ePower企业能源管理平台技术方案设计书分析.docx
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ePower企业能源管理平台技术方案设计书分析
ePower企业能源管理平台
1.引言
1.1编写目的
（1）作为软件系统开发技术协议的参考依据，为双提供参考。
（2）根据能源管理系统的特点，对被开发的系统的主要功能、性能进行描述，为软件开发者进行详细的设计和编程提供基础。
（3）为软件测试和验收提供依据。
1.2项目背景
“节能降耗”不仅是企业应尽的社会责任，同时也是改善自身经营业绩、提高经济效益的有效手段。
环望国钢铁、冶金、化工、建材、电力、油、矿山等高耗能行业，（据有关数据表明）大量产品的单位能耗高出国际先进水平约20~40%。
如有效降低企业能耗、增强企业竞争力、实现可持续发展，已经成为企业管理者不得不面对的突出问题。
2.任务概述
2.1目标
通过减少能耗，降低用能成本。
通过合理规划，在能耗不变的前提下降低用能成本。
减少能耗，降低碳排放。
提高能源质量，降低用能成本。
3.产品的功能
一、新一代数据处理平台
功能介绍：
数据处理平台将采集的实时数据、GIS数据、设备数据、视频数据等多源数据无缝融合，把采集的生数据经过计算、统计、存储、转换、人机交互等转换为熟数据，为不同应用模块提供统一的服务和管理，包括模型、图形、数据库、公式计算与统计、告警服务、曲线服务、报表服务、系统管理等。
一体化采集服务
功能介绍：
把复杂的位于不同平台的异构的数据变成基于相同平台并且具有相同结构的符合最终用户逻辑的数据，进而转化为信息和知识，为企业的能源管理决策考核分析服务。
分类数据处理
功能介绍：
对正常数据、可疑数据、错误数据、死数进行分类。
实时数据存储
实时数据库：
分布式实时数据库InduViewRTDS
技术优势
（1）海量数据处理。
（2）跨系统平台设计。
（3）多样性数据的完美融合。
（4）高可靠性设计。
（5）采用SOA架构。
二、能源监控
工艺图显示
按耗能部门显示
实现式：
根据企业每个部门耗能情况进行显示，当日与昨日进行能耗对比
缺点：
不能指定时间查看每个部门的耗能情况，没有显示出具体设备的耗能情况。
字段：
部门名称、今日用能、昨日用能
效果图：
按设备类型显示
优点：
可以明确的显示出每个设备的耗能情况，也可对实时监测设备的运行状态，还可进行远程控制设备的状态。
缺点：
只可以对当日耗能情况进行控制和查看。
数据：
设备名称、设备当前状态、不同设备参数。
效果图：
表格显示
优点：
历史耗能数据显示，及汇总，异常数据置顶自动功能，根据地区节点查询不同地区能源情况
数据：
区域名称、场站名称、采集器名称、采集点类型、采集点序号、当前值、采集点状态
效果图：
曲线图显示
实时趋势曲线
实时趋势曲线反应实时数据在给定时间间隔的的变化情况，实时趋势画面显示的数据是从实时库中提取的，根据用户自定义参数进行显示。
效果图：
历史趋势曲线
历史趋势曲线反应某给定时间段数据的变化趋势，并可实现多条历史曲线的智能对比。
效果图：
GIS图显示
基于Baidu地图、GoogleEarth地图和ArcGis、SuperMap等专业地图平台，在地理图上显示能源网络设备位置及状态信息、重要的能源网络监测数据信息。
效果图：
视频联动
