Умный завод

Общее описание

Промышленность является основной сферой потребления энергии. Промышленное энергопотребление составляет более 70% от общего энергопотребления всего общества. Применение информационных технологий в создании цифровой системы управления и контроля энергии, достижение он-лайн мониторинга энергопотребления и точного понимания ситуации энергопотребления ключевых отраслей промышленности, предприятий и процессов в режиме реального времени является не только неизбежным требованием для предприятий по совершенствованию управления энергией и содействию энергосбережению и сокращению потребления энергии, но также предпосылкой и основой для промышленных и информационных администраций на всех уровнях для понимания тенденции энергопотребления, усилить прогноз и предупреждение энергопотребления и сформулировать промышленную политику на научной основе. Кроме того, это также неотъемлемое требование для содействия промышленной трансформации, модернизации промышленности и экологически чистому развитию, а также созданию ресурсосберегающей и экологически чистой промышленной системы.

Соответствие стандартам

ГБ 17167-2006. Общий принцип оснащения и управления измерительными приборfми энергии в организации энергопотребления.
GB / T 23331-2012. Требования системы энергоменеджмента.

Особенности

Система управления и центр управления энергией, отметки уровня энергоэффективности – это ключевые пункты сбережения энергии. В то же время, внедрение он-лайн мониторинга энергопотребления и сертификации систем является не только неизбежным требованием для предприятий для достижения эффективного управления энергией, но и неотъемлемым требованием для компетентного департамента энергосбережения на всех уровнях, чтобы понять региональные тенденции потребления электроэнергии.

Основной задачей строительства центра энергоменеджмента на предприятиях является мониторинг, учет, анализ данных о потреблении ресурсов / энергии (таких как электроэнергия, уголь, природный газ, нефть и вода) и продуктов (таких как пар и тепловая энергия), генерируемых в процессе преобразования энергии, и предоставление рекомендаций на основе результатов анализа. Мониторинг детального использования различных видов энергии предприятиями в режиме реального времени для поиска прямой и научной основы для энергосбережения и сокращения потребления энергии и выяснения неправильных аспектов в потреблении энергии и ресурсов, с тем чтобы еще больше улучшить управление энергией и снизить производственные и эксплуатационные расходы. Таким образом, использование энергии будет более разумным, перерасход энергии будет контролироваться, и может быть достигнута цель энергосбережения, сокращения выбросов и потребления. Анализ, основанный на данных мониторинга, может помочь предприятиям оценить свое основное энергопотребляющее оборудование в режиме реального времени для устранения отходов и дальнейшей оптимизации использования такой энергии, с тем чтобы снизить затраты на потребление каждой единицы и стоимость обслуживания оборудования, повысить общую конкурентоспособность предприятий и модернизировать управление эксплуатацией, измерением и энергосбережением на предприятиях.

Устройство системы

На базе умной промышленной платформы управления энергией через Интернет можно объединить потребителей и оборудование. Пользователь в рамках работы платформы может создавать различные проекты. Интерфейс и данные будут идентифицированы и разделены в соответствии с учетной записью / проектом, предоставляя доступ пользователям. Кроме того, пользователи могут установить всю платформу в кластер серверов своего собственного центра мониторинга или кластер серверов, арендованный общедоступным центром обработки данных.

Системная платформа поддерживает различные сетевые решения, такие как полевая шина, Ethernet и беспроводная сеть 3G/4G. Всю платформу можно разделить на 4 части: измерение и управление, оборудование связи, облачные вычисления и окончательная обработка данных.

Центр облачных вычислений является ядром всей платформы. Он включает в себя сервер сбора данных, сервер баз данных и сервер веб-презентаций и поддерживает различные виды методов организации. Он может быть организован на общедоступном облаке, частном облаке или локальном сервере пользователя.

