杨辉
新疆天业（集团）有限公司 集团调度中心 832000
摘要：进入21世纪以来，我国经济高速发展，化工企业为我国发展做出了很大贡献。根据国家统计局数据，2017年工业能源消费总量29．45亿t标准煤，占全国能源消费总量65．66%，其中化工企业能源消耗占较大比重。通过建立能源在线监测系统，实现能源消耗动态过程的信息化、可视化、精细化，对化工企业生产过程中能源消耗的结构、过程及要素进行管理、控制和优化，提高能源使用效率。为减少生产成本以及提升管理水平提出科学的依据，达到节能降耗的目的。
关键词：化工企业；能源；在线监测；开发应用
引言
我国全面进入新时代，人民群众改善生态环境的要求日益强烈，安全环保问题日益凸显。加快绿色低碳发展，高质量发展已成为全社会与人民群众的共识。化工行业作为能源使用的重点行业，更要做好生产节能降耗、资源综合利用工作，实现高耗能高排放向绿色低碳转变，实现行业的高质量发展。
1在线监测系统现状
现阶段国内石化企业开展在线监测系统建设存在的问题，一是对建设能源信息系统认识不清，管理人员不认为能够带来立竿见影的经济效益，对能源的系统化管理缺乏足够信心；二是系统建设基础条件尚需完善，主要包括能源计量统计方面、部分能源流向方面不清；统计较多人为因素影响等等；三是重视系统建设，轻视系统应用；在能效对标、能源绩效指标考核、能源预警预测等功能模块的设计开放方面明显不足；妨碍了系统的整体应用；四是决策者和使用者对在线监测系统在企业系统中的定位和作用不清楚，系统建设的目标和内容尚需进一步探讨，集团层面、企业层面能源系统如何协调优化等。因此，正确认识在线监测系统在企业的定位，借助信息化手段开展能源管理工作，为企业高质量可持续发展注入活力带来效益是一件非常有意义的事情。
2平台总体方案
(1)采集层。采集层与物理层直接通讯，主要基于部署在企业端的重点用能单位能源采集端设备实现对能源消耗数据的采集、对能源计量器具的识别和动态管理。
目前，能源数据的采集主要基于三种方式实现:一是通过传感器、数据采集器等设备实现现场级数据采集，支持多种不同协议的能源计量传感器，可同时对电表、水表、燃气表等多种智能仪表进行数据采集;二是通过与PLC、DCS、OPC服务器等管理系统对接实现控制级数据采集;三是部分无法通过在线采集方式获取的能源数据，通过手工填报方式采集。为减少平台端数据处理的压力，采集的数据经拆分、清洗，将来自不同仪表、不同传输协议的数据转换成平台可以识别的标准协议数据，经过解析和校验，进行归一化处理，最终传输至平台端。
(2)网络层。网络层主要包括互联网、企业有线或无线网络、端系统存储数据库等。采集层的能源消耗数据采集以后，在网络层进行初步解析、校验和存储，并随时准备上传数据层。网络层作为采集层和数据层的中间层，起到承上启下的作用。
(3)数据层。数据层主要实现对采集上传数据的进一步处理、存储等操作。依据各行业数据采集指南中数据验证要求，采集数据时对接入数据进行验证，判断其数据是否合法、信息是否匹配、是否有丢包漏包、目的地址是否正确等。数据层数据是对企业能源结构、能源水平、能源趋势等信息从多个维度进行汇总分析以及可视化展示的基础。
(4)应用层。应用层主要负责将数据层汇总分析的数据按照平台用户类型应用到实际生活中。针对不同的用户，提供相应的信息技术服务。
如:面向节能监管部门，提供相关数据报表，实时监测企业能源情况，进一步细化和落实节能任务，逐步形成系统化、信息化的能源消耗监管体系;面向重点用能企业，提供更优化的生产方案，为企业提高能源利用效率、降低生产成本、减少能源浪费提供支撑;面向社会大众，及时提供最新的节能信息，推广节能技术产品，提高全社会节能环保意识。
3系统功能设计
(1)图形监控。按照“分类、分层、分显、分控、分环”的设计思想，建立能源监控模块。即:按能源介质分类(电、天然气、氧气、压缩空气、水、蒸汽等)，按生产区域分层(全厂画面、区域画面、单体画面)，按操作用途进行分显(过程画面、操作画面、报警画面)，按控制要求分控(就地控制、现场控制、能中控制)，按能源流程进行分环(发生环节、转换环节、输配环节、使用环节)。在各监控画面中，将关键参数群作为主控关键点，确保信息的及时性、完整性、冗余性、可信性、可判性。
(2)能源监测。提供对重点用能单位的能源数据的统计分析功能，包括:能源消费强度、能源消费构成及各能源品种消费量指标统计分析;基于GIS的企业和区域能源分析，并形成图表等可视化表示形式;服务政府各级节能部门的数据汇总，报表填报等信息化工作需求。
(3)能源统计分析。主要依据国家或行业标准，分析公司、装置的主要单耗或重点能效指标。分别从各个层级观察当前各区域能效(包括厂级能效、装置能效以及设备能效，一般以单耗指标表征)是否正常，因此能够较为全面地反映当前能源水平。
(4)能源实绩管理。实现对各种能源介质按工序及重点耗能设备、按能源介质种类、按能源介质属性(消耗量、发生量、回收量等)进行采集、抽取和整理，取得能源生产运行的实绩数据，自动实现各种能源介质的日能源实绩报表、月能源实绩报表等。能源管控部门编制的能源供需实绩报表为公司的唯一能源消耗数据来源，所有部门均以此数据为基准编制各类其他报表。
(5)能源报表。汇总企业的电力损耗信息、能源综合成本、单位产品能源、班次单位产品能源、班组单位产品能源、峰平谷电耗、能源单位汇总、能源成本单位汇总、能源费用汇总、能源比较等报表信息。
(6)报警管理。通过设备监控画面、历史和实时趋势，系统提供各个时期不同报警数据的查询统计功能。当一个新的报警产生时，报警条目将以预定义颜色的闪烁，并伴有音响或语音。内容包括：超量程计量仪表的报警;超限、跳闸位号的实时报警。应急联动将报警事件与应急预案关联起来，在报警窗内给出应急预案提示，供调度人员直接进行快速查询，以提高应急响应速度，将能源事故带来的损失和能源降低到最小的要求。
(7)计量设备管理。能源计量设备管理包括计量设备台帐、计量设备检定预警、计量设备检定分析记录等功能模块。系统覆盖了计量设备使用检验、保养、大修的各个环节的数据，使设备管理人员能及时掌握计量设备全生命周期信息状况，对重点计量设备进行监控。系统提供了计量设备检定的预警功能，通过系统，很容易知道下个月的需要进行检定的设备，从而很好的进行计划。
结语
基于物联网的能源在线监测平台总体方案基于国家政策导向、行业节能需要、企业管理实际研究提出。在总体方案的基础上，重点研究设计了基于物联网和云计算的能源监测终端、能源在线监测平台等支撑性的软硬件系统，实现能源数据实时动态采集、监测以及分析、预警等功能。平台方案和技术产品在典型化工企业能源管理中得到了实践应用，满足了企业提高运行管理水平、政府强化能源管理等各方需求，具有较好的推广应用前景。
参考文献
[1]中国石化能源管理系统(一期)可行性研究报告．
[2]邢龙．节能管理新路－能源管理中心．2012年河北省轧钢技术暨学术年会，2012，11．
[3]侯卫锋，等．大型化工企业能源管理系统的设计与实现[J]．自动化与仪表，2013，04：5-9．