1 方案背景与目标
为进一步实现对设备、能源的集中管理与监控,使管理者能及时地掌握生产第一线的情况,以便尽快响应和决策;同时为高层级数字化项目做好前期的数据以及接口准备;为实现有效降低能源使用,节约能源成本,实现关键能源消耗透明化、能源分析自动化。因此在能源管理方面建立智慧能源体系。
智慧能源的核心是下列支柱图中的能源监控,能源预警中心能源数据中心三个部分
2 方案详细介绍
系统采用三级架构,分别为UI层,应用层及数据层。
(1)UI层即网页客户端,用于想用户提供能管数据图表的展示。其中能源主画面和监控中心通过WinCC的web发布功能发布为网页后嵌入Xphere EMS能管系统的web应用。其他页面在能管系统web应用中实现。
(2)应用层为后台服务端,主要包括四部分的内容。具体为WinCC实现能管系统的自动化控制部分的内容,具体操作入口在监控中心画面中体现。EnMPro实现能管系统的数据分析功能,主要包括UI层展示需要的图表统计结果和实时数据分析计算结果。Xphere EMS Web Server能管系统通过表单,仪表盘和审批流的基础功能实现UI层页面的重组,展示与流程管理。Xphere EMS数据中心用于实现用能预测,调度建议和异常值检测等方面的算法功能。
(3)数据层为数据持久化功能模块,主要包含三部分内容。其中EnMPro数据库用于存储EnMPro统计分析所需的历史采集数据。中间存储为Xphere EMS数据缓存,存在于应用层服务中,用于存储轮询归档的最近一次的实时数据和分组统计结果,提高画面查询性能。Xphere EMS能管系统业务数据库用于存储客户的业务数据,包括用户信息,设备信息,生产数据等。
系统按照功能分为三部分,分别为监控中心,预警中心,数据中心。
(1)监控中心
监控中心远程监视现场工艺流程动态图,查看趋势,设定特定参数,调整控制点运行状态
显示测量点的实时报警
定时生成运行记录报表
(2)预警中心
对各项KPI指标超标的情况进行报警
对子系统运行数据超出设定值报警
报警信息分析
报警处理率
报警等级分析
……
(3)数据中心
用能预测
用能计划
设备用能分析
碳排放分析
绿色能源分析
……
3、代表性及推广价值
智慧能源系统使用了西门子国内团队自研的低代码,配置化能源管理平台-Xphere软件平台。西门子的传统的能源管理系统上从架构上进行相应的分类,以及从功能上进行明确分类。在功能上增加了能源调度和报警分类处理的功能,体现了能源管理的智慧功能,同时对于节能效果非常明显。
智慧能源系统,在传统能源管理系统上,着重增加了根据MES中的生产计划来有效进行能源调度,显著提升了能源效率。同时对于报警管理进行相应报警分类,报警流程处理,报警推送等功能。能源调度的使用,预计节约无效能源的浪费8%; 报警分类,处理和推送对于处理故障效率提高15%。