Окончательная обработка является операционным клиентом платформы. Она может быть доступна через Интернет, локальную сеть или даже приложение на мобильных телефонах. Таким образом, результат может быть обработан идеально в любом месте и в любое время.
Оборудование связи может быть представлено различными видами устройств. Оно отвечает за сбор, кэширование и загрузку данных на сайт и поддерживает передачу через LAN, общественную сеть, беспроводную сеть 3G/4G и беспроводной GPRS.
Измерительные и контрольные приборы представляют собой различные виды измерительных приборов, локально установленных в распределительных шкафах и распределительных коробках. Многофункциональные измерители с различными размерами и методами установки можно выбрать согласно требованиям проекта.

Вариант 1. Это новые промышленные проекты. В таких проектах предпочтительны измерительные приборы серий SFERE720, SFERE100 и PD19. Они оборудованы интерфейсом связи RS485 и позволяют измерять, накапливать и передавать результаты.

Вариант 2. Это промышленные проекты, с применением измерительных преобразователей. Поскольку такие проекты являются старыми, в них полностью отсутствуют цифровые измерители, а сигнал через преобразователи отображается на стрелочных приборах. В таких ситуациях необходимо не только трансформировать средства измерений в более интеллектуальные, но и оснастить их коммуникационным интерфейсом RS485. Наиболее предпочтительно устанавливать такие приборы, как PD194Z-E и SFERE700, поскольку они могут быть установлены на DIN-рейку, поддерживают многоконтурные измерения и могут быть установлены в существующие шкафы.

Структура программного обеспечения

Интеллектуальная промышленная система управления энергопотреблением основана на измерительных приборах, шинных коммуникациях и веб-технологиях, и использует облачные вычисления в качестве своего ядра. Система собирает статистику энергопотребления для промышленных предприятий, высчитывает и анализирует энергопотребление каждого блока. Путем проведения экспертного бенчмаркинга и расчета отношения потребления энергии к объемам производства может быть достигнута цель повышения энергоэффективности и конкурентоспособности предприятий.

Уровень приложения.

Уровень приложения является частью для взаимодействия между пользователями и платформой. Он состоит из компьютеров веб-клиента или приложения на мобильном телефоне. Это часть платформы, где пользователи могут видеть, находить и анализировать данные о потреблении энергии.

Уровень обслуживания.

В слое обслуживания обеспечена шина для обслуживания платформы, включая системную интеграцию и обслуживание интерфейса, обслуживание платформы, управляемое событиями обслуживание и обслуживание анализа данных в реальном времени. Служебная шина может быть доступна для динамической загрузки и горизонтального масштабирования. Каждая служба может выполняться в одной виртуальной машине или в нескольких виртуальных машинах. Если система необходимо масштабировать, увеличивается количество серверов, т. е. выполняется горизонтальное масштабирование.

Уровень агрегации.

На уровне агрегации подаются изменяющиеся данные и информация о событиях из уровня сбора. Вычисление агрегации будет выполняться после привязки универсальной модели данных, чтобы сохранить такие данные и информацию о событиях в БД временных рядов. Уровень агрегации и уровень сбора позволяют передавать и освобождать данные в реальном времени через очереди сообщений и обеспечивают стандартную интеграцию API.

Уровень сбора.

Уровень сбора может поддерживать различные виды промышленных протоколов, осуществляя соединение интеллектуальных приборов и датчиков распределенного контроля оборудования и программного обеспечения.

Характеристики программного обеспечения

• Доступ с любого оборудования

Программное обеспечение доступно для различных протоколов связи и систем, а также различных спецификаций оборудования и точек данных. Система контролирует и предоставляет доступ к распределенным данным. Путем определения базы данных протокола и базы данных оборудования, она включает поддержку динамического доступа. Блок управления является универсальным для программного обеспечения. Однако, различные интерфейсы и оборудование приема с различными возможностями будут обеспечены согласно техническим возможностям.

• Доступ для большого количества пользователей

Чтобы избежать неэффективного использования информации и загрузки больших объемов данных на платформу, распределенный блок мониторинга используется для сбора, обработки и сообщения локальных данных на стороне оборудования, и будут сообщаться только изменяющиеся данные и сигналы тревоги событий, уменьшая нагрузку на ядро платформы. В то же время запросы данных будут разделены распределенной шиной сообщений на уровне агрегации платформы, и доступ к большим объемам оборудования может быть реализован путем добавления большего количества шин сообщений.

