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紫金桥实时数据库-企业能源管理系统
紫金桥实时数据库-企业能源管理系统
1前言
在我国，工业是能源消耗的大户，工业用能占我国终端能耗总量的70%左右。而在发达国家，工业能耗仅占总能源消耗量的35%左右，随着技术创新的重点向高新技术和知识经济领域靠近，其制造业正在向发展中国家转移，这一比重今后还可能下降。近年来，我国已逐步显现出成为"世界制造业基地"的趋势，这必将增加我国能源供应的负担。而我国单位产品的能耗却显著高于国外先进水平，尤其高耗能产品的能源成本占生产成本的比例更高，进一步削弱了我国高耗能产品的世界竞争力。因此，通过能源技术进步，降低生产过程的能源消耗，将是缓解我国经济发展需要与能源资源不足矛盾的关键。
我国单位产值能耗是世界平均水平的2倍多，主要常规能源储量与世界常规能源储量相比有非常大的差距。工业企业能源消耗占到全国的70%以上, 所以企业是节能的主体,节能降耗的空间很大。企业对自身整体能效状况没有全面了解, 也忽视运用管理手段从整体上调控企业合理用能, 而传统的能源管理手段也已相对落后, 使进一步通过管理手段挖掘节能潜力, 降低能耗受到制约。
根据对高耗能企业如钢铁、有色金属行业、石油石化行业、电厂、水泥厂、建材、加工、发酵行业等市场的调研和分析，发现在节能降耗的三项措施（技术改造、节能管理、综合利用）中，利用高科技计算机系统辅助实施节能管理的企业，明显具有投资小、见效快、技术风险小等特点，同时可以有效提高企业管理水平。在节能管理措施中，首先要转变经营观念和经营方式，向管理要效益，实行以能源监测计量数据为基础的能源管理模式。
为了能更好的完成资源调配、组织生产、部门结算和成本核算，企业需要建立一套有效的自动化能源监测管理系统，通过对能源数据的实时获取和对能源供应情况的计量监测，为能源自动化调控奠定坚实的数据基础，使得企业实时掌握自身用能状况和能源管理概括，同时也为企业的能源审计和成本核算工作提供便利条件。 能源数据具有标准化、专业化、科学化、时效性强的特点，采集难度较高。同时，考虑到能源数据对于企业决策的重要意义，以及能源本身具备危险性的特点，需要对企业建立的能源数据获取系统提出更高的要求。因此，企业能源管理中心必须满足专业性强、实时性好、可进行远程资料交换、可用性强的需求。
能源计量管理工作是企业管理的一个重要组成部分，它又是国家和地方能源管理系统的终端部分。企业能源计量管理工作涉及的范围是很广泛的，因此构建工厂能源计量管理系统，实现能源合理有效的利用至关重要。
紫金桥公司致力于为中国企业的可持续发展出一份力量，以能源输出和消耗为重点，并推动工业管理工作的监管重任。本着科学管理、量值准确、增创效益的方针，强化对企业能源计量的管理，提高能源量化管理水平，全面实施国家提倡的能源节能减排的方针。
2企业能源管理概述
2.1什么是企业能源管理？
广义的理解能源管理是指对能源生产过程的管理和消费过程的管理。 狭义上的能源管理是指对能源消费过程的计划、组织、控制和监督等一系列工作。
2.2企业能源管理目的
1.合理组织生产：
提高劳动生产效率，提高产品产量和质量，减少残次品率，利用电网低谷组织生产，均衡生产，减少机器空转，各种用能设备是否处在最佳经济运行状态，排查生产管理方面的“跑冒滴漏”，提高生产现场的组织管理水平，减少各种直接和间接能耗、物耗损失等。
2.合理分配能源：
不同品种、质量的能源应合理分配使用，减少库存积压和能源、物资的超量储备，提高能源和原材料的利用效率。
3.加强能源购进管理：
提高运输质量，减少装运损耗和亏吨，强化计量和传递验收手续、提高理化检验水平，按规定合理扣水扣杂等。
4.加强项目的节能管理：
新上和在建、已建项目是不是做了“节能篇”论证，核算其经济效果、环境效果和节能效益是否达标。
5.规章制度落实情况：
企业能源管理各种规章制度是否健全合理，是否落实到位，如能源、物资的招标采购竟价制度，对质量、计量、定价、验收、入库、票据、成本核算是否严格把关，要认真细致地排查、分析、诊断问题。一般企业在管理方面存在的问题比较多，漏洞多，浪费大，管理节能是不花钱的节能，只要加强管理，严格制度，就能见效。
2.3能源分析与计划
使用能源管理系统，可以掌握企业能源用于何处？是怎么用的？过去能源供耗是增加还是减少？能源供耗是否有季节性的变化？全厂、每个部门的能源供耗数据资料是否完整？能源消耗是否有暂时变化？（下班与上班，休息与工作日等）。为了了解能源利用的长期和短期的趋向，考虑过去的用能结构及其在能源管理项目中的重要性，深入领会以上趋向性问题，对能源管理者来说是有帮助的。能源数据的分析包括以下几个阶段：（1）回顾过去能源利用的情况；（2）能量审计；（3）工程分析；（4）经济分析。
历史情况的回顾，除揭示能源消耗的某种结构及趋势外，还为能源审计和其它后继工作作比较提供了基础资料。通常展示历史的能源消耗情况和生产量的关系是很有用的，这不仅在评价一个特殊工厂或生产工艺时有用，而且能够为二个厂或几个厂之间提供比较资料（要注意，这种能耗比较，往往会给人以错觉。例如，二个相比较的工厂位于不同的气候区城，则其能耗就没有可比性）。
