過(guò)程能耗管控系統(tǒng)技術(shù)

過(guò)程能耗管控系統(tǒng)技術(shù)技術(shù)原理

過(guò)程能耗管控技術(shù)采用基于嵌入式微處理器系統(tǒng)的同步實(shí)時(shí)智能測(cè)量技術(shù)，結(jié)合智能復(fù)合無(wú)線(xiàn)傳感器技術(shù)和高速現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)數(shù)據(jù)通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶(hù)的主要用能設(shè)備具體用能過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與管控，消除生產(chǎn)設(shè)備實(shí)際用能過(guò)程中無(wú)效能耗，可降低整體設(shè)施能源消耗10%～15%。

過(guò)程能耗管控系統(tǒng)技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)

1）電、水、氣等能源過(guò)程參數(shù)實(shí)時(shí)測(cè)量采用嵌入式微處理器系統(tǒng)技術(shù)、復(fù)合無(wú)線(xiàn)傳感器技術(shù)與衛(wèi)星同步時(shí)鐘技術(shù)進(jìn)行多測(cè)點(diǎn)時(shí)間同步，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶(hù)生產(chǎn)設(shè)施主要用能設(shè)備的同步精確實(shí)時(shí)測(cè)量；

2）采用高速光纖以太網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模負(fù)載設(shè)備過(guò)程能耗實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步傳輸；

3）通過(guò)區(qū)域能耗數(shù)據(jù)棧對(duì)能源、用能設(shè)備與用能過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、分析和管控，發(fā)現(xiàn)并消除無(wú)效能耗，鑒別并管控低能效行為，以實(shí)現(xiàn)用能效率的持續(xù)改善，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

過(guò)程能耗管控系統(tǒng)技術(shù)工藝流程

工藝構(gòu)成原理圖如下：

1） 不同區(qū)域的過(guò)程能耗數(shù)據(jù)同步誤差允許值：≤1 秒；

2） 過(guò)程能耗參數(shù)采集的最小允許時(shí)間間隔：≤1 秒；

3） 過(guò)程能耗數(shù)據(jù)的精度：

電能：具體負(fù)載點(diǎn)≤1%，總體采集點(diǎn)≤0.5%；

其他能源介質(zhì)（水、氣等）：≤1%；

流量、壓力、溫度等非電類(lèi)過(guò)程數(shù)據(jù)精度：≤1%；

4） 多測(cè)點(diǎn)時(shí)間精度：≤1 毫秒；

5） 數(shù)據(jù)通訊開(kāi)放與兼容性：需要滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)有關(guān)要求。

當(dāng)前，我國(guó)主要工業(yè)用戶(hù)能源使用管理主要集中在對(duì)總體能源消耗量和局部總量數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)與管理，缺乏對(duì)能源消耗過(guò)程細(xì)節(jié)（包括生產(chǎn)設(shè)施內(nèi)部所有主要用能設(shè)備的實(shí)際能源使用效率、具體能源消耗過(guò)程以及單位產(chǎn)量的具體能耗構(gòu)成）的監(jiān)測(cè)和管理手段。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，這是造成我國(guó)能源管理水平低、單位產(chǎn)品能耗高的原因之一。

建材、機(jī)械和交通等行業(yè)大型用能單位的電、氣、水等能源使用過(guò)程

典型用戶(hù)：中集集團(tuán)東部工廠、京滬高速鐵路上海虹橋站、奧林巴斯深圳工廠等

1）建設(shè)規(guī)模：包括機(jī)場(chǎng)航站、城市鐵路、高速鐵路、地鐵等部分功能區(qū)的用電系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)全負(fù)載用能過(guò)程管理控制。主要技改內(nèi)容及設(shè)備：裝設(shè)負(fù)載用電能效參數(shù)管控裝置、負(fù)載用能條件參數(shù)傳感器、能源數(shù)據(jù)棧設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備和系統(tǒng)主站等，實(shí)現(xiàn)對(duì)整體設(shè)施用能過(guò)程的實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與管控。節(jié)能技改投資額960 萬(wàn)元，建設(shè)期7 個(gè)月。綜合能耗降低約8.5%，年節(jié)能1428 噸標(biāo)煤，年節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益326 萬(wàn)元，投資回收期3 年。

