安科瑞 劉邁

　　摘要：造紙行業能耗結構復雜、傳統能源管理模式粗放，普遍存在能耗管控不準確、數據利用不足、節能挖掘困難等問題。為推進企業智能化與綠色低碳升級，本文以某造紙企業改造項目為實例，依托安科瑞Acrel-7000能源管理平臺搭建智能化能源管理軟件。通過計量體系、打通多系統數據壁壘、優化數據傳輸機制，實現能耗數據合規上傳與企業內部精細化能耗管控、設備智能運維及參數優化。實際運行表明，該平臺能夠有效解決傳統管理模式的諸多弊端，顯著提升能源利用效率、降低生產成本，可為造紙行業數字化節能改造提供實踐參考。

　　關鍵詞：造紙企業；能源管理軟件；安科瑞Acrel-7000平臺；數字化管控；能效優化；節能降耗

　　1 建設背景與行業現狀

　　在雙碳戰略與工業智能化轉型的雙重背景下，造紙行業作為傳統高耗能制造業，面臨著合規管控與節能增效的雙重壓力。造紙生產流程涵蓋制漿、抄紙、復卷等多個工序，生產過程持續消耗電力、煤炭、蒸汽等多種能源，且空壓機、熱力設備、輸配電系統等高耗能設備長期連續運行，能耗管控難度較大。傳統造紙企業能源管理多依賴人工抄表、事后統計的粗放模式，存在諸多短板：一是計量體系，部分末端耗能設備、三級計量點位存在采集盲區，能耗數據統計；二是數據孤島問題突出，SCADA、PLC、DCS、ERP等生產系統相互獨立，數據無法互聯互通；三是能耗分析滯后，僅能完成基礎數據統計，無法實現能耗溯源、異常預警與潛力挖掘；四是難以適配政府在線監測要求，數據傳輸穩定性、規范性不足。

　　某造紙企業為實現高質量綠色發展，推進生產工藝與能源管理智能化升級，計劃搭建標準化、智能化的能源管理軟件。項目核心目標一方面是滿足地方政府能源在線監測平臺的數據對接、合規傳輸要求，完成能耗數據規范化上報；另一方面是依托數字化平臺重構企業能源管理體系，貼合造紙生產工藝與自備電廠運行特性，實現能耗數據實時監測、智能分析、準確管控，通過數據價值挖掘完成設備參數優化與生產節能改造，持續降低企業用能成本。本次項目引入安科瑞Acrel-7000能源管理平臺，依托平臺成熟的數字化管控能力，結合企業現場實際工況完成定制化搭建與落地應用。

　　2 安科瑞 ACREL-7000 能源管理平臺落地實施關鍵要點

　　2.1 核心建設目標

　　本次能源管理軟件建設以“數據可視化、管控精細化、節能智能化、合規標準化"為核心目標，依托安科瑞Acrel-7000平臺構建“感知-傳輸-分析-管控-優化"的全閉環能源管理體系。一是搭建全域數據采集傳輸網絡，整合企業各類工業系統數據，實現電力、蒸汽、煤炭等全品類能源數據的實時采集、穩定存儲與合規上傳；二是實現能耗全維度統計分析，覆蓋車間、生產線、關鍵工序、重要耗能設備及班組的分層能耗對標；三是建立設備智能管控機制，實現能耗異常、設備故障的自動報警與溯源，延長設備使用壽命、降低運維損耗；四是深挖能耗數據價值，通過參數優化、系統調控、工藝改進實現準確節能，提升企業整體能源利用效率。

