施耐德一体化能效管理平台说课讲解

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从EcoStruxure细节到实际结果 都秉承“节能增效”理念
●模块化生产/能源管理系统系 统监管厂级关键环节(质量、 物料等)和关键指标
●中央控制系统全面监控生产过 程和资源消耗
●先进过程控制算法优化物资消 耗
5%
在钢厂中使用能源管理系 统电能预计节省
13%
在水泥厂使用能源管理系统， 高效电机变频解决方案
45%
使用变频器对泵机调速 可节省能源
●电机启动-保护-调速综合解决 方案实现厂级实现节能50%
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28%
通过使用控制+变频的方式 增加油泵产能
工厂模型则是根据ISA-95的标准，换分为公司、工 厂、区域、工作中心、重点设备等层级，不同的生产 流程或者不同的生产规模的企业大同小异，而这些不 同也是根据公司具体的管理需求而不同。
介质模型是在工艺和财务两个层面的要求下共同决定 的，首先要满足工艺上对介质的划分，另外还要满足 财务上对不同物料（介质）的核算要求。
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水井坊能效管理系统 目标规划和实施设计
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能效平台功能主要分为二大部分 ●数据采集和监控功能—主要满足本地运行和全厂中央监控的需求 ●管理和分析功能—主要满足全厂生产/能源管理的需求
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数采和监控功能
● 监控系统的多样化保障不 间断的过程控制监控
● SCADA服务器/操作员站 ● 远程站网页监控 ● 与现场HMI设备通讯 ● 与无线设备通讯
施耐德一体化能效管理平台
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用户所面临的挑战
不断提升的节能减排压力
不断上涨的能源和原材料成本
股东对投资回报的要求
符合强制性的国家和行业标准
优化项ห้องสมุดไป่ตู้流程
确保生产过程安全可靠
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界面示例
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管理和分析功能
● 模块化的软件设计理念
● 符合ISA95和IEC62264标 准 ● 将不同领域的“数据”转化 为“信息”
● 全面掌握生产过程信息
● 与监控系统和历史数据库系 统实现数据共享
数据库
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水井坊能效管理系统网络框架图
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水井坊能效管理系统软件架构图
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5%
由于预测控制系统，能降 低燃料消耗量，和更好地 控制二氧化碳排放。
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真正的全集成系统
制造执行系统 能源管理系统 过程监视及控制 设备控制 马达控制 配电系统 配电监控系统 安防系统 关键电力
T目a标rg行et业ed segments
石化
Mining, Minerals, M矿e业tals 水泥 冶金
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水井坊能效管理系统 功能设计
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功能设计目标
● 实现全面的机电设备运行和能效管理，降低能耗成 本；
● 实现对智能化子系统进行统一的监测、控制和管理； ● 降低维护人员巡检工作量，提高工作效率； ● 数据相关性分析，实现节能措施评估和考核； ● 避免因设备故障导致的宕机损失和故障排除不及时
集
通讯架构 公共应用接口 主数据管理 B2MML接口 工作流 ETL
成
应用模块
组
态
实验室管
环
停机 生产 绩效 物料 质量 计划 成本 知识 维护
理系统
境
数据存储
数据采集
SQL Server
实时采集
历史采集 OLE DB
Oracle /SQL Server
SCADA/OPC 服 Historian
务器
据全面可靠，该模块准备了人工输入界面，让无法实现自动计量的数据 可以通过人工录入的方式进入系统。
能源计量公式实现了复杂的能源计量网络到层次脉络清晰的公司生产管 理组织结构的映射，回答了每一块仪表对应的生产单元和能源介质。
在周期性出发的事件驱动下，系统实现自动采集能源消耗数据，并计算 出公司、生产线、工段和关键机台的能源消耗数据。
基础设备
基础生产设备
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架构设计目标
●稳定性和可靠性：7*24小时运转 ●可扩展性：为未来信息化战略打好基础 ●易用性和高效性：充分考虑本土用户习惯和行业特点 ●安全性：系统安全、数据安全，授权用户访问控制 ●经济性：最佳性价比
停止、备用、故障、检修等状态。
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在线监控
在线监视功能作为统一的分厂级监视调度平台，承担着生产监视与调度和
能源监视与调度功能。具体包括能耗在线监视、生产状态在线监 视、在线硬件诊断、在线能源诊断、远程操作与控制功能。
● 分析整个业务流程的信息
● 制定优先级决策 ● 提高过程效率 ● 不断进行业务优化
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管理模型
管理模型主要是时间模型、工厂模型、介质模 型、产品模型等四个方面根据分厂的生产实际建立
而成。
时间模型是指分钟、小时、班次、班时、天、周、月 、年等时间周期，一般情况下，班次、班时、天、月 、年等常见的管理周期决定了对应时间模型。
及生产绩效
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企业性能
演示系统
运营管理驾驶舱
企业能耗管理驾驶舱
视频监视
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过程控制