计划工作是在考虑过去、现在和将来的基础上制定的，把单位产量的用能称作为能源指数（单耗），它取决于工厂生产的最终产品的性质。为了清楚地记录各方面的用能情况并发现节能的可能性，通常要解决：购置能源；转换成的能源；发生的能源；出厂产品中的能量以及能量损失。
对过去和现在的用能数据资料分析完成后，就可以开始制定计划措施。计划是必须的，因此公司的节能管理人员能较早地对如何执行项目作出决定。为了明确重点，必须确定有节能潜力的区域范围。给基层管理人员提供工作准则、方法和意见，从而发挥他们的创造力，为项目作出重大贡献。
2.4计量的作用
企业有完善的能源计量体系，是进行科学管理和技术进步的一项基础工作。实行定额管理是节约用能、合理用能、控制能源消耗生产成本的基础管理手段。在能源使用全过程的各个环节上安装能源计量器具，各个环节上的能源是否按定额消耗就有了依据。制定生产车间和工段、班组、机台的合理操作制度，是企业节能的一个重要环节。生产流程和工艺参数的制定水平与能源耗用关系极为密切。要通过大量的计量数据的分析，在保证产品质量、数量的同时，以单位产品综合能源消费费用最少为目标，确定最佳工艺流程和参数控制点，制定出最佳工艺参数和操作制度，才能使企业的生产处于最佳技术经济状态运行，这就要以完备的计量体系为条件。
2.5自动化监控基础
能源计量检测作为自动化和计算机控制的第一个环节而倍受重视。各种数据信息的准确测量和传递是自动控制、自动调节的基础。良好的能源计量检测手段，可供计算机收集、处理、反馈各种能源信息，并提高能源管理的质量和速度，可使企业能源利用经常处于最佳状态。企业各种能源转换设备、能源输送管线、各种用能设备的效率、能源利用率、能源损耗量及有关运行的各种能源的参数测定，是通过必要的计量和计算而得到的。利用这些计量数据和计算结果，可以找出能源利用上的薄弱环节，为对这些设备进行节能技术改造提供科学、准确、有力的数据。
2.6节能意识
企业能源管理项目，需要全体人员的支持，特别是最高管理部门的积极支持，这不仅包括批准所需要资源，而且将说服其他人了解，提高能源利用率从总体上讲，是企业的一项重要任务。节能意识愈强，就愈能节约大量的能源。
2.7节能目标
以初步的能耗量审计为基础，典型的节能目标涵盖如下：
每年减少公司耗电量、减少蒸汽使用量、减少燃油使用量、减少天然气使用量、减少压缩空气使用量、减少企业工厂井水、一次水、自来水的使用量。
2.8适用企业现状需求
目前，很多公司在能源计量、统计管理方面较落后于国内工业企业平均水平，厂内没有进行能源统计的各类仪表如：水表、电表、蒸汽表、风表等等。日常的采样数据基本靠人工到现场手抄，并逐级统计、上报，达不到实时性、实控性、准确性、并且每次统计上来的数据还需要增用大量的人力资源来进行较为复杂的运算过程，工作效率低，不能满足大范围的数据采集需要，也有些企业、单位目前已把部分能源数据通过技术手段，接入PLC、DCS上位系统中进行实时监控，但一般这样的设备都布置在现场主控室里，如公司高管和调度中心想了解能源的供耗情况，就需要到现场或电话询问的方式才能了解情况，实效性很差，并且有的公司结构中，PLC、DCS这样的系统数据都掌握在车间仪表主任或仪表工的手里，这其中就难免会出现漏量、改量的行为，导致公司管理由下到上的瞒报、谎报，常年累月的缺陷对企业造成了巨大损失。因此，建立企业能源管理系统，是深化企业管理、维护企业的正常运营具有重要意义。
3组织与结构
紫金桥实时数据库能源管理系统，是集自动化智能技术、计算机技术、现场总线原理技术等各项专业技术为一体，利用紫金桥实时数据库作为网络服务终端，将水、电、汽、风、石油、天然气等各类能源、物料数据实时采集到前置机，根据用户需求，进行数据上传或动态数据显示。实现了由计算机集中数据处理、统计报表、打印等功能；并且网络内的任何一台联网计算机通过高层授权后都可以查询整个系统的计量管理情况。采用本系统能及时了解整个系统的能源、物料供耗情况，最大限度地提高能源和物料的利用率，从而达到全面节能降耗的目的，提高企业的经济效益。
实时数据库是能源计量管理系统的核心，它负责整个系统的实时数据处理、历史数据存储、统计数据处理、报警信息处理和数据服务请求处理，完成与设备数据采集的双向数据通信。
3.1系统拓扑结构图
在我国，工业是能源消耗的大户，工业用能占我国终端能耗总量的70%左右。而在发达国家，工业能耗仅占总能源消耗量的35%左右，随着技术创新的重点向高新技术和知识经济领域靠近，其制造业正在向发展中国家转移，这一比重今后还可能下降。近年来，我国已逐步显现出成为"世界制造业基地"的趋势，这必将增加我国能源供应的负担。而我国单位产品的能耗却显著高于国外先进水平，尤其高耗能产品的能源成本占生产成本的比例更高，进一步削弱了我国高耗能产品的世界竞争力。因此，通过能源技术进步，降低生产过程的能源消耗，将是缓解我国经济发展需要与能源资源不足矛盾的关键。