　　2.2 系統設計原則

　　結合造紙企業連續化生產、高負荷運行的工況特點，融合安科瑞平臺技術架構優勢，本次能源管理系統建設遵循核心原則。整體性：統籌整合全廠能源設備、計量裝置、工業系統，實現全域能源一體化管控：采用物聯網、大數據、智能分析等前沿技術，適配工業智能化發展趨勢；前瞻性：系統架構支持柔性擴容，可適配后續產能擴建、設備更新、能耗管控升級需求；穩定性：具備高容錯、抗干擾能力，滿足工業現場長期連續運行要求；可操作性：界面簡潔直觀、功能模塊化設計，適配企業管理人員日常操作；完整性：覆蓋能源采集、傳輸、統計、分析、預警、優化全流程功能；可查詢性：建立完整數據臺賬，支持歷史能耗數據、設備運行數據隨時溯源查詢；易維護性：模塊化架構便于設備檢修、系統調試與故障排查；數據安全性：搭建數據加密、權限管控、備份恢復機制，保障工業數據安全；成本控制性：立足企業實際需求定制功能，避免資源冗余，實現性價比很高。

　　3 基于安科瑞平臺的系統功能架構

　　本次項目采用安科瑞Acrel-7000企業能源管控平臺，搭建適配造紙行業工況的能源管理體系，構建“企業-車間-產線-工序-設備"五級精細化計量管控架構，適配造紙企業多能源、多設備、多工序的管控需求，核心功能如下。

　　3.1 合規在線監測與數據傳輸

　　平臺嚴格契合地方能源在線監測規范要求，可將全廠實時能耗數據穩定傳輸至市級能源監測平臺，滿足政府合規管控要求。同時支持多終端可視化展示，通過能源駕駛艙實時呈現電力、蒸汽、煤炭等各類能源的消耗動態、負荷變化、質量參數，管理人員可通過大屏、PC端隨時掌握全廠用能狀態，解決傳統人工抄表的誤差大、時效差、漏統計等問題。

　　3.2 能耗智能分析與對標管理

　　依托平臺大數據分析模型，實現多維度能耗統計與對標分析。系統可自動完成各生產車間、生產線、重要工序及班組的能耗核算，生成日、月、季度、年度能耗報表。同時支持縱向歷史數據對比、橫向班組與設備對標，準確定位高能耗環節、低效運行設備，快速挖掘生產過程中的節能潛力，為節能改造、生產調度優化提供數據支撐。

　　3.3 重要耗能設備專項管控

　　針對造紙企業空壓機、熱力設備、輸配電系統等高耗能核心設備，平臺搭建專屬能效管控模塊。可實時監測設備運行壓力、功率、負荷、溫度等核心參數，自動識別設備空載、超壓、低效運行等異常狀態，觸發智能告警并記錄溯源。同時結合設備運行數據生成能效優化方案，解決傳統設備依賴經驗管控、能耗浪費嚴重的問題，實現重要設備的精細化運維。

　　3.4 自動化報表與數據管理

　　平臺具備自動抄表、智能填報、臺賬歸檔功能，可替代傳統人工統計模式，自動生成能耗統計報表、設備運行報表、能效分析報告。所有數據全程留痕、可溯源、可查詢，既提升能源管理工作效率，又保障能耗數據的真實性、規范性，適配企業內部管理與外部核查需求。

4 項目實施難點與優化解決方案

　　項目落地過程中，結合企業原有設備工況、數據傳輸架構，發現多項現場問題，依托安科瑞平臺的可定制化優勢，完成針對性優化整改，保障系統穩定運行。

　　4.1 計量體系問題整改

　　項目初期，企業部分三級末端耗能設備未安裝計量器具，存在能耗數據采集盲區，無法實現全域數據傳輸與統計。針對該問題，項目新增加裝高精度能源計量器具，配套部署LoRa遠距離無線傳輸終端，優化終端傳輸參數，設定速率等級8、信道35、目標地址888的標準化參數配置，將現場采集的能耗數據直接傳輸至DCS系統與能源管理軟件服務器，補齊末端數據采集短板，構建完整的三級計量采集體系。

　　4.2 SCADA數據傳輸不穩定優化

　　企業原有SCADA系統對接程序無法支持高頻次、大容量數據讀取，采用USB轉串口對接方式易出現傳輸中斷、數據缺失問題。項目優化硬件對接架構，取消原有USB轉串口模式，改用熱電前置機自帶串口直接對接傳輸。同時調整數據傳輸機制，將傳統數據變位上送模式優化為定時上送模式，有效穩定通訊通道。優化后，系統可穩定采集電流、電壓、功率、功率因數、頻率等十余項電力運行參數，SCADA系統與能源管理平臺數據對接準確、傳輸連續。