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电能控制
本地监控
运营绩效 KPI
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水井坊能效管理系统 系统架构
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水井坊能效管理系统数据架构图
能效管理系统数据架构
软件层次结构
应用功能
SSRS 报告与展示
提供生产信息查询、分析，Web访问， 数据分析与综合展示手段
数据分析与 综合展示
Ampla 业务操作支撑
能源管理、生产管理、质量管理、绩效 管理模型的建立和日常业务支撑，与商 业系统接口，历史数据提取和加工
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能源管理系统与信息化系统框架的集成
*此处能源管理系统是电能管理系统
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完整信息化系统架构 企业资源系统 ERP
Ampla 组 Ampla 分 报表
态客户
析客户 客户
管理仪表盘
模型组态
ESB
应用接口服务
企业集成服务
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计量管理
能源计量管理则是在庞大的能源计量数据的基础上建立了能源计量公式
，使用自动采集的方式代替了人工抄表的工作，并可以在时间上降低计
量的时间周期，比如说在人工抄表的模式下，一般的能源计量周期是月
，而自动采集可以将这个周期细化到班次，当然为了使得能源计量数
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质量管理
● 在整个过程中分析、报告和管 理生产质量
● 直接从生产控制系统或外部系统中 收集质量数据 ● 通过即时报表”和“穿透报表”动 态地分析质量问题 ● 实时地比较实际生产情况与事先决 定的具体要求之间的差别 ● 同样可以采用产品模式分析质量信 息 ● 支持后期绑定的数据
● 强大的报警管理
● 滚动式报警显示 ● 完整的报警历史记录 ● 定制化的报警分析工具
● 在线趋势分析
● 同一界面可显示多达8条趋势 ● 内置工具支持数据分析
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数据采集
● 数据采集部分的主要功能是采集能源计量数据、能源质量数据、 生产实时数据、设备运行状态数据等。以上数据用于能源管理、
● 基于用能结构的分析（对于不同能源介质在真个能源消耗中所占有的这
标准煤或者成本的比例分析）
● 计划实际比较分析（将计划值和实际值按照时间先后顺序分布在时间轴
上进行对比分析）
● 用能区域分析（将不同的用能区域绘制在一个示意图中，通过层层点击
，不断地得到每个用能单位的能源数据热区图）
●单耗分析（将能源消耗和最终产品或中间产品结合，获得单耗量和单耗
Water Treatment & D食i品stribution 饮料
集成
安全
● 电力供应 ● 过程控制 (SIL*)
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提高系统互操性和开放性
效率
● 最高可达30%的成本节省 ● 降低投资及维护投资
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生产率
● 最大化产出 ● 优化生产能力，基础设备以
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您需要的是
EcoStruxure并非一种产品，而是一种建立智能能源管理 系统的方式。EcoStruxure系统架构使您能够查看、测量 和管理数据中心、工厂、楼宇、能源和基础设施的生产运 行和能源使用，并保证与您的关键能源领域相兼容。
●基于世界一流的生产运营管理和能源管理平台的解决方案 ●目标是建立 快速投资回报 ROI ●持续改善，让工业运营降低单位产品能耗 ●提高能源预测水平
成本）
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消耗分析
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绩效管理模块的仪表盘
●实时的关键绩效指标 (KPI)
●数字仪表盘
● 有自定义功能满足每个用户的 特殊需求 ● 使运行状况形象化显示，便于 观察 ● 评估过去一段时间KPI的趋势 ● 在KPI自定义的过程中，算法的 定义不受格式的约束
导致的设备损坏； ● 设备运行参数、故障、维护报表，为管理层决策和
优化系统运行提供数据基础，降低运营成本； ● 提供开放的数据结构和接口，共享信息资源； ● 通过一个系统平台，掌握全面信息，降低维护成本；
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能效平台功能划分
● 生产状态在线监视则是对主要生产设备的启停状态、故障和运行状态的 在线监视画面；
● 在线硬件诊断包含采集点诊断和采集网络诊断； ● 在线能源诊断包括能源质量的监测； ● 能动设备的能效监测与报警； ● 用能异常发出报警信号； ● 远程操作与控制功能则是指相关设备的自动控制和远程控制。
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消耗分析
有了能源计量的数据，结合工厂的能源管理模型就可以进行能源消耗分 析，主要的分析有：
● 基于时间的分析（绘制不同时间段的能源消耗曲线，进行趋势分析）
● 基于班组的分析（对于不同班组的能源消耗数据进行比较分析）
能源调度、生产管理和生产调度等。 ● 生产实时数据包含工段和关键设备的投料、产出数量、设备处理速度、
机旁库存、在生产订单、在生产产品等； ● 能源计量数据是指分厂、中心、工段、关键设备的能源消耗计量仪表数
据。 ● 质量数据包含介质的温度、压力，PH值、电导率、热值等参数。 ● 设备运行状态数据则是指生产线上主要生产设备的运行、非正常运行、
业务操作支 持
CitectHistorian 历史数据存储
采集、处理并存储原始数据，包括生产 数据、能源数据、报警和事件等
历史数据存 储
CitectSCADA 上位监控平台
针对自动化和数据采集设备的数据采 集，上位监控和展示
数据采集与 上位监控
数据采集设备
控制设备
自动化和数据采集设备
自动化控制
基础设备