我国单位产值能耗是世界平均水平的2倍多，主要常规能源储量与世界常规能源储量相比有非常大的差距。工业企业能源消耗占到全国的70%以上, 所以企业是节能的主体,节能降耗的空间很大。企业对自身整体能效状况没有全面了解, 也忽视运用管理手段从整体上调控企业合理用能, 而传统的能源管理手段也已相对落后, 使进一步通过管理手段挖掘节能潜力, 降低能耗受到制约。
根据对高耗能企业如钢铁、有色金属行业、石油石化行业、电厂、水泥厂、建材、加工、发酵行业等市场的调研和分析，发现在节能降耗的三项措施（技术改造、节能管理、综合利用）中，利用高科技计算机系统辅助实施节能管理的企业，明显具有投资小、见效快、技术风险小等特点，同时可以有效提高企业管理水平。在节能管理措施中，首先要转变经营观念和经营方式，向管理要效益，实行以能源监测计量数据为基础的能源管理模式。
为了能更好的完成资源调配、组织生产、部门结算和成本核算，企业需要建立一套有效的自动化能源监测管理系统，通过对能源数据的实时获取和对能源供应情况的计量监测，为能源自动化调控奠定坚实的数据基础，使得企业实时掌握自身用能状况和能源管理概括，同时也为企业的能源审计和成本核算工作提供便利条件。 能源数据具有标准化、专业化、科学化、时效性强的特点，采集难度较高。同时，考虑到能源数据对于企业决策的重要意义，以及能源本身具备危险性的特点，需要对企业建立的能源数据获取系统提出更高的要求。因此，企业能源管理中心必须满足专业性强、实时性好、可进行远程资料交换、可用性强的需求。
能源计量管理工作是企业管理的一个重要组成部分，它又是国家和地方能源管理系统的终端部分。企业能源计量管理工作涉及的范围是很广泛的，因此构建工厂能源计量管理系统，实现能源合理有效的利用至关重要。
紫金桥公司致力于为中国企业的可持续发展出一份力量，以能源输出和消耗为重点，并推动工业管理工作的监管重任。本着科学管理、量值准确、增创效益的方针，强化对企业能源计量的管理，提高能源量化管理水平，全面实施国家提倡的能源节能减排的方针。
2企业能源管理概述
2.1什么是企业能源管理？
广义的理解能源管理是指对能源生产过程的管理和消费过程的管理。 狭义上的能源管理是指对能源消费过程的计划、组织、控制和监督等一系列工作。
2.2企业能源管理目的
1.合理组织生产：
提高劳动生产效率，提高产品产量和质量，减少残次品率，利用电网低谷组织生产，均衡生产，减少机器空转，各种用能设备是否处在最佳经济运行状态，排查生产管理方面的“跑冒滴漏”，提高生产现场的组织管理水平，减少各种直接和间接能耗、物耗损失等。
2.合理分配能源：
不同品种、质量的能源应合理分配使用，减少库存积压和能源、物资的超量储备，提高能源和原材料的利用效率。
3.加强能源购进管理：
提高运输质量，减少装运损耗和亏吨，强化计量和传递验收手续、提高理化检验水平，按规定合理扣水扣杂等。
4.加强项目的节能管理：
新上和在建、已建项目是不是做了“节能篇”论证，核算其经济效果、环境效果和节能效益是否达标。
5.规章制度落实情况：
企业能源管理各种规章制度是否健全合理，是否落实到位，如能源、物资的招标采购竟价制度，对质量、计量、定价、验收、入库、票据、成本核算是否严格把关，要认真细致地排查、分析、诊断问题。一般企业在管理方面存在的问题比较多，漏洞多，浪费大，管理节能是不花钱的节能，只要加强管理，严格制度，就能见效。
2.3能源分析与计划
使用能源管理系统，可以掌握企业能源用于何处？是怎么用的？过去能源供耗是增加还是减少？能源供耗是否有季节性的变化？全厂、每个部门的能源供耗数据资料是否完整？能源消耗是否有暂时变化？（下班与上班，休息与工作日等）。为了了解能源利用的长期和短期的趋向，考虑过去的用能结构及其在能源管理项目中的重要性，深入领会以上趋向性问题，对能源管理者来说是有帮助的。能源数据的分析包括以下几个阶段：（1）回顾过去能源利用的情况；（2）能量审计；（3）工程分析；（4）经济分析。
历史情况的回顾，除揭示能源消耗的某种结构及趋势外，还为能源审计和其它后继工作作比较提供了基础资料。通常展示历史的能源消耗情况和生产量的关系是很有用的，这不仅在评价一个特殊工厂或生产工艺时有用，而且能够为二个厂或几个厂之间提供比较资料（要注意，这种能耗比较，往往会给人以错觉。例如，二个相比较的工厂位于不同的气候区城，则其能耗就没有可比性）。
计划工作是在考虑过去、现在和将来的基础上制定的，把单位产量的用能称作为能源指数（单耗），它取决于工厂生产的最终产品的性质。为了清楚地记录各方面的用能情况并发现节能的可能性，通常要解决：购置能源；转换成的能源；发生的能源；出厂产品中的能量以及能量损失。
对过去和现在的用能数据资料分析完成后，就可以开始制定计划措施。计划是必须的，因此公司的节能管理人员能较早地对如何执行项目作出决定。为了明确重点，必须确定有节能潜力的区域范围。给基层管理人员提供工作准则、方法和意见，从而发挥他们的创造力，为项目作出重大贡献。
2.4计量的作用