　　4.3 數據抓取時序偏差修正

　　系統試運行階段發現，每日固定時段存在產量數據歸零偏差問題。核心原因是能源管理平臺數據抓取時序過早，復卷機紙卷尚未完成稱重，生管系統數據未完成更新，導致平臺讀取數據與實際產能不符。依托安科瑞平臺可自定義數據采集時序的優勢，項目針對性調整抓取時間節點，將原有采集時間延后8小時，匹配生產數據更新周期。優化后，能源管理平臺產量數據與ERP系統數據一致，數據準確度大幅提升。

　　4.4 設備對接參數錯誤整改

　　通過人工數據與系統自動數據比對核查，發現初期設備對接存在多項問題，包括計量器具選型錯誤、接口接線異常、線路虛接、二次儀表參數設定偏差、系統計算公式錯誤、熱力溫壓補償參數偏差等。項目組建專項整改小組，對所有對接設備、傳輸線路、系統參數逐一核查校準，修正全部異常參數與邏輯錯誤。經過兩個月持續調試、觀測與優化，能源管理軟件數據采集、傳輸、分析功能全部穩定達標，順利實現與市級能源在線監測平臺的常態化穩定對接。

5 項目實施整體成效

　　本次基于安科瑞Acrel-7000平臺搭建的造紙企業能源管理軟件，經過落地調試與常態化運行，實現了企業能源管理模式的多方位升級，綜合成效顯著。一是實現合規化管控，能耗數據可實時、穩定、規范上傳至政府能源監測平臺，滿足行業監管要求；二是實現能耗精細化管理，解決傳統人工管理的數據偏差、管控滯后、盲區較多等問題，實現全工序、全設備、全時段的能耗可視化管控；三是提升設備運維水平，通過智能預警、異常溯源、能效分析，及時排查設備故障與不合理運行參數，減少設備損耗，延長設備使用壽命，保障生產穩定運行；四是實現降本增效，通過空壓系統等重要設備的參數優化與系統調控，有效降低生產能耗，創造直接經濟效益；五是推動企業綠色智能化轉型，構建了數字化、精細化、長效化的能源管理體系，提升企業智能制造與綠色生產水平。

　　6 安科瑞企業能耗管理--系統功能

　　平臺采用自動化、信息化技術和集中管理模式，對企業的生產、輸配和消耗環節實行集中扁平化的動態監控和數據化管理。實時監測企業各類能源的消耗情況，通過數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助企業加強能源管理，提高能源利用效率和節能潛力，為節能改造提供數據依據。

　　6.1平臺登錄

　　在瀏覽器打開云平臺鏈接、輸入賬戶名和權限密碼，進行登錄，防止未授權人員瀏覽有關信息。

6.2大屏展示

　　用戶登錄成功之后進入大屏展示頁面，展示企業及各區域的能耗折標、產值、異常、排名、占比、通訊情況，點擊區域展示該區域的分類能耗、產值等相關信息。

6.3首頁

　　首頁展示峰谷平用電、變壓器情況、年能耗趨勢、單耗趨勢、分類能耗等企業級統計數據。

6.4數據監控

　　對企業各點位的能源使用、報警等情況進行實時的監控。以便企業用戶能夠實時的監測各個點位的運作情況，同時能更快的掌握點位的報警，并為企業削峰填谷、調整負載等技改措施提供數據支撐。

　　能源實時監控：對于水、電、氣等能源消耗進行實時監測，確保用能環節的持續穩定運行，顯示配電圖、能流圖、能源平衡網絡圖、能源計量網絡圖等功能。

　　能流圖：需要在能流圖上對水、電、氣的消耗情況進行實時展示；當能源參數越限報警，可提供報警重要性等級分類，同時支持APP推送、手機短信、郵件、釘釘、語音播報、系統彈窗報警提示等；

