潘俊 貝加萊工業自動化（中國）有限公司

1　項目背景

國內某知名礦泉水公司廠區內的部分設備是信息孤島，尚未實現全廠設備的全面數據采集，無法及時發現生產管理中的瓶頸問題、優化生產流程。由于工廠中存在著不同廠家、不同時期采購的設備，不僅不同設備直接存在能耗差異，即使是同樣的設備，由于不同的班組操作人員，或者是不同的參數設定，也會有能耗的較大差異。此外，由于廠區內的能源數據基本是通過人工定期抄表的手段來計量，不僅耗費大量的人工，并且由于不可能同時進行抄表，數據的實時性也大打折扣，也不具備分析優化和實時統計的功能，同時還無法避免人為篡改或者抄錯數字的可能性；即使數據有偏差，也無法及時報警或者提醒。

2　項目目標與原則

本項目計劃為該礦泉水公司生產廠建立一個全面的、集成的、先進的和穩定的能源管理系統，建立一套能源和設備數據信息管理系統。通過應用先進的軟硬件及網絡技術，準確、快速地記錄能源消耗相關數據，并提供基于WEB的監控、配置、查詢、分析等功能，供各相關部門查詢分析能源相關信息。

此外，本項目還需要實現以下需求：

（1）實現兩個層次的服務，即一方面為企業領導提供直觀、簡明、快捷的數據信息查詢和決策支持服務；另一方面是為相關管理部門實現企業能源消耗情況的動態數據和信息共享服務；

（2）系統的運行能夠充分利用現代網絡技術和數據庫，通過與企業生產網絡平臺的對接，實現信息快速傳遞、共享、管理和應用；

（3）利用數學模型、預測和預警、數據倉庫和數據挖掘等理論方法和技術對有關數據進行深入地加工處理及分析，以提高監控數據的應用水平。

3　應用情況介紹

根據現場情況給出的系統拓撲結構如圖1 所示。

該項目目前已經實施完成，完美解決了客戶現場生產的問題，現場操作畫面如圖2、圖3所示。

圖1 系統拓撲圖

圖2

圖3

4　效益分析

（1）不再手動抄表，節約人力成本；

（2）實現生產設備橫向、縱向的實時能源數據采集，發現瓶頸問題，優化生產流程；

（3）對全廠能耗及負荷特性等進行具體分析，優化能源使用；

（4）具備能源用量預警、能源用量預測功能，對下一階段的能源使用進行提前準備和安排，避免由于用電高峰期超負荷用電而產生罰單；

（5）基于APROL EnMon平臺，可采取措施優化設備運行及用電效率；

（6）基于APROL EnMon平臺，可采取措施降低電能質量問題帶來的能耗，保證供電系統安全、穩定、節能運行；

（7）基于APROL EnMon平臺，可建立能源績效考核的平臺，實現精細化管理，方便成本核算。

綜合實際生產應用效果，借助于APROL EnMon能源管理系統，預計全年能夠為企業至少節省3%~5%的能源使用費用。

精彩對話

貝加萊工業自動化（中國）有限公司工廠自動化銷售經理 潘俊

《自動化博覽》：貝加萊的能源管理解決方案主要針對哪些行業？涉及哪些產品？

潘俊：貝加萊公司的能源管理系統是基于APROL平臺的應用系統，簡稱APROL EnMon，該系統可以實現對水、電、煤氣、蒸汽等能源介質的實時用量采集和歷史用量分析，可以按照能源介質類別或耗能單元進行統計分析，并根據能源價格系數不同，統計工廠整體耗能成本，結合工廠產量，可以細化到單個產品的能耗成本。由于APROL EnMon主要是針對能源介質進行采集，而在不同的行業中能源介質基本相似，所以APROL EnMon系統是面向所有行業的能源管理方案，并且APROL EnMon滿足ISO 50001全球標準，可以作為獨立的能源管理系統應用，也可以根據客戶需求集成到現場DCS系統或SCADA系統。從目前現有的應用業績來看，APROL EnMon的應用可以歸納為基礎設施自動化、工廠自動化、設備自動化、過程控制等幾個方面。