企业有完善的能源计量体系，是进行科学管理和技术进步的一项基础工作。实行定额管理是节约用能、合理用能、控制能源消耗生产成本的基础管理手段。在能源使用全过程的各个环节上安装能源计量器具，各个环节上的能源是否按定额消耗就有了依据。制定生产车间和工段、班组、机台的合理操作制度，是企业节能的一个重要环节。生产流程和工艺参数的制定水平与能源耗用关系极为密切。要通过大量的计量数据的分析，在保证产品质量、数量的同时，以单位产品综合能源消费费用最少为目标，确定最佳工艺流程和参数控制点，制定出最佳工艺参数和操作制度，才能使企业的生产处于最佳技术经济状态运行，这就要以完备的计量体系为条件。
2.5自动化监控基础
能源计量检测作为自动化和计算机控制的第一个环节而倍受重视。各种数据信息的准确测量和传递是自动控制、自动调节的基础。良好的能源计量检测手段，可供计算机收集、处理、反馈各种能源信息，并提高能源管理的质量和速度，可使企业能源利用经常处于最佳状态。企业各种能源转换设备、能源输送管线、各种用能设备的效率、能源利用率、能源损耗量及有关运行的各种能源的参数测定，是通过必要的计量和计算而得到的。利用这些计量数据和计算结果，可以找出能源利用上的薄弱环节，为对这些设备进行节能技术改造提供科学、准确、有力的数据。
2.6节能意识
企业能源管理项目，需要全体人员的支持，特别是最高管理部门的积极支持，这不仅包括批准所需要资源，而且将说服其他人了解，提高能源利用率从总体上讲，是企业的一项重要任务。节能意识愈强，就愈能节约大量的能源。
2.7节能目标
以初步的能耗量审计为基础，典型的节能目标涵盖如下：
每年减少公司耗电量、减少蒸汽使用量、减少燃油使用量、减少天然气使用量、减少压缩空气使用量、减少企业工厂井水、一次水、自来水的使用量。
2.8适用企业现状需求
目前，很多公司在能源计量、统计管理方面较落后于国内工业企业平均水平，厂内没有进行能源统计的各类仪表如：水表、电表、蒸汽表、风表等等。日常的采样数据基本靠人工到现场手抄，并逐级统计、上报，达不到实时性、实控性、准确性、并且每次统计上来的数据还需要增用大量的人力资源来进行较为复杂的运算过程，工作效率低，不能满足大范围的数据采集需要，也有些企业、单位目前已把部分能源数据通过技术手段，接入PLC、DCS上位系统中进行实时监控，但一般这样的设备都布置在现场主控室里，如公司高管和调度中心想了解能源的供耗情况，就需要到现场或电话询问的方式才能了解情况，实效性很差，并且有的公司结构中，PLC、DCS这样的系统数据都掌握在车间仪表主任或仪表工的手里，这其中就难免会出现漏量、改量的行为，导致公司管理由下到上的瞒报、谎报，常年累月的缺陷对企业造成了巨大损失。因此，建立企业能源管理系统，是深化企业管理、维护企业的正常运营具有重要意义。
3组织与结构
紫金桥实时数据库能源管理系统，是集自动化智能技术、计算机技术、现场总线原理技术等各项专业技术为一体，利用紫金桥实时数据库作为网络服务终端，将水、电、汽、风、石油、天然气等各类能源、物料数据实时采集到前置机，根据用户需求，进行数据上传或动态数据显示。实现了由计算机集中数据处理、统计报表、打印等功能；并且网络内的任何一台联网计算机通过高层授权后都可以查询整个系统的计量管理情况。采用本系统能及时了解整个系统的能源、物料供耗情况，最大限度地提高能源和物料的利用率，从而达到全面节能降耗的目的，提高企业的经济效益。
实时数据库是能源计量管理系统的核心，它负责整个系统的实时数据处理、历史数据存储、统计数据处理、报警信息处理和数据服务请求处理，完成与设备数据采集的双向数据通信。
3.1系统拓扑结构图
各站结构详细描述如下：
1、基础数据站：系统内最底层的数据来源，通常有仪表、仪器设备，DCS系统、PLC系统以及无自动采集源需要人工行为录入的数据端构成。
2、隔离集中站：前置机、串口服务器等数采端设备安置点，此处体现出分布式结构的优点，极大的减轻服务器数采系统的负载量与数据量，维护管理简单易控。
3、数据中心站：能源系统所有涉及到的数据集中站，管理着底层设备数据及人工录入数据的汇总、分析、存储、调用、转储等一系列主要功能。
4、外界交流站：提供对外系统的接口功能，可以通过关系数据表模式进行接口开放，或者按照标准的OPC DA通讯协议等进行接口开放，还可调用软件的DbAtl.dll动态连接库进行数据交互。
5、系统逻辑站：平台结构规划、功能模块设计、代码编写开发、业务流程等一系列逻辑性组织的主要工作。
6、人机界面站：也可称之为客户端，属于能源系统为使用者开辟的一个窗口，通常使用IE浏览器进行访问，用户可以在此处登陆能源管理系统并使用。
3.2网络拓扑结构图
详细介绍如下：
最终用户：公司局域网内的用户可以通过浏览器在调度中心、办公室、会议室等工作地点进行访问，拥有手机的用户还可以接受能源系统发来的关键数据报警信息。
中央服务群：此处放置着上层应用的各类硬件设备，通常位于公司的信息中心机房内。
分布式结构：按照区域、部门、车间或工段，以分布式结构分配前置数采机进行管理，有效的缓解数采端的负载压力，隔离计算机病毒，增加系统可靠性、稳定性，给系统管理与维护增加了便捷。