InduViewEMS系统辅以视频监控功能，能够远程实时监视重要区域、重要设备的现场运行情况，同时具备异常推图及历史回放功能，便于可视化管理及重大事故调查取证分析
效果图：
远程控制
优点：
在监控界面实现遥控遥调操作，对开关、阀门及泵机等进行远程高可靠控制，设备的参数控制，人机界面友好、直观。
控制式：
一、直接遥控：
不经过遥控预置过程，直接下发遥控。
二、间接遥控：
另一种是间接遥控，需要经过遥控预置、遥控返校、遥控执行三个过程，保证了遥控的正确性。
效果图：
三、异常告警
引起异常告警参数：
压力、流量、温度、设备运行状态、设备维修次数、质量预警、不平衡预警、跑冒滴漏预警等。
报警提示的式：
报警信息提示、图形变色提示、自动调图提示、声音提示、提示、模拟盘闪烁提示。
优点：
报警参数考虑非常全面，设备故障及时处理。
四、计量计费
作用及优点：
企业告别人工抄表、手工统计的传统模式，全面实现用能统计与费用结算的信息化与智能化管理
计量点统计
实现式：
计量系统、部门、工艺、网络、重点设备等不同的维度向用户提供不同能源类型的时、日、月不同时间粒度的时间段的数据值。
主要功能：
实现计量表（电能量）表码和电能量工程量转换；
考虑装拆表、考虑更换CT、考虑满码值处理、考虑表计更换不同部门；
可以实现能耗按照时段随机统计；
可以人工统计任意能耗；
用能计费
主要功能：
查询不同时间粒度的统计费用；
查询不同能源介质的统计费用；
查询不同能源用途的统计费用；
用棒图、饼图显示用能量和费用；
能源单价可按不同点实时修改；
既可分类统计，也可分项进行统计；
既可由系统自动统计，也可手工统计。
实现式：
根据不同的费率标准、不同的能源用途，将每个部门或则每个设备的不同的能源费用按日、月的时间粒度统计出费用明细。
效果图：
五、用能分析
能源成本分析
简介:
本功能块可以计算出能源的用能成本，为企业的产品定价、采购等提供依据,使企业可以采取有效控制措施，从生产计划及调度、保证设备的完好率、优化的工艺等面进行有效控制，从而降低能源成本。
分类:
能源成本分析,显示月耗能记录,耗能账单表.
用能量分析分别用饼状图,柱状图,折线图,分析能源用量视图.
能源平衡分析
一、能量平衡分析：
统计能源网络中输入、消费以及输出的平衡关系。
简单容：
实时监测或统计某时间段输入量、消费量、转化量、输出量以及损失量，计算各项能源消费比例，提供统计表格、柱状图、饼形图等展示式。
实现式：
根据不同时间段和不同能耗类型统计输入量、消费量、转化量、输出量以及损失量，计算各项能源消费情况。
效果图：
二、能量损失分析作用：
实时统计分析重点耗能工艺、设备等部分的能源转化利用效率、能源损失率以及能源损失量，关注能源损失重点环节。
能量损失由柱状图，饼图、梯图显示。
能量损失通过能源转换效率，产品耗能等分析出。
效果图：
网损分析
网损统计：
降低网损是企业提高能源利用效率的重要途径。
本功能块自动统计定义的网损情况，并根据设定的算法将网损分配到相应的表计中。
便于用户及时发现能耗损失，或排查能损隐患，使企业避免用能浪费
网损再分配：
根据表计的网络关系，按照不同的算法自动统计出不同能源类型的网损量，并根据预设计算模型及时间间隔自动分配到每个表计，做到准确采集、科学管理。
六、预测与计划
负荷预测
意义:
根据一定期的历史负荷数据,来预测未来的用能负荷.从而对用能计划的制定.