• Доступ пользователей

1. Программное обеспечение для доступа пользователей. Установив направление прокси и алгоритм распределения, различные группы пользователей будут разделены. Доступ большего числа пользователей можно включить, добавив больше прокси-серверов.
2. Данные и функциональные модули будут ограничены в соответствии с полномочиями пользователя. Таким образом, безопасность системы может быть повышена и ненужная передача данных может быть уменьшена.
3. Пользователи могут создавать различные проекты в режиме онлайн, и эти проекты будут работать на одной платформе. Однако интерфейс и содержащиеся в нем данные будут идентифицированы пользователем / проектом, предоставляя доступ.

• Интеграция API.

Интерфейсы для данных в реальном времени, сигналов тревоги, команд управления и изменений конфигурации доступны посредством MQTT (Message Queue Telemetry Transport). Таким образом, интеграция данных в реальном времени может быть включена для сторонней системы и оборудования, а доступ к конфигурации и историческим данным будет предоставляться через интерфейс HTTP RESTFUL.

Обзор функций

Интеллектуальная промышленная платформа системы управления энергией создана на основе исследований, разработок и информации полученной от клиентов компании SFERE. Она представляет собой инструмент управления электроэнергией, который создавался в соответствии с мировыми тенденциями и потребностями промышленных предприятий в сфере контроля электроэнергии и энергоэффективности.

• Он-лайн презентация

На платформе доступна он-лайн. Она может представить общее состояние энергопотребления предприятия. Также доступна функция вывода изображения на экран, где информация о потреблении энергии и энергосбережении может быть представлена в режиме реального времени.

• Эффективный сбор информации

Полученные / отправленные данные через MQTT, которые содержатся в миллионах сообщений обрабатываются за одну секунду. Интерфейс позволяет обновлять информацию каждые 15 секунд. Таким образом, можно избежать неэффективного опроса данных и обеспечить доступ к большому количеству оборудования.

• Мониторинг в реальном времени

Контролируйте состояние работы производственной линии и параметры соответствующих энергоемких процессов (таких как ток, напряжение, мощность и температура) в режиме реального времени.

• Статистика энергопотребления производственной линии

Платформа будет предоставлять детализированные отчеты по анализу потребления энергии на основе производства. С помощью таких отчетов может быть проведен детальный анализ, основанный на практических данных, таких как потребление энергии каждой единицы и отношение потребления энергии к производству.

• Управление показателями энергопотребления

Система может рассчитать потребление энергии каждого блока согласно фактическим данным, соотнести их с продуктивностью и высчитать оценку эффективности потребления энергии.

• Анализ тенденции потребления энергии

Платформа может анализировать тенденцию изменения энергопотребления каждого блока и эксплуатационные данные от производственного процесса (например, команда или мастерская) в течение статистического периода, формулировать ежегодные планы по энергосбережению и обеспечивать поддержку данных для модернизации цели энергосбережения и реализации конкретных мер.

• Бенчмаркинг энергопотребления

Функция бенчмаркинга включена в соответствии технологическим процессом. При активном участии каждого цеха и отдела будет повышен уровень энергоменеджмента и энергоэффективности предприятия.

• Управление активами

Платформа доступна для он-лайн проверки записи, срока службы, записи обслуживания и всех видов сертификатов измерительных приборов и оборудования на каждом терминале. Он может помочь предприятиям в создании соответствующей системы энергоменеджмента и ведении реестра измерительных приборов на объекте.

• Сигнализация отклонения от нормы

Платформа может поддерживать основные клиенты веб-браузера, такие как Chrome и Safari. Он также может поддерживать запрос всех видов данных о потреблении энергии в реальном времени и исторических данных и сигналов тревоги, используя приложение на мобильных телефонах, без ограничения по местоположениям. Таким образом, данные доступны в любом месте и в любое время.

• Обмен данными на платформе

Платформа доступна для различных видов интерфейсов. В реальном времени доступна информация о событиях, также доступен обмен данными на платформах управления со стороны потребителей электроэнергии и платформ центров управления энергией.