程家良

摘 要：論述實施EMS這類系統(tǒng)的意義及必要性，介紹一種EMS系統(tǒng)的軟硬件結(jié)構(gòu)及其如何幫助企業(yè)實施能源管理信息化。

關鍵詞：EMS；能源計量；能源管理系統(tǒng)

中國經(jīng)濟在迅速發(fā)展的同時，節(jié)能減排也越來越受到企業(yè)的重視，加大節(jié)能減排工作力度，提高能源管理水平也成了而今企業(yè)管理內(nèi)容中的重點。信息化和工業(yè)化高度融合的今天，能源管理系統(tǒng)EMS（Energy Management System）的出現(xiàn)和應用為企業(yè)能源基礎管理提供了一種選擇。

1 實施EMS這類系統(tǒng)的背景和意義

1.1 從能源管理角度出發(fā)，提高能源計量檢測水平是節(jié)能減排工作的基礎。

《“十二五”計量發(fā)展規(guī)劃之四：工業(yè)和能源計量發(fā)展規(guī)劃》建立兩級能源信息監(jiān)控系統(tǒng)，安裝配備現(xiàn)代化能源計量、檢測、分析設備和軟件，實現(xiàn)計量工作科學化、系統(tǒng)化管理。利用系統(tǒng)實時監(jiān)測功能，及時排除能耗異常情況，應用系統(tǒng)智能化分析功能，尋找挖掘節(jié)能潛力，實用系統(tǒng)統(tǒng)計匯總功能，提高能耗統(tǒng)計數(shù)據(jù)的準確性，促進能源消耗精細化管理、定額管理、考核管理和對標管理。

1.2 實施應用EMS能源管理系統(tǒng)的實際作用和意義

1.2.1 海量的能源數(shù)據(jù)積累

能源數(shù)據(jù)是開展能源管理工作的前提。目前大部分企業(yè)能源二級網(wǎng)絡都安裝了計量表，極少部分企業(yè)做到了三級網(wǎng)絡覆蓋。但都面臨著企業(yè)能源管理部門人員不足，甚至缺少能源專職管理人員的問題。根本無法做到各級網(wǎng)絡海量能源數(shù)據(jù)的實時有效計量，更無法分解企業(yè)各部門各區(qū)域的能源指標，無法了解各區(qū)域部門的能源使用情況，這將對今后的能源體系的建立帶來阻礙。所以能源管理系統(tǒng)EMS將會成為企業(yè)能源管理基礎工作的重要幫手。

1.2.2 信息化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將大大提高能源計量的準確性

能源計量準確性是計量工作的一項重要指標。企業(yè)的能源報表是日常工作不可缺少的部分，數(shù)據(jù)的準確性一直是各企業(yè)統(tǒng)計部門不斷追求完善的。信息化數(shù)據(jù)采集通過實時監(jiān)控，每隔幾分鐘記錄備份一次，上位機、下位機雙重數(shù)據(jù)儲存等功能將大大提高能源數(shù)據(jù)的準確性。

1.2.3 有效挖掘企業(yè)節(jié)能潛力，提高管理水平

EMS能源管理系統(tǒng)的應用將會使企業(yè)更了解自身能源的使用現(xiàn)狀，能源消耗的趨勢，挖掘節(jié)能潛力、有效控制企業(yè)運營成本。另外，將會改變原有的能源管理工作模式，可將能源平衡測試，能耗異常情況報警、故障診斷等更科學化的管理手段帶到企業(yè)中來。

可以得出結(jié)論：EMS能源管理這一類的系統(tǒng)將會在今后能源管理工作中發(fā)揮非常重要的作用。

2 介紹EMS能源管理系統(tǒng)的軟硬件結(jié)構(gòu)及其在企業(yè)能源管理中的應用

2.1 系統(tǒng)硬件部分介紹

系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖：

圖1 為基于工業(yè)以太網(wǎng)、RS485通訊的EMS系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)硬件部分組成：由數(shù)據(jù)庫服務器、數(shù)據(jù)采集計算機、智能電表、智能水表、流量積分儀及其他種類數(shù)據(jù)采集模塊、現(xiàn)場總線及轉(zhuǎn)接器、交換機、通訊光纜等組成的分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

工作原理：數(shù)據(jù)采集計算機通過數(shù)據(jù)采集網(wǎng)、現(xiàn)場總線以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器巡檢各智能電表、智能水表、流量積算儀，并將各儀表測得數(shù)據(jù)讀回、顯示、保存并送服務器數(shù)據(jù)庫。