期分类:
超短期负荷预测、短期负荷预测、中期负荷预测、长期负荷预测。
效果图:
用能计划
实现式：
确定能源需要量，不同用途不同种类的能源的计算法不同
确定能源的储备量
确定能源申请量：
某种能源的申请量=该种能源的需要量+期末储存量-期初库存量-计划期可实现的余能利用量；用户可手动编制能源计划。
优点：
用能计划的存在对用能效率和质量考核的标准，增强工作主动性，减少盲目性。
效果图：
七、对标与考核
对标管理
解决流程图：
优点：
通过设定企业部、行业以及标准，实现实际运行指标与标杆目标之间的对比分析，寻找差距。
实绩管理
实现式：
对实际发生量、使用量、放散量进行采集、抽取和整理，取得能源实绩数据，实现能源实际消费与计划指标的统计对比，计算计划完成率，并通过表格、柱状图、曲线图等式显示。
优点：
更直观显示出企业不同时间段的实际绩效，并根据情况进行管理。
效果图：
用能考核
将用能情况与车间乃至个人的绩效考核结合起来，实现能源管理的精细化和全面化，将节能降耗工作落到实处。
将实际用能和标准用能进行对比
八、能源质量
电能质量参数：
三相不平衡、功率因数、波形畸变（谐波）、频率波动、电压波动与闪变、供电连续性等。
供排水质量：
悬浮物、浊度、透明度、电导率、PH值、溶解氧、需氧量、氨氮、盐、金属元素及其化合物、细菌、放射性物质浓度等。
燃气、压缩空气质量：
燃气热值、组分、含硫量等；压缩空气杂质、含水量、含油量等。
因素：
劣质能源不但会增大能源消耗，很多情况下还可能对供能、用能设备造成损坏，甚至造成重大人身伤害.，
优点：
对能源质量数据进行分析与管理，做到以防为主、防治结合，有效控制能源质量事故发生。
九、设备管理
计量设备管理
参数：
温度、电量、压力、流量、料量、物位、厚度、成分等参数
作用：
为了保证生产运行过程的准确检测和可靠控制，需要对计量设备进行管理和检定工作。
减少了闲置设备，并提高设备生命期的利润率、完好率和准确率。
用能、产能设备管理
功能介绍：
记录各类设备信息（基本信息、技术参数、应用信息、工程信息、图纸文档、自定义属性），管理设备从购入到运行使用、报废等整个生命期的过程情况。
查询功能：
提供组合模糊查询面板，可以多字段联合模糊查询，大大减轻管理人员的劳动强，提高管理人员的工作效率。
设备台帐管理
属性：
设备编号、设备名称、设备类别、设备型号、设备规格、厂商、压力级别、区域
一、设备查看
二、设备信息修改
三、设备信息统计：
再用、停用、备用、限制、入库、总数、封存、维修
设备运维管理
主要功能：
检测/保养/维修规划；
运维搜索
预警
记录统计
设备缺陷管理
优点：
设备缺陷管理能便加快日常维修工单的进度，对设备维修成本进行监控，提高故障原因的分析能力。
在降低资产设备维修成本的同时，提高设备安全运行时间，并延长设备的生命期。
缺陷编辑：
字段：
缺陷编号、缺陷类型、设备名称、缺陷原因、重度、发生概率、上报人员、发现时间、风险、缺陷状态
缺陷统计：
设备参数管理
属性：
设备类别和属性：
上级类别、类别编号、类别名称、类别等级、类别序号、备注
运维部门与人员：
上级部门、部门编号、部门名称、部门类型、部门领导、部门、所属部门、人员工号、人员名称、性别、植物、
设备文档管理：
文档编号、文档类型文档名称、文档概述、上传时间、上传人员
十、节能管理
1.节能潜力分析
实现式：
通过各种信息化手段，对重点耗能设备的运行状态进行实时监测，对设备可能的低效状态进行提示。
作用：
对设备的能效水平进行评估，对设备的异常能耗（偏离同类标准产品能效水平）进行提示，并可按时段对异常能耗进行累积测算并折合成异常能耗成本，帮助管理者及时发现能耗短板，发掘节能潜力。
2.节能效果评估
功能介绍：
对企业的节能技改或节能措施的有效性进行监测。
实现式：
以项目为单位对节能措施的有效性进行监控，系统可以显示改造前标准能效水平，改造后实际能效水平，技改投入及节能收益情况。
