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概述

工業(yè)是能源消耗的主要領(lǐng)域，工業(yè)能耗占全社會能耗比重超過70%，隨著我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程的加快，工業(yè)節(jié)能減排任務重、壓力大。應用信息化技術(shù)建設數(shù)字化能源管控系統(tǒng)、實現(xiàn)能耗在線監(jiān)測，實時、準確地把握重點行業(yè)、重點企業(yè)及關(guān)鍵工序的能耗，不僅是企業(yè)實現(xiàn)精細化節(jié)能管理、促進節(jié)能降耗的必然要求，也是各級工業(yè)和信息化主管部門把握能源消費趨勢、加強能耗預測預警、科學制定產(chǎn)業(yè)政策的前提和基礎(chǔ)，更是推動工業(yè)轉(zhuǎn)型升級和綠色發(fā)展、構(gòu)建資源節(jié)約型和環(huán)境友好型工業(yè)體系的內(nèi)在要求。

近年來，加強工業(yè)企業(yè)節(jié)能基礎(chǔ)能力建設，提高工業(yè)能源利用效率等一直是政府部門積極推進的工作之一。財政部、工信部就聯(lián)合印發(fā)了《工業(yè)企業(yè)能源管理中心建設示范項目財政補助資金管理暫行辦法》，工信部印發(fā)了《關(guān)于建立工業(yè)節(jié)能減排信息監(jiān)測系統(tǒng)的通知》等系列文件，支持建設了多批工業(yè)企業(yè)能源管理中心示范項目，涉及鋼鐵、石油和化工、建材、有色金屬等行業(yè)，覆蓋全國31個省份。

參考標準

GB 17167-2006 《用能單位能源計量器具配備和管理通則》

GB/T 23331-2012 《工業(yè)企業(yè)能源管理體系要求》

設計理念

能源管理體系、能源管理中心和能效對標建設（“三能”體系建設）是節(jié)能工作的重點，推進能耗在線監(jiān)測和體系認證，不僅是企業(yè)實現(xiàn)高效化節(jié)能管理的必然要求，也是各級節(jié)能主管部門把握地區(qū)能源消費趨勢的內(nèi)在要求。

能源管理中心建設主要工作是把企業(yè)的能源/資源消耗如：電力、原煤、天然氣、油、水以及能源加工轉(zhuǎn)換的蒸汽、熱能等的使用過程的數(shù)據(jù)，監(jiān)測、記錄、分析、指導。實時監(jiān)控企業(yè)各種能源的詳細使用情況，為節(jié)能降耗提供直觀科學的依據(jù)，為企業(yè)查找能源消耗弱點，促進能源管理水平的進一步提高及生產(chǎn)運營成本的進一步降低。使能源使用合理，控制能源浪費，達到節(jié)能減排，節(jié)能降耗，再創(chuàng)造效益的目的。通過監(jiān)測的數(shù)據(jù)分析，可以幫助企業(yè)對主要耗能設備進行實時考核，杜絕浪費，并可以幫助企業(yè)進一步優(yōu)化使用狀況，以降低單位能耗成本，設備維護成本，提高企業(yè)綜合競爭力。為企業(yè)經(jīng)營管理、計量管理、節(jié)能管理提高到一個新的概念。

同時企業(yè)通過工業(yè)能源智慧管理系統(tǒng)平臺與政府能耗管理平臺進行對接，加強工業(yè)用能管理，采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理以及環(huán)境和社會可以承受的措施，在工業(yè)領(lǐng)域各個環(huán)節(jié)降低能源消耗，減少污染物排放，高效合理地利用能源。

系統(tǒng)組成

設備和用戶可通過Internet連接至我司的工業(yè)能源智慧管理平臺，用戶可在線創(chuàng)建不同項目，項目運行在同一平臺上，但是界面和數(shù)據(jù)通過賬號/項目標識區(qū)分，提供專用系統(tǒng)體驗?；虬淹暾脚_安裝至自建的監(jiān)控中心的服務器集群，或公共數(shù)據(jù)中心租賃的服務器集群。

系統(tǒng)平臺支持現(xiàn)場總線、以太網(wǎng)、無線3G/4G網(wǎng)絡等多種組網(wǎng)方案，整體分為現(xiàn)場測控儀表、網(wǎng)絡通訊設備、云計算處理中心以及業(yè)務處理端四個部分。

云計算中心，是整個平臺的核心，包括采集服務器、數(shù)據(jù)庫服務器和Web展示服務器。支持多種靈活的部署方式，可以在公有云或私有云部署，也可以用戶本地服務器部署。

業(yè)務處理端，是平臺的操作客戶端，可以通過Internet網(wǎng)絡或本地局域網(wǎng)方式web訪問，支持手機APP訪問，完美實現(xiàn)隨時隨地辦公。

