、250kVA的2臺。具體情況是：

供電給1#車間的變壓器為：變壓器2000kVA的2臺；該2臺變壓器是并聯運行，并有統一開關。

供電給2#車間的變壓器為：變壓器400kVA的1臺和250kVA的2臺。

故企業轉換外購電的5臺變壓器計量情況為： 5臺變壓器分別設置電力監測，共5個一級計量點。

（2）用水計量情況

XXX印刷公司的用水主要是由兩部分組成，分別是自來水和工業用水。應企業的需求，需要對自來水和工業用水情況進行計量監測。故企業需要設置一級用水計量點2個。

（3）用天然氣計量情況

根據企業介紹該天然氣計量表是天然氣公司提供并具有智能通訊接口，該接口可開放用于智能監測。企業另在1臺熱壓生產線及工廠食堂各增加一個天然氣智能計量儀表，故企業用天然氣的一、二級計量共設置3個計量點。

設置一個能源智控系統管理中心，包括能源智控系統軟件、網絡服務器、顯示系統、智能電表和互感器、智能水表、智能天然氣表、溫濕度傳感器、UPS不間斷電源、無線發射系統、無線接收系統及其他相關附屬設備。

4.2 傳輸方案設計

（1）組網方式

系統網絡架構采用綜合布線和無線結合的方式，施工簡單方便、工期短。圍繞服務器及現場計量點位置進行展開，根據現場的實際情況進行定位布置，通過在現場設立不同類型的節點進行數據的采集與傳輸，將分布在各個節點位置的數據有效地傳輸到數據庫服務器終端。同時，為企業提供覆蓋廠區范圍的計算機無線網絡。具體的組網方式拓撲結構的設計如圖2所示。

通常來講，采用有線的布線方式會使系統更具穩定性和可靠性，但布置方式不具靈活性，布線施工難度相對較大，成本也相對較高；無線雖然不需要布置通訊線，施工難度相對較小，但是相對有線來說穩定性較弱。根據現場情況以及對數據穩定性的要求，我司將在項目實施的過程中，進行工程網絡傳輸質量測試，確保通訊質量。本次能源智控系統的實施范圍為東莞市XXX印刷有限公司的一分廠和二分廠的一級計量和二級計量。

（2）傳輸方式

系統采用的是有線網絡和無線網絡相結合。有線網絡布置方式采用RS485通訊，通過串聯的方式，把多個儀表集中到數據采集模塊；數據采集模塊上行采用以太網，通過網線連接到最近的無線傳輸模塊；無線傳輸模塊通過自組網接力，把數據傳輸到服務器中。

5 能源智控系統實現功能

5.1 能耗數據統計分析功能

能源管理中心系統應能對用能單位的能耗數據實現按時間、能源類型等多維度進行統計、對比、趨勢分析。

5.2 能源利用狀況報告自動上報功能

系統實現自動生成能源利用狀況報告，并按要求實現自動上報到相關政府能源主管部門系統平臺。

5.3 重點設備能耗定額設定及分析功能

能源管理中心系統實現重點用能設備的能耗數據采集、分析功能，并以此為基礎制定重點耗能設備的定額，幫助企業對該設備進行管理與優化使用。

5.4 產品定額設定及分析功能

能源管理中心系統應能夠根據企業實際能耗數據和產品產量數據自動地計算主要產品單耗，并以此為基礎制定合理的產品能耗定額，幫助企業進行能源消耗的分析考核等。

5.5 能耗數據備份功能

企業內部應有相應的設備或者外置存儲器保存備份各種能源的數據，以達到數據安全的目的。

5.6 異常報警功能

系統中應能夠以基礎能耗數據為基礎，定制化的制定合理用能基準線，當超過該基準線或者發生能源消耗重大波動時，應能及時發布警報提醒管理人員進行處理，查找原因。

5.7 定制能耗指標功能

系統中應能夠自動的或者手動的定制化設定企業內部的能耗指標，幫助企業實現節能目標分解考核，進行能效對標等工作。

6 結束語

在市場競爭日趨激烈、能源價格不斷上漲的今天，能源智控系統技術不僅是為滿足節能政策需求，還能幫助企業進行能源精細化管理，為降低能源成本、設備維護成本提供依據。通過將能源智控系統引入某印刷企業中，能夠有效提高該企業能源利用效率，降低系統運行能耗。

參考文獻：

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