2）建設(shè)規(guī)模：年產(chǎn)20 萬(wàn)TEU 的集裝箱工廠用電系統(tǒng)及壓縮空氣系統(tǒng)的全負(fù)載用能過(guò)程管控。主要技改內(nèi)容及設(shè)備：對(duì)整個(gè)設(shè)施的空壓機(jī)、焊接、沖壓、油漆、打沙等負(fù)載增設(shè)電能過(guò)程參數(shù)監(jiān)測(cè)裝置，以及壓縮空氣與燃?xì)獾确请娔茉吹挠?jì)量設(shè)備、壓力與溫度智能傳感裝置、網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備、主站數(shù)據(jù)設(shè)備等。節(jié)能技改投資額800 萬(wàn)元，建設(shè)期6 個(gè)月。每年可節(jié)能3990 噸標(biāo)煤，年節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益912 萬(wàn)元，投資回收期11 個(gè)月。

過(guò)程能耗管控系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用范圍廣泛，目前已在機(jī)械制造業(yè)、水泥制造業(yè)、交通樞紐等得到良好運(yùn)用。預(yù)計(jì)到2015 年，該技術(shù)可在交通行業(yè)推廣30%、機(jī)械制造與水泥行業(yè)推廣15%，總投資約90 億元人民幣，形成年節(jié)能能力260 萬(wàn)tce。

過(guò)程能耗管控系統(tǒng)所有硬件通過(guò)歐盟LVD 和EMC 認(rèn)證，軟件獲得國(guó)際CMMI軟件成熟度模型III 級(jí)認(rèn)證，已獲得一項(xiàng)專(zhuān)利和多項(xiàng)計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)。

目前該技術(shù)在國(guó)內(nèi)已應(yīng)用于機(jī)械、建材和交通等行業(yè)大型用能單位的電、氣、水等能源使用過(guò)程，包括上海虹橋交通樞紐、京滬高速鐵路、中集集團(tuán)和華潤(rùn)水泥等幾十家用戶(hù)。

該技術(shù)入選國(guó)家重點(diǎn)節(jié)能技術(shù)推廣目錄（第四批）；該批次技術(shù)共有22條，如下：

智能工廠—過(guò)程工業(yè)能源管控系統(tǒng)技術(shù)要求制定背景

中國(guó)國(guó)內(nèi)能源管控系統(tǒng)建設(shè)及相關(guān)技術(shù)處于高速發(fā)展，但通過(guò)分析已應(yīng)用或正在開(kāi)發(fā)的能源管控系統(tǒng)，可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)存的一些問(wèn)題，如缺少生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)設(shè)備全面的能耗數(shù)據(jù)，無(wú)法做到能耗數(shù)據(jù)完整的對(duì)比分析、能耗預(yù)測(cè)；基礎(chǔ)能耗計(jì)量及計(jì)量管理體系建設(shè)不夠完善；生產(chǎn)設(shè)備種類(lèi)繁多，無(wú)統(tǒng)一設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，使得能耗數(shù)據(jù)采集難度大；缺乏能源計(jì)劃制定等功能，并且中國(guó)信息化尚處于起步階段，信息孤島現(xiàn)象嚴(yán)重，能源精細(xì)化難以展開(kāi)落地。這些問(wèn)題的根源在于中國(guó)國(guó)內(nèi)尚未有能源管控系統(tǒng)的建設(shè)及實(shí)施指南或相關(guān)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。

