在所有行業(yè)中，高效節(jié)能的生產(chǎn)都已經(jīng)成為企業(yè)獲得成功的決定因素之一。西門子能源管理系統(tǒng)在汽車制造、能源、樓宇、鋼鐵、水泥、水處理、食品飲料和塑料等全球眾多領(lǐng)域都已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。隨著國際、國內(nèi)企業(yè)對能源管理關(guān)注度的快速提升，2014年度西門子能源管理業(yè)務(wù)也得到了大幅增長。

    工廠的節(jié)能系統(tǒng)大約分為三個層面。首先是對于重要的能耗點(diǎn)進(jìn)行設(shè)備層級的替換，通過將普通電機(jī)更換為高效電機(jī)，可節(jié)約最多40%的能源，也可以通過解決方案實現(xiàn)節(jié)能，如加裝變頻器與高效電機(jī)可最多節(jié)電70%；第二，是工藝的改進(jìn)，優(yōu)化或改進(jìn)現(xiàn)有工藝達(dá)到節(jié)能效果，譬如更多的余熱利用裝置，冷能的利用等；第三，使用創(chuàng)新的虛擬和現(xiàn)實生產(chǎn)結(jié)合的方式，以更少的資源制造更多的產(chǎn)品。如使用生命周期管理軟件，虛擬仿真產(chǎn)品的設(shè)計和規(guī)劃過程，無需原型機(jī)即可直接投入生產(chǎn)。

    西門子能源管理項目目前有兩種實施模式：一種是以提供產(chǎn)品的形式，通過與外部集成商合作或由西門子自己的工程公司來構(gòu)建滿足客戶需求的能源管理系統(tǒng)；另一種是“合同能源管理”業(yè)務(wù)模式，通過“識別、評估、實施”的方法論為客戶提供產(chǎn)品、系統(tǒng)、改造服務(wù)或者咨詢來實現(xiàn)能源管理系統(tǒng)的建立，采用節(jié)能效益分成、節(jié)能量保證型、設(shè)備租賃等多種合作模式，必須各司其責(zé)地分擔(dān)融資、產(chǎn)品提供、項目執(zhí)行和維護(hù)以及收益分享。這種模式可以幫助客戶更加容易地感受到能源管理帶來的成本節(jié)省和生產(chǎn)力的提升，是一種“雙贏”的合作模式。

    西門子目前在合同能源管理領(lǐng)域可謂方案全面，經(jīng)驗豐富。據(jù)介紹，從合同能源管理項目的全生命周期，包括評定（估算節(jié)能潛力和確定改進(jìn)方法等）、觀念提升（如花費(fèi)和節(jié)省的具體細(xì)分，執(zhí)行時間表，合作報價等）以及執(zhí)行環(huán)節(jié)（提供EPC服務(wù)，必要的融資和績效合同等），西門子的產(chǎn)品業(yè)務(wù)部門，西門子工廠自動化工程公司乃至西門子財務(wù)租賃公司都可以協(xié)同一體提供一站式解決方案。

    目前，西門子合同能源管理項目經(jīng)驗廣泛，覆蓋了冶金、水泥、電力、建材、化工、油氣等多個重要工業(yè)節(jié)能大戶行業(yè)。近期，公司在國內(nèi)某一660MW火力發(fā)電機(jī)組改造項目中成功實施了這一模式，提供4×12,500kW高壓變頻器，預(yù)計綜合節(jié)電率22%，預(yù)期年節(jié)省約2萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

    憑借全集成自動化（TIA）解決方案、強(qiáng)大的技術(shù)團(tuán)隊、靈活的合作方式等優(yōu)勢，西門子可以為客戶提供能滿足其長期需求的能源管理系統(tǒng)。

    而今，如何更加有效地傳遞其行業(yè)知識，幫助國內(nèi)用戶提升自身的能源管理意識，并與合作伙伴和用戶一道，以最適合的模式構(gòu)建出真正符合客戶需求的能源管理系統(tǒng)，則是西門子當(dāng)前正在考慮的問題。