3.EPC项目管理
功能介绍：
EPC项目管理是一类特殊的“节能效果评估”。
EPC项目由节能服务公司投资建设，企业（用能单位）通过节能效益支付项目投资。
十一、辅助功能
1.数据召测
实现式：
通过数据如测功能，可以对计量系统中不同能源类型的计量点的多种数据类型进行重新召测，将能源系统故障所造成的影响控制在最低限度，加强统计基础数据的完整性，提高数据分析的精确性。
（1）采用的关键技术
Ø事件消息机制
Ø发送到服务器
ØJNI技术调用DLL动态库
（2）主要功能
Ø对缺失的能源数据进行手工召测
Ø按照集中器、厂站进行召测
Ø召测失败的任务可进行查看
Ø失败任务可进行各种维度的排序
Ø封帐期的能源数据都可以进行召测
Ø对不同的能源介质进行召测
2.表码录入
实现式：
把暂时不具备通讯条件的表计通过人工抄表的式，实现对不具备通信功能或有通讯故障的计量点进行人工录入，并可将数据打印、导出
主要功能：
Ø对不同能源介质进行表码录入
Ø对不同采集式的集中器、仪表表码录入
Ø可在线打印
Ø可导出到EXCEL
Ø可对录入后的数据进行手工统计
Ø表格中的数据可进行不同维度的排序
3.关口表录入
数据来源：
电业局或自来水公司按月下发的用能量
介绍：
本功能块按月录入关口表信息，供以后查询和系统的统计计算。
并以多种检索式生产多样的查询对比记录。
主要功能
Ø手工输入本月关口表数据
Ø根据输入的数据和单价，自动计算出金额。
Ø自动统计本年度关口表用能量
Ø自动统计本年度关口表费用
Ø自动显示本月前几个月的用能量
Ø根据输入的关口表数据，可手动重新统计数据
Ø可根据时间查询不同月份的关口表数据
Ø可导出到EXCEL
Ø可在线打印
4.生产量录入
数据采集式：
人工录入
介绍：
本功能块可以按日、月录入部门对象的生产量数据，供以后查询和单耗等多种指标统计计算
主要功能
Ø手工输入生产量数据
Ø对生产量进行查询
Ø生产量输入完成后，可手动重新统计，生成单耗
Ø表格多维度排序
十二、智能报表
数据来源：
能源数据、生产数据、统计数据对企业的各级能耗指标。
报表类型：
能耗计划表、能耗实绩表、能源调度报表、能源质量报表、能源平衡报表、计划完成报表、基础数据台帐、能耗报表、重点设备用能报表、能源考核报表等。
实现式：
对厂区级、事业部级、重点设备级能耗指标进行年、月、日、班次的同比、环比分析，为企业定制各类能耗报表。
1.EXCEL报表设计式
要求：
EXCEL式
2.私有报表管理
要求：
实现对私有报表的统一管理、上报指定人员报表、报表交互等多种功能
3.报表自动生成
要求：
报表模块一次编辑，永久使用，自动生成。
4.用户权限设置
要求：
管理者可以根据需要，对每报表的查看、编辑、发布等权限进行灵活设置。
5.多元存储式
要求：
使用者可以把目标报表保存到本地电脑、数据库服务器或远端存储空间。
十三、系统管理
1.登录与注销
a）当用户对软件不进行任操作的时间大于设置的登录超时时间时需要重新登录；
b）用户退出操作时进行注销。
2.修改密码
a）用户登录密码的修改。
3.设置界面
a）查看本系统显示的公司名称及登录人姓名；
b）设置登录超时时间及登录次数；
c）设置下次登录系统首次显示的功能模块。
4.在线用户
a）显示系统的在线用户信息，包括：
登录人账号、所属部门、IP地址、登录时间及在线时长信息。
5.部门管理
a）实现部门信息的添加、修改、查看、删除；
b）实现为部门分配相应的成员的功能。
6.用户管理
a）实现用户信息的添加、修改、查看、删除，包括：
用户工号、用户姓名、职位、性别、出生日期、手机、固定、及备注。
；
b）实现为用户分配相应角色的功能。
7.角色管理
a）实现角色信息的添加、修改、查看、删除；
b）实现给角色设置各权限；
c）查看角色所拥有的权限。
8.工艺管理
a）实现角色信息的添加、修改、查看、删除，包括：
