皮革工業園能源優化管理系統的研究及應用

吳光軍*，吳夢竹，仇興興，檀晨

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皮革工業園能源優化管理系統的研究及應用

吳光軍1,2*，吳夢竹1，仇興興1，檀晨1

（1.安徽中控儀表有限公司，安徽池州，247210；2.北京中控訊智能技術研究院有限公司，北京，102249）

針對皮革工業園污水處理、蒸汽供給現場工況特點，本文建設了一套能源優化管理系統，該系統集成傳感、計量、通信、網絡、控制、計算機等技術，以物聯網系統為基礎，以業務應用為目標，集能源過程監控、能源統計、能源評價、能源分析為一體的，具有監控、預警、分析、預測、優化、決策等功能的智能化系統。通過對該系統的具體行業應用效果分析表明，解決了現場抄表困難、費用收取困難、管路通斷控制困難、園區巡檢困難等問題，同時，通過能源優化管理系統的建立，提升了園區的信息化管理水平，達到減員增效和自身服務品質的目的。

能源優化管理；污水處理；蒸汽供給；物聯網

前言

隨著工業4.0時代的到來，科學技術突飛猛進，智能化管理系統已經越來越多的應用于各個行業。如今，不管是小企業，小公司，甚至是很多大公司、工業園的能源優化管理基本上是靠人工進行管理，但隨著時間的變化，公司、園區規模的擴大，有關管理工作和所涉及到的數據量越來越大越來越多，不得不靠增加人力，物力，財力來進行信息管理。但是人工成本越來越昂貴，同時，管理具有效率低，查找麻煩，可靠性不高，保密性低等因素的存在。從而使園區信息化的建設成為一種必然的趨勢[1]。皮革工業園是一個重能耗、重污染的化工園區，在日常的管理中存在現場抄表困難、費用收取困難、管路通斷控制困難、園區巡檢困難、日常管理困難等問題，為此，通過建設皮革工業園能源優化管理系統，實現遠程抄表、遠程控制管道的關停，預交費的方式解決費用收取問題，同時實現園區能源的信息化管理是十分必要的[2-3]。

1 皮革工業園能源優化管理系統的設計

1.1 系統架構

皮革工業園是一種工業商用物業，存在多個租用廠房用戶及工業園管理者，因此，皮革工業園能源優化管理系統采用B/S架構，租用用戶及工業園管理者根據權限查看對應信息內容。皮革工業園能源優化管理系統集能源監控、能源統計、能源分析[4-6]、報警信息管理、收費信息管理、設備管理、資產管理、任務管理、運維管理、指標評價（KQI）、安全管理[3]等功能于一體，實現皮革工業園生產的安全、高效、節能、環保。該系統分為三層架構，即感知執行層、數據傳輸層和智能應用層[7-9]，皮革工業園能源管理系統系統架構如圖1所示。

圖1 皮革工業園能源管理系統系統

感知執行層即通過流量計等儀表進行前端的數據采集和電動執行器控制管道的通斷；

數據傳輸層即將前端采集到的數據通過GPRS/4G等傳輸方式傳輸至后端平臺；

智能應用層是將數據呈現給用戶或處理用戶輸入的應用程序或系統一部分。它通過輸入向服務器請求數據，然后以一定的格式顯示結果。

1.2 系統功能模塊

皮革工業園能源優化管理系統主要包括能源監控、能源統計、能源分析、報警信息管理、收費信息管理、設備管理、資產管理、任務管理、運維管理、指標評價（KQI）、安全管理等主要功能模塊。目前該系統在安徽億博皮革工業園得到運用，下面億博皮革工業園能源優化管理系統為例。

億博皮革工業園能源優化管理系統系統由組態+Web構成，組態主要是與采集設備鏈接，達到數據上傳、下達、解析和轉存，所有采集的數據和控制進行實時可視化展示，Web端采用瀏覽器模式開發，主要實現數據的分析、存儲、管理等功能。系統組態可以直觀的反映出現場各個數據采集點的廢水及蒸汽計量的數據信息，并可嵌入在Web端對生產進行監控，用戶可以通過登錄瀏覽器的方式直接進行查看。

系統實時監控管道流量運行狀態，每個廠房廠商運行狀態通過表格以及圖形方式展示，且可以提供整個工業園區廢水及蒸汽數據匯總的功能，并實現各種能耗報表，如日報、月報、年報的統計，并有報表打印功能。該系統可建立如污水處理廠每噸廢水處理的成本價格、計算對應廠房每噸費用處理的價格等模型，做成本分析；并包含收費管理體系，系統根據繳費金額自動判斷對應用戶是否提供相應服務或切斷。

