隨著節能工作向系統化、精細化、信息化方向發展,節能領域運用物聯網、大數據等信息技術手段深挖、細挖節能潛力成為必然趨勢。為此,國家從“十二五”開始建設覆蓋全國一萬多家重點用能單位的能耗在線監測系統。通過該系統,可以準確、及時地掌握全國和分地區、分行業能源消費總量及其構成,提高節能宏觀調控的針對性和有效性。建設能耗在線監測系統,是推進能源生產和消費革命、深化創新節能工作的必然選擇,是企業進一步挖掘節能潛力、提高能源管理精細化水平的客觀需要,也有利于培育和發展節能環保戰略性新興產業,促進經濟結構轉型升級。
“十一五”期間,國家建立了重點用能單位能源利用狀況報告制度,對重點用能單位能源利用狀況實行年度管理。2011年,國家發展改革委、教育部、工業和信息化部、財政部等十二部門聯合發布《萬家企業節能低碳行動實施方案》,提出要建立萬家企業能源利用狀況在線監測系統。2012年,《國務院關于印發節能減排“十二五”規劃的通知》則進一步提出開展重點用能單位能耗在線監測體系建設試點工作。從2014年下半年開始,國家組織開展能耗在線監測試點,選取北京、河南、陜西3個省市的電力、鋼鐵、石油石化3個行業的部分重點用能單位開展試點。2015年以后,國家對能耗在線監測系統建設提出了新的要求,在《關于加快推進生態文明建設的意見》、“十三五”規劃《綱要》、《“十三五”節能減排綜合工作方案》等文件中再次提出了建設能耗在線監測系統的明確要求。2017年,國家發展改革委、原質檢總局聯合印發《重點用能單位能耗在線監測系統推廣建設工作方案》,明確要求在試點基礎上推進能耗在線監測系統建設,到“十三五”末期,基本建成連接各省(區、市)重點用能單位、相關部門和行業數據共享的能耗監測系統,為政府部門統籌能源發展與生態文明建設、強化能源消費總量與強度“雙控”提供支撐,為重點用能單位提質降本增效提供服務。
能耗在線監測系統主要包括三部分建設內容:一是建設省級平臺。省級平臺是監測系統的區域性公共服務平臺,部署在各省(區、市)電子政務外網和互聯網,支持接入市級平臺數據,至少應達到國家信息安全等級保護二級的要求。省級平臺由省級節能主管部門、質監部門負責建設,要優先使用政務云等計算資源,符合國家對政務信息系統整合共享的工作要求。二是對接國家平臺。各省級平臺要按照統一的技術標準,將監測數據上傳到國家平臺。國家平臺部署在國家電子政務外網和互聯網,由國家發展改革委負責建設,主要功能是接入、匯總、分析各省級平臺或重點用能單位直接上傳的數據,為能源消費總量與強度“雙控”及重點用能單位節能管理等工作提供支持。三是建設重點用能單位接入端系統。重點用能單位接入端系統部署在重點用能單位內部,由重點用能單位負責建設。主要功能是,通過計量儀表、工控系統等采集、匯總本單位能耗數據,將數據上傳至省級平臺,或直接上傳至國家平臺。
工業企業能耗在線監測系統建設通用技術要求:
能耗在線監測端系統部署在重點用能單位內部,主要功能是通過計量儀表、工業控制系統等采集、匯總本單位能耗數據,將數據上傳至省級平臺,或直接上傳至國家平臺。能耗在線監測端系統要通過網閘、防火墻、隔離等安全措施,確保內部系統安全和數據安全;要具備遠程升級維保、一端多傳、接收國家和省級平臺推送信息和用能單位自身能源管理所需的功能。
端系統的核心是能耗在線監測端設備,是重點用能單位的信息節點。重點用能單位管理信息系統、生產執行系統、儀表中的能耗相關數據通過有線或無線網絡的方式,傳輸到能耗在線監測端設備。能耗在線監測端設備對采集到的數據進行統計匯總,經驗證、篩選、整理打包后,采用HT-TPS進行通道保護傳送至上級系統應用平臺。能耗在線監測端設備在接入互聯網之前應采用防火墻隔離可能來自互聯網的網絡攻擊,可選硬件或軟件防火墻。用能單位當前未配置硬件防火墻時,需配置硬件防火墻。