工艺名称、父工艺名称、工艺等级、工艺序号、工艺代码和工艺描述等；
b）以树形结构来体现工艺与工序之间的隶属关系的；
c）根据实际情况分配工艺的等级。
9.基本属性
a）设置系统运行基本参数，包括：
能源类型、表计运行状态、表计检定状态、表计分类及能源用途等。
10.关口表类型
a）实现关口表信息的添加、修改、查看、删除，包括：
部门名称、关口表名称、唯一标识、能源类型、是否为旁路和旁路节点等。
；
b）设置企业关口表的基本信息及关口表间的主旁路关系
11.生产量类型
a）实现生产量类型信息的添加、修改、查看、删除，包括：
生产量名称、单位及备注。
12.计量系统
a）录入采集信息，包括：
厂站、集中器、表计、I/O点、规约、装拆表等；
b）包括计量系统、基本参数、统计计算、参数检查、装拆表操作及参数查看节点。
十四、其它功能
1.系统故障诊断和远程维护
a）系统具有自诊断功能。
b）并可通过远程维护MODEM进行工程师远程系统维护。
2.网络监视及管理
a）系统可以监视网络各节点的状态、对系统进行组态、控制信息传输。
b）对于系统的异常形成事项报警。
3.通信通道监视及管理
通信监视：
a）系统具有自动判断通信线路故障和寻找通信路由的诊断功能。
b）通信中断和切换发出报警并将其记录。
c）在通信线路故障期间，沿线各处的站控制系统以及RTU能独立正常操作，并能按时间顺序在其存储器保存数据，通信恢复后，将这些数据补传。
系统应具有根据时间顺序将这些数据插入到数据库的适当位置的功能。
通信管理：
a）网络节点信息的监视显示，包括：
节点类型
节点的主机标识
节点状态
每个网络的状态。
b）网络收发信息的显示，包括：
报文的类型
报文长度
报文的路由
报文的目的节点和源节点
报文的类型
接收报文或发送报文
发送报文的目的节点
接收报文的源节点。
功能：
提供各类过滤器，按接收/发送，按通信报文类型等;
c）系统文件信息的显示，包括：
文件名称。
文件长度。
最后一次改写该文件的节点。
功能：
文件的删除操作。
d）进程信息的显示，包括：
进程的标识
进程的功能描述
启动进程的节点名
启动进程的用户名
进程运行时间。
功能：
启动某个指定的进程
提供远程进程的窗口当地回显功能，支持远程任务的本地人机交互
退出指定的进程。
4.系统时钟同步
调度控制中心以全球定位系统（GPS——GlobalPositionSystem）提供的时间为基准，调度控制中心SCADA主计算机应精确地遵循日历日期和北京时间，并能自动调整年、月、日和时钟。
主计算机的部时钟应与GPS标准时间保持±1秒/30天的精度和同步性。
调度控制中心设置冗余GPS时钟，实现全网时钟同步，同时接收GPS与北斗双时源信号。
站控制系统和RTU时钟以调度控制中心时钟为基准。
5.在线培训、测试和维护
a）系统可设置虚拟操作监控平台，实现操作人员的在线使用培训与测试；
b）可通过远程维护MODEM实现工程技术人员的远维护与技术指导。
6.与其他系统的数据接口
提供的接口：
a）OPCServer
b）数据库共享
c）WEB式
d）UDP/TCP数据报。
e）开放的API编程
f）XML格式文件上传
g）软总线共享等。
7.Web服务
作用：
a）显示实时刷新的生产工艺图，图形的风格与操作员工作站完全一致，用户浏览图形的权限可以定制。
b）传统的热点（特区）调图功能：
通过鼠标点击即可便地在不同图形之间灵活切换。
c）图形的层、面切换功能：
剥离用户不关心的层、面上的图形，使目标图形的显示更清楚、直观。
d）图形的缩放、拖动功能：
便大幅面图形的浏览。
e）图形的循环自动播放功能：
按照指定的时间间隔自动循环播放用户指定的图形列表。
f）图形的黑白/彩色打印功能：
根据需要可以选择黑白和彩色两种式打印图形。
g）显示实时刷新的棒图。
h）显示实时曲线图。
i）支持对历史曲线查询。
j）历史事项查询功能：