1.2.1 能源監控

根據管道能源的不同種類，將數據監控分為含鉻、含硫、綜合、蒸汽監控計量類型，監控其累計流量和瞬時流量并對相應的費用計算展示，通過組態實時監控設備信息。

實時監控和掌握皮革工業園內各個廠房的生產運行狀態，采集管道累計流量、瞬時流量及控制管道的通斷功能。當現場出現異常工況或某條管道欠費時，用戶可遠程控制該條管道的關停，達到及時催繳費用的目的。根據現場管道能源類型的不同，主要分為含鉻污水、含硫污水、綜合污水、蒸汽供給四類，如圖2能源監控示意圖所示：

圖2 能源監控

1.2.2 能源統計

能源統計模塊通過對廠房、廠商性質的不同劃分，分別統計出能源的具體消耗以及成本，并導出圖表及數據表，實現能源的有效管理及數據分析。同一廠房內可能存在多個廠商，多個污水管道及蒸汽供給類型，因此，通過分別對廠房、廠商的能源消耗及成本進行統計分析，實現廠房內管道能耗的整體規律分析，有效節能降耗。如圖3能源統計圖表。

圖3 能源統計圖表

1.2.3 能源分析

能源分析功能模塊通過對不同廠房、廠商同類型能源進行對比分析，實現單位產量能耗成本分析，并預測未來能耗發展趨勢。皮革工業園能源優化管理系統因廠房、廠商將系統功能分為廠商能源對比管理、廠房能源對比管理、廠商成本對比管理、廠房成本對比管理、廠房能源趨勢管理、廠房成本趨勢管理以及總管道誤差管理。如圖4能源分析圖表。

圖4 能源分析圖表

1.2.4 報警信息管理

皮革工業園能源優化管理系統報警信息管理將報警信息分為三級，分別為紅色報警、橙色報警和藍色報警。彈出紅色報警，指現場出現較為嚴重的工況，如廠商欠費時，管道閥門打開廠商仍繼續使用、前端智能控制柜斷電廠商仍繼續使用等；橙色報警指相對需要處理的事項，如廠商預欠費時需提醒繳費；藍色報警指通知用戶對相關信息進行提醒，如部分廠商提前預支費用，系統帶有自動提醒功能，提醒廠商及時進行補繳費用。如圖5 報警信息管理界面。

圖5 報警信息管理界面

1.2.5 收費信息管理

收費信息管理針對廠商主要分為成本單價管理和收費管理。隨著物價的提高，污水處理成本、蒸汽供給成本也相對改動，為保證系統成本單價的正常投入使用，系統采用兩級審核制度。收費管理因需求將其分為含鉻污水、含硫污水、綜合污水和蒸汽供給分別進行收費，并進行審核通過運行。

2 結束語

皮革工業園能源優化管理系統的建設，不僅使傳統皮革工業園的信息化、科技化得到提升，也提高了企業的生產、管理效率，解決了人工操作難題，使數據更清晰準確展現出來，幫助企業在擴大生產的同時，合理計劃和利用能源，降低單位產品能源消耗，提高經濟效益，使企業管理者對企業的能源成本比重，發展趨勢有準確的掌握，促進企業健康穩定發展。通過該系統對億博皮革工業園的實際應用，解決了現場抄表困難、費用收取困難、管路通斷控制困難、園區巡檢困難等問題，同時，通過能源優化管理系統的建立，提升了園區的信息化管理水平，達到了減員增效和自身服務品質的目的。

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Research and Application of Energy Optimization Management System in Leather Industry Park

WU Guangjun1,2*, WU Mengzhu1, QIU Xingxing1, TAN Chen1

(1. Anhui FirstCon Instrument Co., Ltd , Anhui247210, China;2. BeijingSmartCon Technology Research Institute Co., Ltd, Beijing 102249, China)

Aiming at the characteristics of sewage treatment and steam supply site in leather industrial park, this paper has constructed a set of energy optimization management system, which integrates sensing, measurement, communication, network, control and computer technology. Based on the Internet of Things system , With business applications as the goal, set the energy process monitoring, energy statistics, energy evaluation, energy analysis as one, with monitoring, early warning, analysis, forecasting, optimization, decision-making and other functions of the intelligent system. Through the analysis of the application effect of the specific industry in the system, it is found that the problems such as difficulty in collecting meter, difficulty in charging, difficulty in pipeline control and difficulty of inspection in the park are solved. At the same time, through the establishment of energy optimization management system, The level of information management, to achieve the effect of downsizing efficiency and self-service quality.Key words: energy optimization management; sewage treatment; steam supply; IOT

吳光軍，吳夢竹，仇興興, 等. 皮革工業園能源優化管理系統的研究及應用[J]. 數碼設計, 2017, 6(5): 49-51.

WU Guangjun, WU Mengzhu, QIU Xingxing, et al. Research and Application of Energy Optimization Management System in Leather Industry Park[J]. Peak Data Science, 2017, 6(5): 49-51.

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.05.020

TP3

A

1672-9129(2017)05-0049-03

2017-02-13；

2017-03-05。

吳光軍（1985-），男，安徽池州，安徽理工大學自動化專業，研究方向：工業生產過程及自動化控制。E-mail:541403412@qq.com