关键词：能耗在线监测；方案设计；标准； 

Abstract: This paper mainly introduces the research and scheme design of the energy consumption online monitoring enterprise system of a cement plant in Hubei Province, discusses the design basis, standard, practical and economic information management system, and focuses on its data transmission rules, network structure, software function architecture, system implementation, etc.

Keywords: Energy consumption online monitoring; scheme design; standard;

1  引言

湖北某水泥有限公司有两条水泥生产线，设计产量分别为10万吨/年立窑生产线和5000吨/日旋窑生产线，实际水泥年生产能力达到200多万吨，且拥有国内最先进、最成熟的生产工艺，配套有先进的工艺环保设备，节能立磨系统、纯低温余热发电、大型辊压机加管磨水泥粉磨系统，高端的质量检测设备和先进的工艺技术，从原材料进厂到产品出厂全过程均经严格检验检测，建立了完善的管理体系，并通过“三标一体管理体系认证”，其生产的优质水泥广泛应用于高层建筑、大型公路、铁路、桥梁、隧道等重点工程。

2  企业生产基本信息

   2.1 主要能源及消耗

该水泥有限公司整个生产工艺过程中能源的消耗主要是原煤、电力、水等。原煤绝大部分经过预均化到烧成各个车间，剩余部分进入辅助生产系统，电力经过变电系统进入各个车间使用，水主要取自地下水及自来水，主要供各车间的重点设备冷却使用，能源系统管网图如下所示：

   2.2 主要生产工艺及产品

该水泥有限公司主要生产P·O52.5级、P·O42.5级、P·C32.5级水泥产品，其生产工艺如下如所示：

 




                               



  2.3 能源计量器具配备

该水泥有限公司能源计量器具的配备较为完善，计量器具的精度等级满足《用能单位能源计量器具配备和管理通则》要求，其中A类和B类计量器具的配备率为100%。详细统计数据如下表汇总所示：

目前该水泥有限公司的能源统计采用人工抄表进行统计与核算，数据采集频率如下表所示：

3  能耗在线监测企业端系统设计

3.1 能源采集与上传
   A、电力数据采集

根据该水泥有限公司已有计量器具情况，本次项目选取电力一级（A级计量器具）计量点1个，计量位置为高压配电室进线柜； 电力二级（B级计量器具）计量点6个，计量位置为高压配电室各个出线柜。

以上方式采集到的电力数据，将统一回传至端系统数据中心进行数据管理，按照能耗计算公式计算得出总能耗，通过能耗监测端设备实现数据上传。

B、原煤数据采集

根据该水泥有限公司已有计量器具情况，本次项目选取原煤一级（A级计量器具）计量点1个（已有1个地磅），二级（B级计量器具）计量点2个（已有2个皮带秤）。因地磅不仅仅称量原煤，还称量其他产品，故地磅无法采集，只能采集2个输煤皮带秤。

以上方式采集到的原煤数据，将统一回传至端系统数据中心进行数据管理，按照能耗计算公式计算得出总能耗，通过能耗监测端设备实现数据上传。

3.2 系统网络架构设计

根据现场调研，该水泥有限公司电力一级、二级计量装置（需上传）均已配置，二级原煤秤具备改造条件，基本满足在线监测的条件，且企业自身并无能耗数据采集系统。根据国家相关标准和企业自身规模、信息化情况的实际情况，该厂整个网络由能耗在线监测端设备、计量器具、工业控制系统、通信网络及相应的管理软件组成，通过有线和无线网络传输到能耗在线监测端设备对采集到的数据进行汇总，验证、筛选、整理打包后，采用HTTPS将数据上传至湖北省平台，能耗在线监测端设备应实现数据接入、安全隔离、数据处理存储及上传等功能。网络结构如下图所示：

3.3 系统数据传输设计

能耗在线监测企业端系统数据上传协议满足《重点用能单位能耗在线监测系统端设备接口协议规范》要求，采用数据加密后，将数据上传到湖北省平台。其数据上传规则如下：
   A、上传频率：按照上传周期不同分为每日采集上传的数据指标和每月上传的数据指标。其中，每日采集上传的数据指标包括每日指标和实时指标两类，实时指标为每间隔10分钟采集一次（标准采集频率），非人工填报数据均需上传实时指标。
    B、上传时间：能耗在线监测端设备需具备设定能耗数据上传时间的功能，可根据湖北省平台返回的数据上传时间自动或手动进行设定。
    C、数据重传：在网络异常情况下，能耗在线监测端设备应支持自动重新上传功能，通过多次数据重传，减少网络异常导致的数据丢失。

在较长时间的网络异常情况下，能耗在线监测端设备可在下一个数据上传时间窗口，自动补传数据。
    D、数据补传：支持数据补传功能，当上传的采集数据不完整或不准确时，可通过自动补传的方式进行实际数据补传。

3.4 系统软件结构设计

本方案在软件结构上分为四个层次：现场数据采集层、数据平台层、基础平台层、系统应用层；每个层次完成不同的任务，下层为上层提供相应的技术支持服务。体系遵循国家相关技术标准，具有身份

认证、数据加密、数据备份、病毒防范等相关安全保障体系。系统的软件架构如图所示：

4  能耗在线监测企业端系统实施

4.1 系统实施工作内容及计划

根据现场调研，该水泥有限公司在系统实施期间严格遵守国家和行业标准开展节能改造产品设计、选型、安装、调试，保障了改造工程质量合格、运行稳定、施工安全。整个项目周期如下表所示：

4.2 系统实施效果

本项目在实施调试过程中，成立了项目领导小组和开发实施小组。项目领导小组负责项目的规划、设计、协调等工作。项目开发实施小组负责项目的具体开发、实施、调试等工作，项目的设计、供货、施工安装等承接单位应与项目建设单位履行必要的法律手续，违约责任按国家的有关法律法规执行。现在安装调试部分设备效果图如下：

 5  结束语

自2018年该水泥有限公司系统投入使用以来，系统运行稳定，极大促进该水泥有限公司的能源管理及数据核算服务工作，提高工作效率和成效。系统上线后，成功的与湖北省平台进行数据对接与验收。

作者简介：

周勇进：（1987.6--  ）男 汉族     万洲电气股份有限公司     工程师

主要研究方向：电力系统自动化及行业节能研究