　　配電圖：將配電房真實情況畫入配電圖，實時展示接入的門禁、水浸、電水氣等儀表的實時參數、門禁水浸狀態及能耗數據。

　　實時統計：實時統計工廠、車間、工序、設備的當年、季度、月、周、日、班次等能耗值；

　　數據展示：通過實時曲線和歷史曲線展示不同區域、不同設備的不同的能耗參數；

　　檢測：對能源報警信息進行集中顯示，可以對報警閾值信息進行相關處理操作，可以對報警參數進行在線設置，當能源參數越限報警，可提供報警重要性等級分類，具備APP推送、手機短信、郵件、釘釘、語音播報、系統彈窗等報警提示；

6.5視頻監控

　　接入攝像頭，實時掌控企業內實際情況。

6.6變壓器監控

　　展示各電壓器的負載情況，從而可以為變壓器配備情況進行科學合理的規劃。通過各種運行參數狀態下用電效能的對比分析，找出更好的運行模式。根據運行模式調整負載，從而降低用電單耗，使電能損失降低。

6.7儀表實時監控

　　展示各個水電氣儀表的實時參數變化，以曲線圖的方式展示。

6.8能源中控

　　將所有有關能源的能源參數集中在一個看板中，能從多個維度對比分析，實現各個產業線的對比，幫助領導掌控整個工廠的能源消耗，能源成本，標煤排放等的情況。

6.9用能統計

　　從能源使用種類、監測區域、車間、生產工藝、工序、工段時間、設備、班組、分項等維度，采用曲線、餅圖、直方圖、累積圖、數字表等方式對企業用能統計、同比、環比分析、實績分析，折標對比、單位產品能耗、單位產值能耗統計，找出能源使用過程中的漏洞和不合理地方，從而調整能源分配策略，減少能源使用過程中的浪費。

6.10分析

　　統計各個監測節點（工廠、車間）的當年、季度、月、周、日各類能源消耗費用，其中電包括峰電量、峰電費、谷電量、谷電費以及平均電量和平均電費。

6.11產品單耗統計

　　與企業MES系統對接，通過產品產量以及系統采集的能耗數據，在產品單耗中生成產品單耗趨勢圖，并進行同比和環比分析。同時將產品單耗與行業/國家/國際指標對標，以便企業能夠根據產品單耗情況來調整生產工藝，從而降低能耗。

6.12績效分析

　　對各類能源使用、消耗、轉換，按班組、區域、車間，產線、工段、設備等進行日、周、月、年、時段績效統計按照能源計劃或定額制定的績效指標進行KPI比較考核，幫助企業了解內部能效水平和節能潛力，評定能源消耗是否合理。

6.13運行監測

　　系統對區域、工段、設備能源消耗進行數據采集，監測設備及工藝運行狀態，如溫度、濕度、流量、壓力、速度等，并支持變配電系統一次運行監視。可直接從動態監測平面圖快速瀏覽到所管理的能耗數據，支持按能源種類、車間、工段、時間等維度查詢相關能源用量。

6.14自定義能耗報表

　　用戶可通過自定義報表頭與列，靈活生產各種報表，查看企業各個節點的能耗，單耗，成本，綜合能耗等信息，并同比、環比報表，支持導出報表。

6.15同比、環比

　　提供能耗成本的圖形對比分析，包括分時段（日、月、年）的同比、環比分析，分類、分時段、分項（地點、機構、設備）統計圖形對比分析（柱狀圖、餅圖、堆積圖等）。

同比

環比

　　6.16分析報告

　　以年、月、日對企業的能源利用情況、線路損耗情況、設備運行情況、運維情況等進行仔細的統計分析，讓用戶更加了解系統的運行情況，并為用戶提供數據基礎，方便用戶發現設備異常，從而找出改善點，以及針對用能情況挖掘節能潛力。

