引言
能源是推動人類經(jīng)濟發(fā)展的重要物質(zhì)資料。生物類企業(yè)對能源進行科學(xué)有效的測量和監(jiān)控對于其生產(chǎn)的制品質(zhì)量起關(guān)鍵性作用。生物制藥企業(yè)在生產(chǎn)制品時要求設(shè)備不間斷工作,而持續(xù)不斷地提供能源是實現(xiàn)該條件的基本要求。企業(yè)根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)營特點,加強能源監(jiān)管,制定合理的能源管理體系,既可以提升生產(chǎn)效率,又可以降低生產(chǎn)成本,使企業(yè)在市場上具備更強的競爭力。
1企業(yè)電力能源消耗簡介
生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)是一個技術(shù)含量高、投資高、收入高、風險高的高科技產(chǎn)業(yè)。其高科技不僅體現(xiàn)在產(chǎn)品質(zhì)量的高標準和嚴格要求上,還體現(xiàn)在對生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)環(huán)境的高要求上。較長的研發(fā)周期,高昂的前期成本使其必須投入大量資金建造符合GMP要求和生物產(chǎn)品安全標準的清潔工廠和其他公共能源系統(tǒng)設(shè)施。
根據(jù)我公司年度主要能源消耗統(tǒng)計,總能耗約為兩萬噸標準煤。根據(jù)調(diào)查、分析,能源系統(tǒng)全年帶負荷運行,能源消耗量隨季節(jié)、時間出現(xiàn)周期性變化,夏季、冬季電能消耗大,春季、秋季電能消耗量較小:白天能源消耗大,夜晚能源消耗較小,能源運行存在不平衡的特點。
2電力能源管理系統(tǒng)架構(gòu)
能源管理系統(tǒng)是以能源計量、數(shù)據(jù)傳輸及分析為一體的實時性管理系統(tǒng)。它依托有線網(wǎng)絡(luò)通信,實現(xiàn)企業(yè)動力系統(tǒng)實時監(jiān)控、能耗綜合統(tǒng)計分析、成本分攤、對高耗能負載設(shè)備進行特性分析,實現(xiàn)能源的優(yōu)化分配,更好地實現(xiàn)節(jié)能減排。
企業(yè)能源管理系統(tǒng)由在線監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、能源數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、能源運行監(jiān)管系統(tǒng)、能效分析管理系統(tǒng)等構(gòu)成。
2.1電力能源管理系統(tǒng)功能
能源管理系統(tǒng)主要由能源監(jiān)管、監(jiān)控和能源信息平臺組成。其中能源管理平臺由服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、智能數(shù)據(jù)采集器和前置機等設(shè)備組成。能源監(jiān)測系統(tǒng)是對能耗數(shù)據(jù)進行采集、統(tǒng)計、分析的處理平臺。能源信息平臺是指由末端能耗儀表組成的采集層網(wǎng)絡(luò)平臺。
2.2電力能源采集方式
隨著我公司一、二、三級能源計量設(shè)備的逐步完善,對能源數(shù)據(jù)的實效性和精確性有了更高的要求,人工抄表方式已不能滿足上述要求。為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時化、精準化管理,就必須采用技術(shù)先進、精度高、可靠性好的智能采集設(shè)備代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工作業(yè)。
我公司供電性質(zhì)為一級負荷企業(yè),中心配電室為雙回路供電。車間采用電子式電能計量表對電能進行計量,能夠提供高精度的三相電壓、電流和功率等基本測量數(shù)據(jù),具有復(fù)費率計算、需量計算、諧波計算等多種功能:采用便于功能擴展的模塊化設(shè)計和易于讀取數(shù)據(jù)的大屏幕顯示。車間根據(jù)裝配電能表的數(shù)量,通過選擇16端口、8端口、4端口智能數(shù)據(jù)采集器來滿足需求。采集器作為計量設(shè)備與控制主機之間的橋梁,其規(guī)約轉(zhuǎn)換功能能夠代替前置機選擇不同的采集規(guī)約,實時采集各種智能設(shè)備的數(shù)據(jù)信息,實現(xiàn)信息的匯總及處理。
2.3網(wǎng)絡(luò)通信功能
能源監(jiān)控系統(tǒng)采用總線、Rs485通信線、以太網(wǎng)線、光纖等多種通信方式。該系統(tǒng)可兼容其他通信設(shè)備,通過監(jiān)控大屏實時顯示能源系統(tǒng)的運行狀態(tài)和在線運行參數(shù)。根據(jù)與項目相關(guān)的能源監(jiān)控需求,每個能源子系統(tǒng)圖可以根據(jù)需求或?qū)嶋H運行條件進行修改和配置,系統(tǒng)將根據(jù)修改后的條件實時反映運行參數(shù)。
3電力能源管理系統(tǒng)應(yīng)用
電力能源管理系統(tǒng)向公司局域網(wǎng)發(fā)布能源數(shù)據(jù),具體指標包括實時監(jiān)控、統(tǒng)計報告、分析比較、事故報警、目標管理、節(jié)能評估等。管理者和技術(shù)人員可以在相應(yīng)權(quán)限下讀取相關(guān)數(shù)據(jù)。該平臺可以充分體現(xiàn)各種功能,界面清晰明了,易于理解,通俗易懂。
3.1能源管理系統(tǒng)功能組成結(jié)構(gòu)
能源管理系統(tǒng)功能組成結(jié)構(gòu)如圖1、圖2、圖3所示。
3.2能源管理系統(tǒng)功能
3.2.1電能數(shù)據(jù)采集