隨著“綠色制造”、“節(jié)能減排”、“智能制造”等概念的提出，智能裝備、智能制造過(guò)程的概念日趨火熱，伴隨著智能裝備進(jìn)入過(guò)程工業(yè)，使得原本就存在問(wèn)題的能源管控越發(fā)難以實(shí)行。為了讓新時(shí)期、智能化的過(guò)程工業(yè)管控系統(tǒng)得以加快建設(shè)并且更好的發(fā)展，建立過(guò)程工業(yè)能源管控系統(tǒng)是非常重要的。在過(guò)程工業(yè)能源管控系統(tǒng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)方面，國(guó)內(nèi)外尚處于空白狀態(tài)。因此，制定了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《智能工廠—過(guò)程工業(yè)能源管控系統(tǒng)技術(shù)要求》（GB/T 38848-2020）。

智能工廠—過(guò)程工業(yè)能源管控系統(tǒng)技術(shù)要求編制進(jìn)程

• 標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃

2018年1月9日，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃《智能工廠—過(guò)程工業(yè)能源管控系統(tǒng)技術(shù)要求》（20173985-T-604）下達(dá)，項(xiàng)目周期24個(gè)月，由中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出，TC124（全國(guó)工業(yè)過(guò)程測(cè)量控制和自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)）歸口上報(bào)及執(zhí)行，主管部門(mén)為中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)。

• 發(fā)布實(shí)施

2020年7月21日，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《智能工廠—過(guò)程工業(yè)能源管控系統(tǒng)技術(shù)要求》（GB/T 38848-2020）由中華人民共和國(guó)國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局、中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布。

2021年2月1日，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《智能工廠—過(guò)程工業(yè)能源管控系統(tǒng)技術(shù)要求》（GB/T 38848-2020）實(shí)施。

智能工廠—過(guò)程工業(yè)能源管控系統(tǒng)技術(shù)要求制定依據(jù)

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《智能工廠—過(guò)程工業(yè)能源管控系統(tǒng)技術(shù)要求》（GB/T 38848-2020）依據(jù)中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則—第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫(xiě)規(guī)則》（GB/T 1.1-2009）規(guī)則起草。

智能工廠—過(guò)程工業(yè)能源管控系統(tǒng)技術(shù)要求起草工作

主要起草單位：中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所、中國(guó)石油天然氣股份有限公司撫順石化分公司、中南大學(xué)、中冶南方工程技術(shù)有限公司、西安交通大學(xué)、機(jī)械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所、大連理工大學(xué)、沈陽(yáng)建筑大學(xué)、沈陽(yáng)化工大學(xué)。

主要起草人：尚文利、鄒濤、尹隆、陳春雨、臧傳治、柳曉菁、桂寧、徐海倫、丁寶蒼、劉賢達(dá)、趙劍明、韓忠華、林碩、張士博、趙亮、袁德成、宗學(xué)軍。

《智能工廠—過(guò)程工業(yè)能源管控系統(tǒng)技術(shù)要求》（GB/T 38848-2020）有利于填補(bǔ)中國(guó)國(guó)家過(guò)程工業(yè)能源管控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的空白，并且有助于指導(dǎo)工業(yè)企業(yè)認(rèn)知能源管控系統(tǒng)，提出能源管控系統(tǒng)的解決方案，全面規(guī)范能源管控系統(tǒng)實(shí)施，充分實(shí)現(xiàn)管理制度化、信息化，能耗指標(biāo)明確化等要求，對(duì)于提高企業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力有深遠(yuǎn)的意義。 2100433B

《智能工廠—過(guò)程工業(yè)能源管控系統(tǒng)技術(shù)要求》（GB/T 38848-2020）規(guī)定了智能工廠的過(guò)程工業(yè)能源管控系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)、過(guò)程工業(yè)能源管控系統(tǒng)管理層技術(shù)要求、分析層技術(shù)要求和感知層技術(shù)要求。該標(biāo)準(zhǔn)適用于系統(tǒng)制造商、用戶(hù)和執(zhí)行評(píng)估的第三方責(zé)任者。