網(wǎng)絡通訊設備，包括通訊管理機、交換機等，負責現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)緩存、數(shù)據(jù)主動上傳，支持局域網(wǎng)、公網(wǎng)、3G/4G無線網(wǎng)絡及GPRS無線的傳輸方式。

現(xiàn)場測控儀表，就地安裝于配電柜、配電箱內(nèi)的各類計量表計。根據(jù)項目性質(zhì)可選擇不同尺寸和安裝方式的多功能計量表計：

一類為新建工業(yè)項目，可設計如SFERE720、SFERE100、PD19系列屏裝儀表，帶有RS485通訊接口，具備現(xiàn)場組網(wǎng)通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳功能。

另一類為改造類工業(yè)項目，項目比較老舊，原儀表為指針式表計或沒有安裝儀表，需要對儀表進行智能化改造，使計量表計具備RS485通訊接口，實現(xiàn)組網(wǎng)功能。設計時可使用PD194Z-E系列、sfere700系列，支持導軌安裝，多回路計量，既做到安裝方便，又提高其經(jīng)濟性。

軟件架構(gòu)

工業(yè)能源智慧管理系統(tǒng)是基于計量表計、總線通訊、web技術(shù)以及云計算為核心，結(jié)合企業(yè)職能部門和產(chǎn)線產(chǎn)量，對工業(yè)企業(yè)進行多維度的能耗統(tǒng)計、單位能耗計算分析，并通過計算能耗與產(chǎn)出比例與同行對標，達到完善企業(yè)用能效率和提高企業(yè)競爭力的目的。

顯示層：是用戶與平臺數(shù)據(jù)交互部分，由web客戶端計算機或手機APP端組成，是用戶對平臺能耗數(shù)據(jù)的顯示、查詢、分析部分。

服務層：提供平臺服務總線，包括系統(tǒng)集成和插件接口服務、平臺服務、事件驅(qū)動服務、實時數(shù)據(jù)分析服務。服務總線支持動態(tài)加載和水平擴展，各個服務可在同一臺或多個VM中運行，當系統(tǒng)規(guī)模增加時，只需增加服務器數(shù)量，做到水平擴展即可。

聚合層：訂閱采集層變化數(shù)據(jù)和事件信息，并綁定通用數(shù)據(jù)模型進行聚合計算，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)和事件信息存儲至時間序列DB。聚合層和采集層通過消息隊列實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)訂閱和發(fā)布，并提供標準API集成。

采集層：通過分布式采集硬件和軟件服務連接智能儀表、傳感器等，支持各類通用工業(yè)協(xié)議、電力規(guī)約。

軟件特點

任意設備接入

可支持不同通信協(xié)議和制式，并支持不同廠商設備規(guī)格和數(shù)據(jù)點描述。系統(tǒng)采用監(jiān)控單元方式分布式接入設備，通過定義協(xié)議庫和設備庫支持設備動態(tài)接入。監(jiān)控單元在軟件上是通用的，但是根據(jù)設備接入場合提供不同接口和運算能力的采集器硬件。

海量設備計入

為避免低效的數(shù)據(jù)輪詢和大量冗余數(shù)據(jù)上傳至平臺，采用分布式監(jiān)控單元在設備端進行本地數(shù)據(jù)采集、處理和上報，只上報變化數(shù)據(jù)和事件告警，減少平臺中心壓力。同時在平臺聚合成通過分布式消息總線分離數(shù)據(jù)請求，通過增加消息總線即可實現(xiàn)海量設備接入。

多用戶訪問

一是支持大規(guī)模用戶訪問，通過設定方向代理和分配算法將不同用戶群分離，增加代理服務器即可實現(xiàn)更多的用戶加入；二是基于角色權(quán)限限制用戶可訪問數(shù)據(jù)和功能模塊，加強系統(tǒng)安全性，并減少不必要數(shù)據(jù)傳輸；三是多租戶，用戶可在線創(chuàng)建不同項目，項目運行在同一平臺上，但是界面和數(shù)據(jù)通過user/project標識，給用戶專用系統(tǒng)體驗。

API集成

通過MQTT方式開放實時數(shù)據(jù)，事件告警、控制命令和配置變更等數(shù)據(jù)接口，第三方系統(tǒng)和設備可通過MQTT實行實時數(shù)據(jù)集成，通過HTTP RESTFUL接口提供配置和歷史數(shù)據(jù)訪問。

功能概覽

工業(yè)能源智慧管理系統(tǒng)平臺源于世界領(lǐng)先的能源管理信息技術(shù)和理念，集斯菲爾研發(fā)團隊、技術(shù)專家、客戶智慧于一體，通過多年的行業(yè)經(jīng)驗積累和對行業(yè)用戶的個性需求的充分調(diào)研，形成安全穩(wěn)定的能源管理產(chǎn)品。