《自動化博覽》：貝加萊的能源管理解決方案的主要特點和優勢是什么？

潘俊：APROL EnMon為了方便能源管理項目實施，縮短工程時間，采用“開箱即用”方式，用戶只需設置系統參數即可應用。APROL EnMon系統由一臺APC910工業PC和一臺X20CP3586作為硬件主體，軟件系統及所有必要應用軟件都可以預裝到APC910中，根據現場需求，系統組態也可以由技術開發人員預先配置在APC910中，現場調試工作量大大降低。

標準的APROL EnMon方案包包括一個Automation PC 910和X20控制器。該系統可以根據需要實現進一步升級。

APROL EnMon系統采用多層架構，它包含了從傳統現場層到車間/生產線級的數據層，車間到工廠的公司級能源優化，并為ERP/CIMS等預留了全廠財務、運營優化數據互聯的接口。

設備層：基于傳統的總線儀表、模擬量通過現場采集網絡傳輸至車間/生產線層。

車間層：通過現場層數據的傳輸，經由車間級路由和交換網絡，提供在控制層的數據存儲、記錄、報警的保存、查詢等。

公司級：通過APROL EnMon平臺，將車間級數據進行顯示，包括趨勢圖、報警、報表、計費、分析與優化功能，并提供直接對現場設備的遠程操控。

APROL EnMon系統具有強大的分析功能，可以為企業生產提供支持，主要包括以下幾個方面：

指示器：提供了對單元批次的跟蹤；

峰值負載分析：提供超負荷下的甩負荷控制；

趨勢分析：精確按照時間順序排列，繪制設備能耗曲線，用于分析；

負載管理：對不同的計費區間進行負載的動態管理；

價格分析：追蹤每個消耗相關的價格；

能耗單元狀態分析：通過電子表格追蹤生產過程。

為了測量現場的能量、流量、負載等能源信息，貝加萊公司的X20系列產品可以提供多種I/O模塊和通訊模塊，以滿足現場能源計量需求。

APROL EnMon系統集成了貝加萊公司硬件產品的魯棒性和軟件系統的靈活性，極大程度地滿足了各個行業對于能源測量的需求，綜合來看，主要有以下優點：

（1）穩定性與開放性兼顧。貝加萊X20系列數據采集單元，具備環境適應能力強的特點，系統穩定，可長期連續工作，可遠程維護；

（2）各個能源監控分站之間相互獨立，依存性弱，可以自成系統，可以分期、分批建設，自由擴展；

（3）系統投資回報率高。系統充分應用了所有分站的運算能力，使中心端專注于數據的接收和分發工作，在保證效率、效能的基礎上，降低對硬件的需求，可降低企業對硬件的投入。并且當采集點多、數據量大時，可對系統進行方便的分布、叢集部署，而這種部署能同樣充分保證系統的穩定性、安全性和經濟性。

《自動化博覽》：能源管理是智能制造中的重要一環，您如何看待能源管理在用戶工廠中的作用？

潘俊：隨著工業生產的飛速發展，各行各業對能源的消耗日益增加，不僅對生存環境造成了嚴重威脅，導致一系列的生態變化，危及人類及其他生物的生存環境，而且，隨著產品競爭的日益激烈，將產品成本降低到極致成為各個工廠的生存秘訣，其中也包括產品的耗能成本。在以往粗獷的生產方式下，工廠的能源消耗情況根本無從計量，計量設備的缺失、節能意識的缺乏都導致了產品的耗能成本無從查證，導致生產成本居高不下。隨著精細化生產和智能化生產的逐步推進，能源計量手段也逐步完善，通過能源管理系統可以將工廠的耗能情況透明化，杜絕“跑、冒、滴、漏”等能源浪費情況，發現生產中的瓶頸問題，改善生產工藝，從而進一步降低產品耗能，降低生產成本。另外，能源管理也根除了以往人工記錄的弊端，在解放人力的同時，可以實時地采集、分析全部能耗數據，數據的呈現更直觀、及時，結合不同時段、不同種類能源介質的不同費率，為能源結算提供依據。

摘自《自動化博覽》2016年10月刊