数字采集：全称数字信号采集，这种采集方式通常是需要仪表端的变送器支持数字通讯协议才可实现，一般情况下，数字信号是以二进制来表示的，有效的加强了通信的保密性，提高了抗干扰能力，增强了数据采集的安全与准确性，随着电子技术的飞速发展，数字信号的应用也日益广泛。很多现代的媒体处理工具，尤其是需要和计算机相连的仪器都从原来的模拟信号表示方式改为使用数字信号表示方式。
模拟采集：全称模拟信号采集，属于传统的数采方式，一般情况通过4-20mA电流进行传输，指最小电流为4mA,最大电流为20mA。这类传统的采集方式对于计算机来说，并不能直接进行通讯，需要一些介质来进行转换，如带数字输出的计算仪这类设备等，并且通讯协议最好是标准的公开协议。
人工数据：系统对非自动采集数据开通的一道桥梁，如厂内的机械表、或没有输出信号的仪表仪器、人为化验、人为计算的数据等，都可通过此模块进行录入。
控制系统：现场中控室的数据上传，主要由DCS控制系统、PLC控制系统组成，通常会使用标准的OPC、DDE通讯协议，在数采的工作执行前，需要落实提供数据的一方（被采端）支持并已提供调试可用的OPC Server等，如果涉及到非标准协议，也应提前协商该协议是否可具备开发与采集条件。
紫金桥实时数据库能源计量管理系统旨在为全国的大中小型企业提供一套集企业能源管理、能源数据统计于一体的信息化平台。该系统将“科学计量、管理节能”的概念引入到企业管理中，系统利用计算机技术和现场自动化技术组成一个综合的能源管理网络，将耗能设备进行依级别分部门、分用途独立计量，实现计量数据自动采集。对各计量点、区域实现能源在线动态监测、能源汇总分析、故障自动报警、历史数据查询、报表自动生成等。为能源合理调配提供根据，为能源自动化管理提供手段，为系统地节能降耗考评提供科学的依据。
4系统功能
4.1前端数采
4.1.1关键技术
系统站内采用国内外最专业的串口终端服务器将现场以星型布线方式连接各采集点（计量用仪表），站间由光纤以太网经TCP/IP传输数据；为了使采集数据过程中信号稳定，此处没有应用总线型布线，由于此方法对各采集点、各类型仪表和通讯协议互有干扰，维护难，分支节点故障查找难。因此紫金桥实时数据库能源计量管理系统应用了星型布线方式，它具有如下特点：结构简单，便于管理；控制简单，延迟时间较小，传输误差较低。保证了现场设备稳定、连接可靠、互不干扰等诸多自动化行业一直追求的目标。并且实现了数字采集。简单说，就是以数字通信替代了传统4-20mA模拟信号，提高设备的智能化水平。全局的光纤以太网传输又保证了信息量、实效性、实时性、低成本的企业管理目地。
如上图,布线要求,数据采集的时候，是按照分布式结构进行的。所以为了信号传输的稳定， 最好是按照区域划分仪表。一般情况下，某个区域的所有仪表都要集中布线到区域内的某汇聚点位置上，每块仪表到这个点的距离按照485传输协议原理来说是800到1200米。但考虑厂内信号干扰问题，我们实际建议是在控制在300米范围内。
网络要求：根据仪表划分的区域，所有汇聚点都要布置网络传输点，并且保证该传输点要与信息中心或服务器机房网络通讯畅通。
4.1.2数据处理技术
4.1.2.1实时采集数据
能源管理系统的前置机支持最小采集周期单位是毫秒级，保证了各能源品种如水、电、汽、风等能源的瞬时值、累计值、温度、压力各参数的实时采集效果，并且实现了各类能源品种计量数据的分站、分类、分级汇总。
4.1.2.2多采集渠道
对于大多数企业来说，由于各部门、车间的建造与扩建有时间之差，施工单位也不一样，自动化标准程度并不能保证一致性，这就导致用于计量的一次设备或控制系统种类繁多，数据上传所需要的通讯协议不计其数，对数据采集造成了巨大的障碍。紫金桥公司凭借着组态软件与实时数据库两套主打产品拥有多年的技术经验，与各类自动化设备和控制系统无数次的对接，目前所成熟的驱动接口通讯协议有近千种，在行业中遥遥领先，同时还支持的国内外标准通讯协议如：OPC、DDE、MODBUS、DL645等等。因此，能源管理系统会让企业更换仪表设备的数量达到最小值。
4.1.2.3故障处理
当采集过程中，仪表设备或线路出现故障时，前置机会按照设置的查询周期不间段的对当前采集链路进行检测，当检测设备或线路恢复正常时，驱动程序会自动重新进行数据采集，故障恢复检测的最大时间为45天。如果故障问题在45天内还没有处理，系统才会认定设备为失效状态并停止进行采集。
采集故障时，前置采集系统还可以进行数据清零、保持原值、系统故障值、用户自定义数值等操作。满足了不同行业不同专业对数据处理的要求。
4.1.2.4能源电量处理
我们在采集智能电表的过程中，常常遇到电表上显示止码量并非电量数据，需要乘以电流互感器变比，才是实际的电量，通过前置数采机软件中的运算点类型，可以解决此问题，它的工作原理是通过驱动发送指令到仪表设备,后者返回的数据值增加一条运算操作符与常量，可以把返回的数据按照加、减、乘、除、乘方、取余其中一个方式与预定义好的常量进行运算，得到的最终结果就是处理后的数据，也是在系统中所显示、存储的数据值。
4.1.2.5负荷正反向处理