可以查询指定时间段某一分类中的一种事项，或者全部事项。
k）查询某个时段用户访问的日志。
l）连接超时自动断开功能：
察看实时系统用户超过指定的时间不操作，系统间自动断开该用户与服务器的连接，以减少服务器性能的无谓的损耗。
8.系统安全功能
8.1工作模式
所有的系统操作员能根据需要被赋予某些特性。
这些特性规定操作员对系统中各种业务活动的使用围
8.2分级分层权限和安全管理
Ø系统设有一个唯一的超级管理员；
Ø系统可设有多个组长；
Ø超级管理员有权设立新组及组长；
Ø超级管理员可为组长或任其他人分配操作权限；
Ø组长可为本组的组员分配操作权限，但其组员的操作权限不得大于组长。
8.3安全保障手段
Ø操作员在坐席上的登录需要身份认证。
Ø操作员的任操作均要经过人员与坐席的双重权限认证。
Ø系统对每一个重要操作均可形成操作记录。
4.其它需求
5.1系统开放原则：
案采用国际标准，确保本系统符合各类工业信息系统的统一标准和满足企业目前的要求和长远的发展。
5.2可扩展性原则：
主站系统的规模、容量、处理速度、CPU等结合企业现状和远景规划设计充分的裕度。
在未来各种扩展系统增加时，不会使系统的性能下降，即系统随着功能和规模的扩展可以进行线性无缝扩充。
5.3实时性原则：
系统在网络通讯处理、数据采集、实时数据库刷新和历史数据库查询面采用较好的快速算法，确保系统在大数据量、高变化率的前提下能够完全满足企业生产对于数据实时性的要求。
5.4可维护性原则
系统采用面向对象语言设计，提供功能组态工具和在线修改能力，确保系统操作员和维护人员可以安全便地根据工作需要而进行必要的系统使用和维护工作，从而提高系统可利用率。
5.5先进性原则：
选用具有当今国际先进水平的软硬件平台，采用流行的系统总体架构，使用最先进的应用功能算法，保证整个系统的一流水平。
5.6实用性原则：
通过模块化的配置，在满足基本的监控功能要求的前提下，分阶段进行合理的选择，充分考虑后期各类应用功能的扩展，保证系统功能配置的合理、经济、实用，满足实用化需要。
5.7可追溯性原则：
自动化系统应具备完整的参数记录、故障记录、操作记录等，一旦出现问题可以迅速追溯原因。
这要求系统不但能正确记录各采集数据，同时对于故障参数应具备“事故追忆”功能，可以“事故断面快照”的画面形式，反演故障前后各种记录参数的真实变化过程，切实帮助值班员定位、分析故障原因。
5.8可靠性原则：
通过对相关硬件设备和软件系统的格选择和配置，系统运行架构采用主/备冗余热备份式，网络系统某硬件故障时、某一计算机系统故障时，或运行节点切换等时候，不影响数据采集，不丢失数据，还能够完成正常的、完整的主站功能。
本案数据服务器采用Unix系统平台，而其它服务器和工作站采用Windows系统平台。
5.总结
本案中很多模块的存在使整个系统变得更全智能,考虑得更全.以下是我们项目中未存在缺少的一些模块:
1.工艺图显示:
虽然我们项目中存在工艺图功能但是本案中的工艺图显示分为三个,而且加入了实时消耗能源与工艺图绑定在一起,这样更直观了解能源去向.
远程控制设备：
主要是一个全智能化的实现
2.异常报警:
提供的报警式较多.更容易确保处理系统故障.
3.计量计费:
主要分为两类统计:
1.系统自动统计2.手工统计
1.分类统计2.分项统计
4.用能分析:
通过统计输入量、消费转化、输入量、损失量可以对用能分析，能源流向全程监控。
能量损失分析模块的存在是非常有意义的。
直接关系到设备、节能、效率等面
5.网损分析：
对于网损统计和网损再分配也是关系到数据的准确性。
6.预测与计划：
用能计划这一功能可以协调各部门的用能，增强工作的主动性，减少盲目性，使能源使用有条不紊地进行。
同时，用能计划本身又是对用能效率和质量的考核标准。
7.能源质量：
在我们系统中只存在电能质量考核，但是对于水、气、热等考核也是必不可少的。
8.设
升级会员 