6.17能耗設備用能

　　監控耗能設備運行、停機及異常狀態，及時解決設備故障停運導致無法正常生產。

6.18線損分析

　　根據節點、能源分類，查詢各個節點線路上的能源損耗數據，及時發現能量在使用過程中的跑冒滴漏和異常用能等浪費的問題，提醒用戶及時進行干預。

6.19碳排放管理

　　按照區域對碳排放總量的變化趨勢進行統計，并進行同環比分析。對單位產值碳排放量進行計算，并結合減排指標實現超標預警，提升區域減排水平，促進碳達峰目標實現。

　　6.20電能質量監測

　　實時監測諧波含量、三相不平衡度、功率因數等，確保功率因數不低于供電局考核指標，避免被罰款和設備出現故障。

　　6.21運維管理

　　系統支持設備日常巡檢計劃、派工、消缺、報修、派工等設備運維管理，方便運行管理人員的制定巡檢計劃、派工，巡檢人員執行巡檢、完成工單、巡檢發現問題消缺，進行故障報修、跟進維修進度，滿足日常巡檢、設備維修保養需要。

6.22報警管理

　　針對于電氣正常開展、限電和能耗雙控，實現電參量異常報警、電氣火災隱患報警、能耗超標報警、限電報警等，幫助企業提前預警，避免發生火災事故和被罰款導致用能成本過高。支持分級分類報警，可對報警進行派發與閉環處理。

6.23能耗抄表

　　可自定義時間段抄儀表的抄表值以及差值，可自定義抄表的分類分項。

6.24能耗分析自定義時間抄表

　　可自定義時間段內各個拓撲節點的能耗值，可自定義抄表能耗值的的分類分項。

6.25容需量報表

　　提供容需量報表，實時展示容量需量價格的變化情況，幫助企業實現容改需，降低基本電費。

　　6.26復費率報表

　　對尖、峰、平、谷用電量及成本費用進行統計分析，為企業分時用電，優化成本效益提供數據支持。

6.27文檔管理

　　對國標、能源管理制度、能源指標體系等文件進行歸檔，可快速查詢相關文檔。對儀表臺賬進行系統管理，支持文件的上傳和下載。

6.28 3D可視化大屏

　　對場景進行虛擬仿真，展示各區域運行及能源消耗情況，可實現分層預覽、轉場展示、風格切換、智能巡檢等效果，支持模型與監測點位的自定義綁定。

6.29 3D子系統

　　對各動力子系統進行虛擬仿真，展示子系統的動力管線、設備的實時狀態及能源消耗情況，可實現動態的能源流向效果。

6.30工業組態

　　可通過圖形化的編輯方式自定義組態圖，展示設備運行狀態及能源消耗情況，可上傳自定義素材及綁定監測數據。

6.31自定義駕駛艙

　　可通過圖形化的操作方式自定義駕駛艙，以折線圖、餅圖、表格等圖形展示采集數據及各類統計數據，數據源包括API、數據庫查詢、MQTT、Excel等方式。

6.32基礎數據管理

　　對系統的項目、探測器、設備型號、電參量、節點、能源、公示、及相關參數進行配置、修改、刪除等管理、進行用戶添加和授權管理、合同管理。

6.33手機APP

　　APP支持Android、iOS操作系統，方便用戶按能源分類、區域、車間、工序、班組、設備等不同維度掌握企業能源消耗、產線比對、效率分析、同環比分析、能耗折標、事件記錄、運行監視、異常報警、配電圖、工藝流程圖、能流圖。

6.34知識產權證書

7 系統硬件配置

　　8 結論

　　造紙行業的節能降耗與智能化轉型，核心在于打破傳統粗放管理模式，依托數字化技術實現能源數據的深度挖掘與利用。本文依托安科瑞Acrel-7000能源管理平臺，結合造紙企業生產與用能特性，完成能源管理軟件的定制化建設、問題整改與能效優化。項目實踐證明，專業化的數字化能源管理平臺可有效解決造紙企業數據采集不全、傳輸不穩、管控不精、能耗浪費等核心問題，通過精細化管控與智能化優化，實現合規達標、降本增效、長效管控的多重價值。本次實踐積累的建設經驗與優化方案，可為同類型造紙企業的能源管理數字化升級、綠色低碳轉型提供實用的參考借鑒。

　　參考文獻

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