（1)能耗數(shù)據(jù)采集方式有智能設(shè)備采集和人工抄表兩種方式。采集器可獨立保存15～30天的歷史數(shù)據(jù),防止網(wǎng)絡(luò)中斷恢復(fù)后的數(shù)據(jù)補錄。
（2)自動采集的智能儀表數(shù)據(jù)支持Rs485、M一BUs或以太網(wǎng)標準接口和標準MoDBUS、DLT-645、CJT-188等通信協(xié)議,針對采用非標準規(guī)約的儀表支持通信接口程序的開發(fā),確保數(shù)據(jù)的正常采集。
(3）數(shù)據(jù)自動采集間隔不超過1min,數(shù)據(jù)存儲間隔可根據(jù)實際需求進行靈活設(shè)置,最小存儲間隔支持5min。
(4）主要采集參數(shù)包括三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電度等。
3.2.2電能數(shù)據(jù)報表
(1）系統(tǒng)提供分類、分項、分區(qū)域等固定格式的能耗統(tǒng)計日、周、月、季、年報表。
(2）系統(tǒng)支持創(chuàng)建新的符合管理人員實際管理需求的能耗統(tǒng)計報表。
(3）所有報表支持手動生成和定期自動生成及郵件分發(fā)。
(4）所有系統(tǒng)報表均可支持辦公自動化軟件(Exce1）。
3.2.3設(shè)備信息管理
(1）計量儀表信息管理。可靈活定義各采集點計量器具的用能屬性、歸屬關(guān)系,系統(tǒng)按照儀表屬性自動完成對應(yīng)能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計:計量儀表在線狀態(tài)可視化監(jiān)視,并實現(xiàn)儀表故障報警:進行儀表數(shù)據(jù)的完整性統(tǒng)計,當存在數(shù)據(jù)缺失時,能進行數(shù)據(jù)有效性評估,并提醒運行人員進行檢查和維護:支持儀表內(nèi)部參數(shù)的遠程查詢與設(shè)置,參數(shù)包括儀表地址、通信速率、接線模式、CT變比、PT變比等。
(2）用能設(shè)備信息管理。系統(tǒng)可以按照設(shè)備用能屬性,實現(xiàn)設(shè)備的分類管理:可以監(jiān)控用能設(shè)備的運行狀態(tài)及關(guān)鍵參數(shù),建立設(shè)備資產(chǎn)管理和維護管理文件:對設(shè)備的歷史維護記錄和維護計劃進行在線管理,使得生產(chǎn)過程安全、穩(wěn)定。
3.2.4系統(tǒng)安全管理
(1）用戶管理。系統(tǒng)可以根據(jù)需要創(chuàng)建、刪除用戶,允許管理員負責管理組內(nèi)用戶。
(2）權(quán)限管理。系統(tǒng)登陸需通過用戶密碼和權(quán)限驗證,并對所有操作事件進行記錄。支持分級授權(quán)機制,不同管理權(quán)限人員可根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定進行分級訪問。
(3）日志管理。系統(tǒng)記錄/查詢用戶的各項操作、報警信息等,記錄/查詢自身運行過程中的錯誤、診斷日志信息。
3.3能源消耗分析與管理
根據(jù)生物制藥企業(yè)藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范,對企業(yè)生產(chǎn)所需能源進行能源管理。依據(jù)能源平臺分析得出的數(shù)據(jù)對企業(yè)生產(chǎn)過程中的能源進行成本分攤,促進各生產(chǎn)車間改進生產(chǎn)工藝和促進高耗能設(shè)備設(shè)施的更新?lián)Q代,實現(xiàn)各部門和生產(chǎn)車間能源消耗的標桿管理,科學(xué)準確地定義和分析各部門團隊的能源消耗成本,方便財務(wù)數(shù)據(jù)核算,將能源成本分攤到各部門,分析各部門的能源消耗情況,分析能源消耗成本影響,維護基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等。
4結(jié)語
使用、開發(fā)公司能源管理系統(tǒng),可彌補生物制藥企業(yè)在能源管理方面的短板,應(yīng)用數(shù)字化的能源信息,方便管理者直觀讀取企業(yè)能源消耗情況。相較于以往人工抄表的方式,自動化、實時化、智能化的能源管理系統(tǒng)極大地提高了工作效率,也為后期精準化能源數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析及記錄提供條件。
4.1系統(tǒng)運行連續(xù)、可靠、安全
能源管理系統(tǒng)根據(jù)生物制藥企業(yè)的能源使用特點,對系統(tǒng)功能做出相應(yīng)改進。系統(tǒng)可連續(xù)可靠地對公司能耗指標進行評估、匹配,加強對關(guān)鍵能耗數(shù)據(jù)及能耗設(shè)備的監(jiān)控。
4.2系統(tǒng)操作使用簡便
從能源管理人員的分析和總結(jié)到相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的審核和批準,從部門能源管理到企業(yè)能源總結(jié)和報告,整個工作流程清晰易懂,符合整體能源管理要求和企業(yè)能源管理標準。
4.3系統(tǒng)監(jiān)管簡潔有效
該系統(tǒng)根據(jù)EMS模式進行能源數(shù)據(jù)管理,使得系統(tǒng)運行簡潔高效,對分散能源數(shù)據(jù)進行集中化管理控制。根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果提出相對應(yīng)的解決方法,實現(xiàn)企業(yè)制定的能源節(jié)約目標。
4.4實現(xiàn)精細化管理
通過能源管理系統(tǒng)的自動化數(shù)據(jù)信息采集,極大地提升了數(shù)據(jù)的實時性和準確性,實現(xiàn)能源精細化管理。
