1、Contents1 系統方案概述1.1 數采終端（能源子站）1.2 數據監控系統（能源實時監控子系統）1.2.1 能源實時監控服務器1.2.2 能源實時監控客戶機1.3 數據管理與發布（能源管理和能源監控系統）1.3.1 能源管理分析服務器132 能源管理系統客戶機2 系統功能概述2.1 概述2.2 方案總體說明23系統功能231 能源數據采集2.3.2 能源監控系統動態監視233 能源檔案系統234 成本分析與分配系統235 .5 能耗標準設定23 自定文能源報表236 .7 其他能源分析手段系統方案概述改能源管理系統方案是以羅克韋爾自動化的核心軟件產品實時監控軟件FTView SE能源管理

2、平臺軟件RSEnergyMetrix以及開放性關系型數據庫 MSSQL為基礎，并融合 了現場通信技術、數據庫技術、Web技術、SCADA/HMI技術、C/S及B/S技術等的一體化的數據采集監控系統方案。能源管理系統實時監控與信息管理系統的總目標是建立一個全局性的能源管理系統，構成覆蓋能源信息采集及能源信息管理兩個功能層次的計算機網絡系統，實現對電能、天然氣、壓縮空氣、采暖水、循環水和自來水等能源介質的自動監測，進而完成能源的優化調度和管理，實現安全、優良供能、提高工作效率、降低能耗，從而達到降低產品成本的目的。系統包括3 大部分內容：能源數據采集，能源數據實時監控和能源數據分析發布管理。其主要

3、功能是實現對所有與能源有關的數據采集，并在能源管理部門范圍內實現數據的發布，并可以為企業管理級的MES ERP系統提供用能信息。整個能源管理系統是以穩定可靠的工控PLC 和上位管理服務器為核心并采用流行的、可靠的計算機網絡構成的集中式數據采集監控分析管理系統。全廠設置一個集中能源監控中心。全廠能源調度監控中心通過網絡從各能源子站中獲取能源數據，實現全廠的能源數據集中監控和管理。并實現能源數據的集中管理和歸檔，并通過網絡實現在能源管理部門范圍內的數據發布；全廠能源管理中心和各能源子站通過工廠已有網絡結合在一起構成一個完整的系統。能源管理數采終端采用工業級控制設備PLC 作為核心處理運算單元，各個

4、能源子站都具備運算存儲能力。能源管理數采終端集成以太網接口，通過光纖以太網與能源管理服務器系統實現通訊，網絡構架簡單明了，系統安全可靠。系統數據流系統數據流如上圖，在軟件應用層次，系統以國際通用的OPC 標準為軟硬件標準。OPC標準是針對工業應用場合推出的軟硬件通信標準，通用OPC 標準可以實現工廠系統信息的互通互連，避免“信息孤島”問題。目前，絕大部分工業軟件硬件供應商都支持這種標準。總的來說，可以把系統分為三大部分：數采終端（能源子站），數據監控系統（能源實時監控子系統），數據管理與發布（能源管理分析子系統）。數采終端（能源子站）本系統內的現場信息采集和控制涉及多種能源介質，在能源管理系統

5、應用中，羅克韋爾自動化的PLC因為其高可靠性與擴展性，已經在能源管理系統中獲得了廣泛的應用：平均無故障時間（MTBF）i至IJ 20,0000小時以上可靠性達到99.98%以上通過工業現場標準認證如：UL、CSA （1類，2區，A、B、C、D組）、CE等。對應協議采用專有通訊協議模塊，通訊協議底層由硬件完成，由主程序調用。采用簡單易懂的工控通用命令，方便工廠工程師進行維護電氣信號接口帶光耦隔離。抗現場電磁干擾的能力控制器本地數據存儲功能，網絡中斷時數據本地存儲，保證數據的完整性模塊可擴展，可以隨著能源系統的完善，擴充進行擴展，保護用戶已有投資數據監控系統（能源實時監控子系統）能源實時監控子系統

6、主要完成能源數據實時動態監控、趨勢圖顯示和故障異常報警等幾大塊功能，各能源子站的現場工藝數據首先通過傳感器、智能儀表接入能源子站，同時，利用以太網，能源實時監控子系統實時采集能源數據，以友好直觀的界面表示能源設備和能源網絡的運行狀態，幫助用戶及時、準確了解能源系統的運行狀態，及時發現、解決問題。能源管理系統主要功能如下：數據采集和處理；能源工藝參數和設備的動態顯示；報警顯示和管理；趨勢顯示；歷史數據的管理、存貯；能源統計報表的生成和打印權限的確定能源實時監控服務器能源實時監控服務器是上位監控軟件FTView SE 服務器端的運行平臺，負責處理、存儲、管理從現場能源子站傳送來的實時數據。作為網絡