一般情况下，许多企业在做厂内平衡验证时，总是发现电量的负荷时而平衡，时而不平衡，出现这样的现象是由于某些设备的供电方向发生变化，导致整体平衡结构中供量突然增加，反之耗量突然减少，也可能供量突然减少，耗量突然增大,这样一来会导致平衡验证的偏差值出现报警，对此问题，紫金桥能源管理系统已经实现了解决办法，通过实时数据库后台数值改变功能，进行了对正反累计量的判断，应用此方法有效的获取了电量计量设备的供电方向问题，该项处理也支持多设备的同步判断。
4.2平台应用
4.2.1实时数据
实现了各类能源计量数据的集中监测。数据显示画面根据不同区域进行划分，每个区域作为一个独立的单元，实时显示现场各采集点的计量值。该画面的特点是能够集中管理所有采集点，画面 简洁，可对各参数进行直观地比较，方便查看各参数是否异常，如下图：
数据展示主要含两类：最原始二次表数据（单独某个计量仪表仪器）和经计算后的结点数据（组合若干二次表数据后的结果，要带相应计算公式）；生产过程监视对一次水、冷凝水、污水、蒸汽、风量、电量等瞬时流量、当日累积量及以上数据的供、耗在线显示，满足生产管理者对能源流公网系统的全面、及时掌控。支持调度人员的点检和巡检实现调度员以及各部门对生产各部所属车间一次水、蒸汽、冷凝水、污水、电量电负荷、风量的日常检查和记录，通过在线实时显示即可达到要求。
4.2.1.1趋势分析模块
实时数据的扩展功能，对实时数据中所显示的能源数据生成趋势曲线进行分析，并调度监督生产部门，已达到节能减排的目的。优化调度，根据能源日耗波动图既峰、谷分析及预警，直观的给调度人员实施能源平衡协调，合理安排各生产工艺环节控制。
通过双击实时数据界面中的某参数瞬时量或负荷，会扩展对该参数的瞬时量趋势分析图，使用此功能来分析能源供量、耗量情况，同步实时数据库中采集到的最新数据，同时能够拖动游标定位到当前时间前一时刻，在坐标轴纵轴显示该时刻各个区域的瞬时流量值。 历史趋势主要功能为在指定的时间范围内显示历史流量的趋势图，能够拖动游标定位到某一时刻，在坐标轴纵轴显示该时刻各个区域的历史流量值。在坐标轴底下有一排按钮进行历史趋势追忆的设置，可向前向后追忆固定的时间，亦可通过曲线时间设置对话框指定起始时间和结束时间。趋势分析还可以进行若干参数的对比及参照。比方：查看2部1车间耗电量后，点击增加对比按钮，添加2部2车间耗电量。通过以上操作，即可在画面中分别显示1车间与2车间的耗电量对比趋势，帮助用户分析现场情况，以做出相应对策。
4.2.1.2能耗计算模块
实时数据的扩展功能，按公司级、部门级、车间级划分，实现能源供耗计算，以直观的柱型图、曲线图进行显示，增加了统计工作的效率性、准确性。通过双击实时数据界面中的某参数累积值，会扩展该参数的各类能耗计算结果。（包括：水、电、汽、风每月的日耗量，产量。每年的月耗量，产量等）借助计算机快速的运算处理，替代了传统的人工算盘、人工手算、人工计算器。满足了工作人员及时了解能源产耗情况。避免了公司领导收到下属伪造工作内容的办法。为各岗位提供了感受发展信息化建设的便利。
图1
计算信息除了常用的合计、平均值、最大最小值外，还可以统计出其他数学计算结果。
例如：
实现标准差如：S=[(A-D)平方+(B-D)平方……./n]开根号，其中D为平均值、n为数组个数、AB等为数组元素。
众数：统计集合数据内有重复出现次数最多的值进行现实，否则为返回空。
中位数：将数据按照从小到大或从大到小的顺序排列，如果数据个数是奇数，则处于最中间位置的数就是这组数据的中位数；如果数据的个数是偶数，则中间两个数据的平均数是这组数据的中位数。它的求出不需或只需简单的计算。
例如：
实现标准差如：S=[(A-D)平方+(B-D)平方……./n]开根号，其中D为平均值、n为数组个数、AB等为数组元素。
众数：统计集合数据内有重复出现次数最多的值进行现实，否则为返回空。
中位数：将数据按照从小到大或从大到小的顺序排列，如果数据个数是奇数，则处于最中间位置的数就是这组数据的中位数；如果数据的个数是偶数，则中间两个数据的平均数是这组数据的中位数。它的求出不需或只需简单的计算。
图2
4.2.2结构图
系统流程分布图以实际地理空间作为背景，并能够以动画的形式描述整个数据采集监控系统的组成及分布情况。在该模块中可查看到当前的各参数数采实时值，如数据采集覆盖了某些关键阀门与开关信号后，既能在结点上显示设备状态是否正常。
在结构图中，每一个部门或车间结点都有当前瞬时能源供耗量、当日或当月累积量数据。该功能很明显的描述了本部门与下属车间的能源计量点逻辑关系。厂内整体的能源管理结构一览无余。满足公司能源流查询，按一次水、风、蒸汽、电、污水、冷凝水能源流数据分类查询，分别呈现公司级、部门级和车间级的总供/耗情况；
4.2.3历史数据
历史数据管理是对调取以往所产生的历史数据。系统会定时从终端数据库存入自动采集数据，并能够查询数据库中保存的所有历史数据，查询的时间间隔和时间范围可由用户指定，查询后的数据以历史时间相对应。
查询条件有起始时间、结束时间、间隔时间、以及想要查询的能源参数。还可以扩展此模块功能，加入组查询，根据不同组织机构划分组，每个组都有自己的浏览权限，按照登陆用户不同，统计并罗列权限范围内所能查看的公司重要能源计量信息。另外，结果数据可以实现查询后导出文本做为工作依据。
