安科瑞 徐浩竣
江苏安科瑞电器制造有限公司
18706168062
一、引言
随着大数据时代的到来，智能工厂已成为制造业的重要发展方向。能源管理系统作为智能工厂的核心组成部分，对于提高工厂能源利用效率、降低能源成本具有重要意义。本文将介绍大数据时代智能工厂能源管理系统的设计及应用。
二、设计系统
- 硬件部分
智能工厂能源管理系统的硬件部分包括各种传感器、执行器、数据采集器和通信设备等。传感器负责监测工厂各环节的能源消耗情况，如电力、燃气、水等，执行器则控制能源的开关和调节，数据采集器收集传感器数据，通信设备将数据传输至后台服务器。
- 软件部分
智能工厂能源管理系统的软件部分包括数据处理、能源监控、能源优化等功能模块。数据处理模块对采集到的能源数据进行分析、处理和存储，能源监控模块实时监控能源设备的运行状态，能源优化模块根据历史数据和实时数据，为工厂提供能源优化方案。
- 数据传输机制
智能工厂能源管理系统采用物联网技术实现数据传输。各设备通过局域网或互联网连接到后台服务器，实现数据的实时传输和共享。同时，管理人员可以通过移动设备或电脑远程监控和管理能源设备。
三、系统应用
- 提高能源利用效率
通过实时监控各设备的能源消耗情况，智能工厂能源管理系统可以及时发现能源浪费的问题，采取相应的优化措施，从而提高能源利用效率。
- 降低能源成本
智能工厂能源管理系统可以对各设备的能源消耗数据进行深度分析，为工厂提供科学的能源管理方案，从而降低能源成本。
- 不足之处和改进方向
尽管智能工厂能源管理系统具有诸多优点，但也存在一些不足。首先，系统的稳定性有待提高，可能出现数据异常或设备故障等问题。其次，系统的智能化程度有待提升，尚未完全实现自动化和智能化管理。未来，可以通过加强技术研发、完善系统功能、优化设备配置等途径加以改进。
四、AcrelEMS-SEMI电子厂房能效管理平台
4.1平台概述
AcrelEMS-SEMI电子厂房能效管理平台集变电站综合自动化、电力监控、电能质量分析及治理、电气安全、能耗分析、照明控制、设备运维于一体，为建立可靠、安全、高效的工厂能源管理体系提供数据支持。同时引入先进技术，配合厂务系统优化，简化全厂管理，并利用实时数据，优化能效并预防风险，保障关键制造设备的稳定运行和良品率，降低综合成本，最终达到高效运营和卓越制造的目的。
4.2平台组成
安科瑞AcrelEMS-SEMI电子厂房管理系统是一个深度集成的自动化平台，它集成了电力监控系统、变电所综合自动化、电能质量监测与治理、电气火灾监控系统、消防设备电源系统、防火门监控系统、消防应急照明和疏散指示系统、智能照明控制系统、能耗监测系统、新能源充电桩、预付费系统。用户可通过浏览器、手机APP获取数据，通过一个平台即可全局、整体的对电子厂房的用电和用电安全进行进行集中监控、统一管理、统一调度，同时满足厂房用电可靠、安全、稳定、高效、有序的要求。
4.3平台拓扑图
五、平台子系统
5.1电力监控
电力监控主要针对10/0.4kV地面或地下变电所，对变电所高压回路配置微机保护装置及多功能仪表进行保护和监控，对0.4kV出线配置多功能计量仪表，用于测控出线回路电气参数和用能情况，可实时监控高低压供配电系统开关柜、变压器微机保护测控装置、发电机控制柜、ATS/STS、UPS，包括遥控、遥信、遥测、遥调、事故报警及记录等。
5.2电能质量监测与治理
监测各进线回路电能质量，包括电压暂降、谐波畸变、闪变等数据波形记录，进而判断配电系统扰动方向。
配置有源滤波装置和无功补偿装置对0.4kV侧电能质量进行补偿和治理，并监测有源滤波装置和无功补偿装置运行情况，确保电能质量符合生产要求。
5.3变电站综合自动化
变电站综合自动化系统主要针对110kV变电站、10kV变电所和10kV柴油发电机部分，在变电站设置Acrel-1000变电站综合自动化系统子站，实现本地遥测、遥信、遥控、报警、报表等功能，并把数据上传至AcrelEMS-SEMI能效管理平台，实现集中监测和报警。
5.4电气安全
AcrelEMS电子厂房能效管理系统针对配电系统的电气安全隐患配置相应的电气火灾传感器、温度传感器，消防设备电源传感器、防火门状态传感器，接入消防疏散照明以及指示灯具的状态实时显示，并且对UPS的蓄电池温度、内阻进行实时监视，发生异常时通过声光、短信、APP及时预警。
5.5智能照明控制
单控、区域控制、自动控制、感应控制、定时控制、场景控制、调光控制等多种控制方式。
5.6能耗分析
AcrelEMS电子厂房能效管理系统为工厂搭建计量体系，显示能源流向和能源损耗，通过能源流向图帮助企业分析能源消耗去向，找出能源消耗异常区域。从能源使用种类、监测区域、车间、生产工艺、工序、工段时间、设备、班组、分项等维度，采用曲线、饼图、直方图、累积图、数字表等方式对工厂用能统计、同比、环比分析、实绩分析，折标对比、单位产品能耗、单位产值能耗统计，找出能源使用过程中的漏洞和不合理地方，从而调整能源分配策略，减少能源使用过程中的浪费。
5.7充电桩管理
电动汽车和电瓶车充电桩管理，包括收费管理、资产管理。
5.8职工公寓管理
对厂区内职工宿舍进行负载管理，包括恶性负载识别管理、负载阈值管理，避免因为恶性负载引起火灾。对员工宿舍进行水电收费管理，支持微信、支付宝等缴费方式，采集职工宿舍能耗数据。
六、相关平台部署硬件选型清单
6.1电力监控系统硬件配置
七、结论
大数据时代智能工厂能源管理系统对于提高能源利用效率、降低能源成本具有重要意义。通过合理设计硬件和软件部分，并优化数据传输机制，可以实现工厂能源的智能化管理。在实际应用中，智能工厂能源管理系统取得了显著的效果，但也存在一定的不足，需要不断加以改进和完善。随着技术的不断发展，未来智能工厂能源管理系统将具有更高的稳定性和智能化水平，为制造业的发展提供更强大的支持。