7、上的實時I/O 服務器，同時又是控制網絡中的報警服務器、趨勢服務器，能源實時信息服務器是能源管理系統的數據實時處理中心，它將擔負整個能源管理系統的實時數據的存儲和處理，因此具有十分重要的地位。系統基于先進的服務器/客戶端結構，只需要在服務器端做一次部署，客戶端通過工廠網 絡可以使用實時監控功能。客戶端不需要重新部署。方便系統的更新維護。能源實時信息服務器采用 Windows操作系統，安裝運行工控級監控軟件FTView SE Server,可靠，穩定。能源實時監控客戶機能源實時監控計算機是能源實時監控信息服務器的客戶端。通過該客戶端可以實現的功能： 能源計量系統結構圖 顯示全廠能源系統總攬圖（各

8、個儀表采集的各車間各能耗功率，負荷） 動態顯示各表讀數（電，水，壓縮空氣，天然氣，熱水） 各表具輔助參數顯示（電壓，電流，功率，流量，溫度，壓力等） 能源計量系統事件記錄，報警管理（表，終端，服務器故障） 任意數據趨勢顯示，跟蹤記錄數據管理與發布（能源管理和能源監控系統）能源管理分析子系統主要完成能源數據采集、存儲、分析和數據發布幾大塊功能，各能源 子站的現場工藝數據首先通過傳感器、智能儀表接入能源子站，同時，利用以太網，RSEnergymetrix軟件對能源數據進行采集，并存儲進MSSQL標準數據庫中，RSEnergymetrix提供各種能源數據分析管理工具，用戶通過 RSEnergymet

9、rix的IE界面接口就可以實現對能源 系統管理、分析和數據分享。能源管理系統主要功能如下：數據采集和處理；報警顯示和管理；趨勢顯示；歷史數據的管理、存貯；能源統計報表的生成和打印；權限的確定；用能信息的Web發布；實現與其它能源管理系統、MES或ERP系統連接和數據交換;能源管理系統客戶機能源管理分析服務器能源管理分析服務器是能源管理專用軟件RSEnergyMetrix 服務器端的運行平臺，是整個能源管理系統的歷史數據的存儲中心，也是數據庫管理軟件的運行平臺。RSEnergymetrix 是羅克韋爾專門面向制造型企業推出的一套能源管理系統套件：圖形化，對象化開發：RSEnergymetrix內

10、置能源消耗單位、設備、儀表（水、氣、電、汽表）等對象，只需要通過簡單的添加、復制等按鈕就可以進行開發或者系統的擴展。 無需復雜編程，保證系統的易使用，易擴展性和可用性支持二次開發，在提供標準對象的基礎上，通過“輸入窗口”提供二次開放接口（不是底層程序修改，或重寫），通過輸入簡單的表達式，就可以實現高級應用，如采用儀表數據進行設備的效率分析內置國際能源統計分析高級算法：回歸分析等支持中、英文，已有項目證明中文的兼容性支持大范圍的應用，在Kraft 等工廠已有成功案例（用到全美39 個廠，一期7 個廠，分布全美，通過公司廣域網絡進行連接）能源管理分析服務器主要任務是通過RSEnergyMetrix

11、 服務器完成系統中歷史數據的存儲、管理，并向網絡中的工作站和上層信息管理系統提供數據發布。即在工廠網絡內的任何一臺計算機通過一定權限的賦予都可作為能源管理分析的瀏覽器，而且瀏覽的界面是我們常用的IE 瀏覽器，無需另外安裝其他軟件。能源管理分析服務器完成以下功能：定時歸檔各能源表具相關讀數（小時，天，周）配置管理（將表具劃入區域及設置分攤原則，能源單價設置，費用計算方法設置，權限設置，配置更改記錄）生產能源消耗報表（按部門，表具，工作組等）精確成本分析與分攤數據導入，導出，修改接口通過內部網向公司發布，實現客戶端使用瀏覽器進行瀏覽系統基于服務器/瀏覽器結構，用戶通過IE就可以編輯，修改和使用能源