为了方便用户，此处在查询结果最后一行增加了时间范围内差量的计算，该计算是以结束时间的数值减去起始时间的数值，对于能源累积分析时，该计算值就是时间范围内的供耗累积量。
4.2.4报表管理
自动生成各能源数据的报表。系统按照各公司工艺、能源参数、用户需求不同，切合每家公司与生产部门的情况，定制开发统计汇总表单，开发独有的报表进行管理，根据用户定义的周期基准时间，生成日报表、月报表、年报表等。报表暂按如下种类：
1)查询能源消耗日报
系统实现按照设定日期范围查询能源供耗数据。
2)查询能源消耗周报
系统实现按照设定每周条件查询能源供耗数据。
3)查询能源消耗月报
系统实现按照设定月份条件查询能源供耗数据。
4)查询能源消耗季报
系统实现按照设定季份条件查询能源供耗数据。
5)查询能源消耗年报
系统实现按照设定年份条件查询能源供耗数据。
报表返回结果后，支持导出文本文件功能，便于工作交流。通常，日报表在每天0点整即生成前一天数据、月报表在每月最后一天的上午8点整生成本月数据、年报在每年公历最后一天上午8点整生成本年数据。以上时间支持按各公司扎帐时间进行调整。报表示意图如下：
紫金桥能源管理系统，可达到以下技术指标：
1）日常报表信息查询：公司、生产部各类能源流技术报表查询。
2）成本管理，本系统输入给SAP准确的能源供耗计算量。后者对生产部各主导产品单 位产品能耗实施计算和分析，分析其降或超情况。由各生产部以此制订预防措施，稳定生产成品控制。符合同产品2条生产线要求的，实施同品种主导产品单位产品能耗实施计算和分析，为能耗高生产线制订预防措施、节能技术改造奠定基础提供给SAP精准、有效、无误的能源计量数据，用于计算成本。
3）实现自动合成并输出——节能减排目标完成情况报表、节能办生产能源消耗日报。
4）实现生产日报表自动合成并输出——各类表报明细如下图：
1）日常报表信息查询：公司、生产部各类能源流技术报表查询。
2）成本管理，本系统输入给SAP准确的能源供耗计算量。后者对生产部各主导产品单 位产品能耗实施计算和分析，分析其降或超情况。由各生产部以此制订预防措施，稳定生产成品控制。符合同产品2条生产线要求的，实施同品种主导产品单位产品能耗实施计算和分析，为能耗高生产线制订预防措施、节能技术改造奠定基础提供给SAP精准、有效、无误的能源计量数据，用于计算成本。
3）实现自动合成并输出——节能减排目标完成情况报表、节能办生产能源消耗日报。
4）实现生产日报表自动合成并输出——各类表报明细如下图：
5）实现自动合成并输出——能源平衡报表：
24小时动力部、生产系统蒸汽供、耗平衡表。
24小时动力部、生产系统风量供、耗平衡表。
24小时动力部、生产系统电量供、耗平衡表。
24小时生产系统污水、冷凝水平衡表。
24小时生产系统一次水供、耗平衡表。
4.2.5平衡验证
根据实时数据，进行数据挖掘，分析供、耗结点的累积平衡关系。在经过了前期覆盖所有计量结点的数据采集后，能源管理系统在后台实时数据库中，根据供、耗关系进行计算，把计算后的结果实时响应给公司各岗位相关责任人，平衡验证关系图如下：
所示图片为电、汽、风、污水、一次水五类能源平衡，每一类分别实时展示出公司：
1）当前瞬时量供、耗平衡关系与实时偏差率。
2）当日累积量供、耗平衡关系与实时偏差率。
3）当月累积量供、耗平衡关系与实时偏差率。
该项功能对调度人员的过程操作与调整有着很大的支持，根据一次水、蒸汽、污水、电、风在线负荷、供、耗平衡，找出最大的耗量或最小的耗点，并对其进行相应的调整。
同时，平衡验证支持报警和预警功能，实现对五类能源供、耗偏差率的报警，当偏差率超过能源指标的上下线时，画面中会有报警闪烁提示功能。或根据月度平均值进行预警，具体分两个层次：一层是公司对总水量预警；按日和月度总水量限额控制。另一层是对排放量累积计算，按上限设定值进行对比分析，当符合接近上限设定值范围内时，予以预警提示。
4.2.5.1能源比例分析
平衡验证扩展功能，显示当前瞬时、当日累积、当月累积各生产部所在公司电量、蒸汽、风量、污水、一次水的比例及其分配图（饼图），如下图：
24小时动力部、生产系统蒸汽供、耗平衡表。
24小时动力部、生产系统风量供、耗平衡表。
24小时动力部、生产系统电量供、耗平衡表。
24小时生产系统污水、冷凝水平衡表。
24小时生产系统一次水供、耗平衡表。
4.2.5平衡验证
根据实时数据，进行数据挖掘，分析供、耗结点的累积平衡关系。在经过了前期覆盖所有计量结点的数据采集后，能源管理系统在后台实时数据库中，根据供、耗关系进行计算，把计算后的结果实时响应给公司各岗位相关责任人，平衡验证关系图如下：
所示图片为电、汽、风、污水、一次水五类能源平衡，每一类分别实时展示出公司：
1）当前瞬时量供、耗平衡关系与实时偏差率。
2）当日累积量供、耗平衡关系与实时偏差率。
3）当月累积量供、耗平衡关系与实时偏差率。
该项功能对调度人员的过程操作与调整有着很大的支持，根据一次水、蒸汽、污水、电、风在线负荷、供、耗平衡，找出最大的耗量或最小的耗点，并对其进行相应的调整。