能耗監測端設備作為連接用能單位生產控制網絡與辦公網絡、互聯網的關鍵節點設備,須保障數據傳遞的安全隔離,即能耗監測端設備數據接入端和數據發送端之間的物理隔離和邏輯隔離,數據接入端網絡和數據發送端網絡之間的數據交換,只能通過配置的數據,其他數據都被完全過濾無法通過。
能耗監測端設備需采用“2+1”架構設計,以雙主機加專用隔離部件的方式組成,即由內網主機、外網主機、安全隔離數據交互單元三部分組成。用于連接生產控制網絡數據輸出系統主機(如生產過程控制系統、配電自動化系統、企業生產自動化系統等)網絡與企業辦公網絡,實現兩個網絡之間的數據傳遞、安全隔離、信息流訪問控制、內容過濾和信息交換等。能耗監測端設備中的內、外部主機通過安全隔離數據交互單元連接(由專用隔離部件構成),安全隔離數據交互單元是兩個網絡之間的可信物理信道。該內部信道裁剪了TCP/IP等功能網絡協議棧,采用私有協議實現協議隔離。對于用能單位能耗數據的采集與遠傳,屬于安全性要求較高而實時性要求相對較低的應用場合,安全隔離數據交互單元還將采用一組互斥的分時切換電子開關實現內部物理信道的通斷控制,以分時切換連接方式完成信息擺渡,從而在兩個網絡之間形成一個不存在實時物理連接的隔離區。
應用場所:
鋼鐵、石化、冶金、有色金屬、采礦、醫藥、水泥、煤炭、造紙、化工、物流、食品、水廠、電廠、供熱站、軌道交通、航空工業、木材、工業園區、醫院、學校、酒店、寫字樓以及汽車制造、機電設備、電器產品、工器具制造等離散制造業
安科瑞企業能源管控系統解決方案
安科瑞企業能源管控系統采用自動化、信息化技術和集中管理模式,對企業的生產、輸配和消耗環節實行集中扁平化的動態監控和數據化管理,監測企業電、水、燃氣、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況,通過數據分析、挖掘和趨勢分析,幫助企業針對各種能源需求及用能情況、能源質量、產品能源單耗、各工序能耗、工藝、車間、產線、班組、重大能耗設備等的能源利用情況等進行能耗統計、同環比分析、能源成本分析、碳排分析,為企業加強能源管理,提高能源利用效率、挖掘節能潛力、節能評估提供基礎數據和支持。
系統結構:
現場通過廠區局域網和平臺通訊,平臺搭建在客戶自己配置的服務器上。搭建完成之后,客戶可以在任意能與局域網聯通的地方,通過有權限的賬號登陸網頁以及手機APP查看各處的運行情況。
系統可分為三層:即現場設備層、網絡通訊層和平臺管理層。
現場設備層:主要是連接于網絡中用于水、電、氣等參量采集測量的各類型的儀表等,也是構建該配電、耗水、耗氣系統必要的基本組成元素。肩負著采集數據的重任,這些設備可為本公司各系列帶通訊網絡電力儀表、溫濕度控制器、開關量監測模塊以及合格供應商的水表、氣表、冷熱量表等。
網絡通訊層:包含現場智能網關、網絡交換機等設備。智能網關主動采集現場設備層設備的數據,并可進行規約轉換,數據存儲,并通過網絡把數據上傳至搭建好的數據庫服務器,智能網關可在網絡故障時將數據存儲在本地,待網絡恢復時從中斷的位置繼續上傳數據,保證服務器端數據不丟失。
平臺管理層:包含應用服務器、WEB服務器和數據服務器,一般應用服務器和WEB服務器可以合一配置。
拓撲圖
平臺采用自動化、信息化技術和集中管理模式,對企業的生產、輸配和消耗環節實行集中扁平化的動態監控和數據化管理。實時監測企業各類能源的消耗情況,通過數據分析、挖掘和趨勢分析,幫助企業加強能源管理,提高能源利用效率和節能潛力,為節能改造提供數據依據。
審核編輯 黃宇
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