12、分析系統。能源管理分析服務器采用Windows 服務器操作系統，安裝運行羅克韋爾自動化公司的能源管理專用軟件RSEnergyMetrix,和數據庫平臺MSSQL能源管理分析客戶機是能源管理分析服務器的客戶端。可以是能源管理部門內掛在以太網上的任意一臺計算機。操作人員打開IE 瀏覽器，連接到能源管理分析服務器即可瀏覽所有歷史上的能源信息及分析結果，還可以瀏覽生成的能耗報表。同時提供界面為用戶實現手動數據錄入功能。由于不要求安裝任何其它軟件，所以在本方案系統設備清單上沒有配置此瀏覽器。系統功能概述概述能源系統為您提供給你滿足您公司需要的交鑰匙能源工程系統。能源管理系統是在基于羅克韋爾自動化公司30

13、 年的工程系統的經驗之上發展出來的，并可以提供給您標準能源產品,使您的系統很容易安裝和維護。能源管理系統以全廠能耗為對象，實現能耗計量實時化，問題處理實時化。并在一定歷史數據的積累下，為進一步能源數據的挖掘提供基礎。我們提供適用于簡單系統與復雜系統的綜合能源管理的解決方案。通過用戶化的軟件，您可以采用易于理解的方式快速得到您需要的能量數據。從圖形到數據庫，綜合能源管理解決方案提供了對能源使用的可視化與跟蹤。數據的充分利用能給企業帶來無窮的動力，為企業的管理和功能決策提供依據。無效的數據的堆集只會對企業的資源帶來浪費，有效地利用數據意味著把數據放到你的指尖上。我們意識到將數據傳送到在工廠中需要的

14、地方是與測量是一樣重要的。能源管理解決方案的實力就是把所有的能耗信息集成起來。我們的應用主要集中在通過以下的方式來節約你的成本：使你重新評估你的費用；防止昂貴的能源質量問題；意識并糾正能源問題；控制需求量以避 免不利的結果。方案總體說明能源管理系統方案是以羅克韋爾自動化的能源管理平臺軟件RSEnergyMetrix， FTViewSE 為基礎，并融合了現場總線技術、數據庫技術、Web 技術、 SCADA/HMI 技術、 B/S 技術等的一體化的數據采集監控系統方案。能源管理系統實時信息采集管理系統的目標是建立數據通訊網絡，實現對能耗信息的自動監測，進而完成能源的管理。實現安全、優良供能、提高工

15、作效率、降低能耗，從而達到降低產品成本的目的。其中包括數據采集，數據發布，和數據分析管理。其主要功能是實現所有能耗數據的采集，并在企業范圍內實現數據的發布。整個能源管理系統采用可靠的硬件平臺輔以成熟的軟件平臺，構成的集中式數據采集監控分析管理系統。并實現能耗數據的集中管理和歸檔，并通過網絡實現在企業內部范圍內的數 據發布。系統功能 能源數據采集采用PLC 為核心實現能源管理系統是目前能源管理系統發展的大方向。基于羅克韋爾自動化豐富的能源管理系統的工程經驗及能力，通過“浮動 ”地址技術，將來現場儀表的數量增減，儀表類型的調整，都可以在能源實時監控子系統上完成。無需工程師到現場對PLC 梯形圖程序

16、進行調整，進一步提高的系統的可靠性和易維護性。子站通過PLC通訊模塊實現與現場串行總線（ Modbus RTU, DL/T規約等RS485規約）上智能儀表的通訊，能源數據從儀表到達管理系統的軟件平臺，需要經過3 個環節。1、 PLC通訊模塊和智能設備之間的請求和應答，一個總線上的所有儀表輪巡時間2、 通訊模塊和PLC CPU間的數據通訊3、 PLC CPUF 口能源管理軟件之間以太網通訊其中，PLC CPU和通訊模塊之間的通訊是通過機架內總線實現，帶寬為百兆級別，羅克韋 爾自動化的PLC CPU都支持百兆以太網通訊，應此第 2、3個因素的時間都是毫秒級別，可以 忽略不計。要知道數據采樣延遲，需

17、要對第1 個因素進行詳細研究。能源監控系統動態監視能源監控系統的動態顯示對能源（水、電、油）進行實時監控，并提供從概貌到具體的動 態圖形顯示。通過本系統能源子站，采集分布在工廠各個位置的能源信息，這些信息在能源子站PLC進行處理（濾波，標定）。實時監控系統服務器通過工廠以太網絡通過預設周期采集各個能源 子站中的電，水，汽等能源數據。也可以通過本系統對設備進行遠程控制。通過本系統，可以對能源系統拓撲圖，能源信息點狀態，設備網絡狀態，報警信息和趨勢 等進行動態顯示。某一個實時系統單線圖界面示例如下：工堤”胃桑昵-I 1 .I.； HL圖72監控系統能源網絡圖例通過實時監控系統，可以幫助用戶實現：能