同时，平衡验证支持报警和预警功能，实现对五类能源供、耗偏差率的报警，当偏差率超过能源指标的上下线时，画面中会有报警闪烁提示功能。或根据月度平均值进行预警，具体分两个层次：一层是公司对总水量预警；按日和月度总水量限额控制。另一层是对排放量累积计算，按上限设定值进行对比分析，当符合接近上限设定值范围内时，予以预警提示。
4.2.5.1能源比例分析
平衡验证扩展功能，显示当前瞬时、当日累积、当月累积各生产部所在公司电量、蒸汽、风量、污水、一次水的比例及其分配图（饼图），如下图：
在饼图中，分别列出了公司总量与下属各部门的分量情况，查询后，还可以看到右侧的当前供、耗量与计划量的对比，是否超出预定计划会在主型分布图中一览无余。除实时显示能源数据外，也可以调取历史数据以饼图的形式进行查询，方便了公司主要领导协调各生产部门之间的能耗分配。
4.2.6报警信息
能源管理的报警信息主要以数采设备的工作是否正常为主，在前面我们已经介绍了底层的数采结构，这个环节中每个独立采集的仪表仪器都会有通讯状态，该设备是否处于正常采集在报警信息中都有记录，每台用于分布式采集的集中站（前置机）也会有数据源传输状态进行记录。如下图：
通过报警信息的反馈，可以使得工作人员了解目前系统中有哪些结点上的数据为无效的，如此可以避免在能源管理系统中有错误的点存在。
另外能源管理系统可以给关键的能源结点设定报警限值，根据参数限值能源供耗的突发状态，在数据库中提供报警提示、记录故障时间及内容。实时报警可跟踪最新的报警数据，实时反映各采集点的实时瞬时量的低报、高报等信息，并保存报警信息以供随时查询。
4.2.7用户管理
为了增强系统的安全性，保证公司生产信息不外漏，紫金桥能源管理系统可以对使用者进行集中管理与权限划分，用户需要登陆后才能看到权限范围内的相关信息。此功能只为有需求的企业特殊提供。
4.2.8事件记录
在能源系统关系库后台，存贮着一些系统上过程事件记录，如：用户登陆信息、退出信息、人工录入信息、通讯状态等。方便系统管理员查询分析。
4.2.9公式分解
能源管理系统中，公司级别的数据是由各部门合计组成，部门级别的数据是由各车间合计组成，车间级别的数据是由各仪表仪器设备组成，还有些数据结点是在其他组织中抽取数据的。这种繁琐的结构公式，通常无法完全记住，因此，系统提供了方便用户的公式分解功能，只要用户输入一个计量结点编码后，系统就会自动解释该结点下所有关联的公式并逐级进行分解。如下图：
通过解析后，使用者可以非常容易对总结点、分支结点、结点源头的能源数据进行查询。节省了查询公司能源组成部分的时间，进一步提高工作实效性。
4.3软件核心技术
4.3.1断点续传
断点续传功能是为保证整套系统数据的完成性而设计的。当网络中断或其他原因导致服务器与前置机通讯中断后，在前置机上会记录中断的时间。当通讯恢复后，双方会自动恢复中断的这段时间数据。这样就增加了平台使用的可靠性。
4.3软件核心技术
4.3.1断点续传
断点续传功能是为保证整套系统数据的完成性而设计的。当网络中断或其他原因导致服务器与前置机通讯中断后，在前置机上会记录中断的时间。当通讯恢复后，双方会自动恢复中断的这段时间数据。这样就增加了平台使用的可靠性。
4.3.2数据转储
该功能是为数据库之间自动转储做的调度程度，目的就是有效的把现场采集的实时数据转入到关系型数据库中（如：SQL Server）以数据表的方式进行保存。另外，还有一项主要任务就是对外接软件或平台提供一个开放式的接口，这样可以实现紫金桥企业能源管理系统对各类ERP或其他业务系统的数据交互，保证了公司能源数据在内部的信息流通，及时有效。
5未来方向
随着社会的迅速发展，企业创新环保、节能减排也是国家一贯所支持的，对于信息化的建设也会是未来各家企业的发展趋势，紫金桥公司会不断提高自身的水平，提供能源管理系统更完善的解决方案，把企业增效节能示为重点发展方向。为广大企业群体做出优质的服务。
本篇是工程的使用说明文档，如果想要关于这个文档的工程，或者有任何关于组态软件的技术问题，或者需要更多的技术资料，可以在微信(微信号：Realinfo）留下联系方式或者到http://www.realinfo.cc/交流论坛里提出，我们将及时为您解答。
该功能是为数据库之间自动转储做的调度程度，目的就是有效的把现场采集的实时数据转入到关系型数据库中（如：SQL Server）以数据表的方式进行保存。另外，还有一项主要任务就是对外接软件或平台提供一个开放式的接口，这样可以实现紫金桥企业能源管理系统对各类ERP或其他业务系统的数据交互，保证了公司能源数据在内部的信息流通，及时有效。
5未来方向
随着社会的迅速发展，企业创新环保、节能减排也是国家一贯所支持的，对于信息化的建设也会是未来各家企业的发展趋势，紫金桥公司会不断提高自身的水平，提供能源管理系统更完善的解决方案，把企业增效节能示为重点发展方向。为广大企业群体做出优质的服务。
本篇是工程的使用说明文档，如果想要关于这个文档的工程，或者有任何关于组态软件的技术问题，或者需要更多的技术资料，可以在微信(微信号：Realinfo）留下联系方式或者到http://www.realinfo.cc/交流论坛里提出，我们将及时为您解答。