系統(tǒng)硬件部分具有如下特點：a.采用獨立的數(shù)據(jù)采集局域網(wǎng)完成電量、水、蒸汽、天然氣、壓縮空氣等數(shù)據(jù)采集后，也可實施WEB發(fā)布與公司其他系統(tǒng)進行對接、集成。b.數(shù)據(jù)采集網(wǎng)采用光纜連接，具有通訊準確可靠、抗干擾性強、通訊速率高、安全等優(yōu)點。

2.2 系統(tǒng)軟件部分介紹

因為能源工藝系統(tǒng)分散、面廣量大，建議采用工業(yè)級的組態(tài)軟件進行定制開發(fā)，開發(fā)簡單，通用性強，支持絕大部分下位機數(shù)據(jù)采集設備。

數(shù)據(jù)采集對象的選擇應按照工藝監(jiān)控的實際要求、能源系統(tǒng)輸配和平衡的要求、能源管理的精度和粒度要求謹慎選擇。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)宜采用分散方式，以減少系統(tǒng)風險和提高系統(tǒng)的安全性和可維護性。

根據(jù)能源系統(tǒng)的特點和具體情況，綜合采用與之適應的基本技術：①行業(yè)標準監(jiān)控和管理技術；②現(xiàn)代安全網(wǎng)絡技術和數(shù)據(jù)通信技術；③數(shù)據(jù)庫及實時數(shù)據(jù)處理技術；④預測和平衡優(yōu)化技術；⑤集成式GIS（地理信息系統(tǒng)）技術；⑥數(shù)字化運行和調(diào)度技術；⑦異構(gòu)系統(tǒng)無縫集成技術。

2.3 EMS能源管理系統(tǒng)在企業(yè)中實際應用案列

當鼠標點擊某給水點紅色編號時可進入實時＼累積數(shù)據(jù)顯示頁面

圖2為企業(yè)給水衛(wèi)星平面圖 圖3為總水表實時累積數(shù)據(jù)顯示頁面

當鼠標點擊某給三角閃電標志時可進入配電柜仿真界面，使得系統(tǒng)直觀

圖4為企業(yè)供配電衛(wèi)星圖 圖5為科研辦公大樓一進線配電柜仿真圖

當鼠標移動到某一個抽屜柜點擊可進入該線路實時＼累積數(shù)據(jù)顯示頁面。

其他系統(tǒng)管理功能實現(xiàn)：

2.3.1 制作能源報表

能自動對全廠的水、電、蒸汽等進行實時計量，并生成月報表、季報表、年報表等其他種類能源報表。并可進一步在此基礎上實現(xiàn)企業(yè)能源定量管理，分解指標的同時可配合相應的考核管理辦法。

2.3.2 實現(xiàn)各能源數(shù)據(jù)查詢分析（同期對比、能源支出統(tǒng)計功能）

通過WEB發(fā)布各種水、電、蒸汽數(shù)據(jù)，供有關部門查詢，能源分析，預計能源消耗支出，便于企業(yè)能源管理及運營成本管理。

2.3.3 實現(xiàn)測試報警功能（水平衡測試、漏水預警、電壓波動等報警）

可對過壓、缺相、超負荷等用電故障，水流量異常、不平衡，蒸汽、氣體超溫超壓等異常情況進行實時報警。

2.3.4 實現(xiàn)數(shù)據(jù)恢復功能

值得一提的是，任何系統(tǒng)都會出現(xiàn)故障，尤其是在通信網(wǎng)絡中。一般的EMS能源系統(tǒng)只能在上位機端進行數(shù)據(jù)備份。其實可以從下位機端出發(fā)，選擇帶數(shù)據(jù)存儲的智能儀表，數(shù)據(jù)采集的同時進行第一步存儲，在數(shù)據(jù)服務器端再進行二次數(shù)據(jù)備份。這樣在數(shù)據(jù)服務器或網(wǎng)絡通信故障時也不會丟失采集數(shù)據(jù)，確保了EMS能源管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性。

參考文獻

[1]《現(xiàn)場總線與工業(yè)以太網(wǎng)及其應用技術》李正軍編著，2011-09-01，機械工業(yè)出版社.

[2]《工控機及組態(tài)控制技術原理與應用（第二版）》薛迎成，何堅強編著，2011-01-01，中國電力出版社.

[3]《Adobe Illustrator Cs5中文版經(jīng)典教程（Adobe公司權威出品）》[美]Adobe公司著，2011-01-01，人民郵電出版社.