18、源分配網絡系統圖監控-有助于快速了解現場運行參數-跟蹤記錄個別參數運行情況圖73監控系統報警界面圖例實時監控系統是基于服務器/客戶端結構，可以根據用戶數的增長進行擴展，而不用對系 統的程序進行調整。現階段，客戶端布置在公用站房和變電所。實時監視系統顯示信息為現場儀表回傳數據，對于變電所變壓器監視，通過采集溫度保護 器及智能開關信號（這些電表包括在能源計量管理系統中）。實時監視供配電系統的運行狀態數據；即智能開關，保護儀表通過總線回傳數據1 .根據用戶的需求對異常狀態和數據及時發出報警；對回傳數據報警信息，越界進行報警2 .保存歷史運行數據和曲線；3 .保存歷史報警事件的發生時間和內容；能源檔案

19、系統本方案除了系統的實時監控功能，更為重要的是能源信息的管理分析子系統。能源管理控 制中心設有歷史數據庫，實時采集能源系統信息，定期存入能源耗用量及各種設備異常狀態 的實時數據以產生生產調度報表和事件記錄報表。其功能如下列章節所述。1 .二次開發，可擴張性系統是一個基于 WEB的成熟平臺，提供方便的二次開發平臺接口，內置對象模型，無需 額外編程，只需要通過簡單的 添加“，編輯”等按鈕，就可以設置計量儀表通訊方式，所屬設 備信息、部門信息、采集頻率等等。圖7- 4能源管理系統友好的開放界面2 .能源檔案計量儀表設備在系統里配置完成后，系統將會從計量儀表中采集能源介質信息和其它相關 能源動力信息。

20、系統把這些數據存入ODBC兼容的開發數據庫。建立能源設備負荷檔案。系統提供標準報表工具和分析工具，用戶也可以根據需要自定義分析參數對象，方便地顯示和 分析計量設備的能源負荷檔案。下面的報告用于支持能源檔案系統： 日，周，月，年的能源檔案 日，周，月，年的表格式報告 可選的時間/日期檔案 可選的時間/日期表格式報告圖75能源檔案月歷及其展開圖例成本分析與分配系統如前面所述，系統采集能源信息并存入ODBC兼容的數據庫構成能源檔案，每個采樣點能源數據會被分配到一個或多個費用中心。RSEnergyMetrix軟件會被設定為可產生預設報告。此報告可允許用戶按照費用中心分配能源成本，生產能源驗證帳單，分析

21、能源帳單，并比較 在不同收費單價架構下的費用。RSEnergyMetrix允許用戶進入盡可能多的現存或假定的收費單價架構。圖7 6能源費率輸入界面圖例圖7 - 7能源費用分攤報表 精確地按部門及生產分廠等分攤能源費用，自動產生各部門與各分廠帳單及使用報表； 增強能源使用的覺悟性，為創造節約能源的激勵機制提供依據； 鑒別各部門及分廠的能源費用及其對效益的影響； 提供能源歷史數據； 用經濟杠桿來推動節能降耗。下面的報表用于支持成本分析與分配系統：,月成本分攤報告,月消耗報告 能源對帳單報告 單件產品的能源消耗：可以顯示單件汽車產品的水，汽，電的能源消耗值報表及歷史趨勢 分析曲線圖78能源消耗報表圖

22、例圖7 9單品能源成本分析圖例能耗標準設定此系統將會提供一個長期的，持續的能源管理平臺，以此把能源管理從目前的一個短期行 為轉換成一個有系統數據支持的、每時每刻與工廠管理相關的長期行為。系統運行一段時間 后，積累下來的歷史數據中有效數據的平均值將會用于設定相關設備、時間間隔、或相關生 產過程的能耗標準。此能耗標準可以用來決定以后每個相關設備、時間間隔、或相關生產過 程是否能夠在能耗上達標。這些標準數據存入ODBC兼容的數據庫中，并且系統提供直觀的曲線來進行這樣的比較。RSEnergyMetrix軟件會被設定為可產生此類報告，此報告可允許用 戶分析單位能耗，并比較在不同單體設備間、時間間隔內、或生產排產下的能源使用情況。圖710能耗標準分析圖例自定義能源報表羅克韋爾自動化能源管理系統中采用 RSEnergymet