    • 項目背景介紹

    漯河太古可口可樂飲料有限公司是由太古集團(tuán)控股的大型中外合資飲料企業(yè)。該公司總投資約9億元，占地約250畝，預(yù)計分三期投入7條生產(chǎn)線，第一期投資3.8億元，包括三條生產(chǎn)線，分別是一條生產(chǎn)速度為800 瓶/分鐘的碳酸塑料瓶瓶裝生產(chǎn)線，一條生產(chǎn)速度為800 瓶/分鐘的無菌灌裝線，一條生產(chǎn)速度為500 瓶/分鐘的碳酸玻璃瓶瓶裝生產(chǎn)線。一期項目已于2010年3月31奠基，建成產(chǎn)能達(dá)到6000萬標(biāo)箱；三期項目全部建成后，其生產(chǎn)總規(guī)模達(dá)到年產(chǎn)可口可樂系列飲料超過1億標(biāo)箱，將是可口可樂在中國占地面積最大的生產(chǎn)基地，也是可口可樂在中國最大瓶裝廠之一。

    • 項目目標(biāo)與原則

    工廠設(shè)計理念：綠色、節(jié)能、健康、環(huán)保 。

    工廠設(shè)計目標(biāo)：世界級制造（WCM） 工廠。

    項目需求：數(shù)據(jù)采集、能源重點(diǎn)監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析與節(jié)能、成本分析與生產(chǎn)計劃、能源管理分析等。

    客戶有很多節(jié)能環(huán)保理念及舉措，需要統(tǒng)籌管理、綜合需求，建造完整的能源管理系統(tǒng)，指導(dǎo)及幫助生產(chǎn)。

    項目原則：從設(shè)計執(zhí)行到實施，整個過程都遵循美國能源與環(huán)境設(shè)計先鋒獎（LEED金級認(rèn)證）的各項要求。

    • 項目實施與應(yīng)用情況

    西門子為漯河太古可口可樂飲料有限公司提供的能源管理系統(tǒng)包括生產(chǎn)能源監(jiān)控系統(tǒng)、樓宇自控系統(tǒng)和智能照明系統(tǒng)。上位軟件WinCCV7.0配合電磁流量計、渦街流量計、超聲波熱量計等現(xiàn)場儀表作為生產(chǎn)能源監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集上層SCADA系統(tǒng)，APOGEE作為樓宇自控系統(tǒng)和智能照明系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集軟件系統(tǒng)，B.Data作為工廠管理級軟件負(fù)責(zé)全廠的能源數(shù)據(jù)歸檔、運(yùn)算分析、趨勢圖表和報表打印。該系統(tǒng)提供了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口平臺，實現(xiàn)了項目預(yù)期功能，可以滿足工廠提出的節(jié)能、成本控制等目前實際需求，并助力太古可口可樂漯河廠實現(xiàn)了LEED鉑金級認(rèn)證。

    基于WinCC/B.Data的綜合能源管理系統(tǒng)具有如下的特點(diǎn)：

    • 易集成性：作為全集成自動化（TIA）的一員，確保與西門子產(chǎn)品線的完全集成，技術(shù)數(shù)據(jù)和商務(wù)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)實現(xiàn)了全面整合；

    • 易操作性：基于對象的設(shè)計思想，具有友好的組態(tài)界面，可自動管理內(nèi)部、外部能源報表；

    • 可預(yù)測性：具有基于歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)和生產(chǎn)計劃的負(fù)荷預(yù)測功能，通過生產(chǎn)相關(guān)負(fù)荷預(yù)測的方式可以提高規(guī)劃可靠性；

    • 成本控制：能進(jìn)行能源成本分配，易與財務(wù)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)(如SAP)，采購能源時，還可以為采購部門提供成本優(yōu)化支持；

    • 科學(xué)管理：有利于提升能源利用的效率，建立能源和原料帳目的公司級透明度。

在項目實施過程中，重點(diǎn)完成了WinCC監(jiān)控畫面設(shè)計，B.Data數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析，B.Data算法實現(xiàn)，報表功能與模板設(shè)計，能源采購預(yù)測及能源調(diào)度，權(quán)限管理與網(wǎng)絡(luò)瀏覽，系統(tǒng)集成方案與關(guān)鍵接口設(shè)計等功能的實現(xiàn)。

     本項目還包括對生產(chǎn)過程的能源監(jiān)控、樓宇自控，以及智能照明系統(tǒng)的能源監(jiān)控。在項目中，WinCC可用作OPC服務(wù)器或客戶機(jī)，OPC通道是WinCC的OPC客戶機(jī)應(yīng)用程序。本項目WinCC的OPC通道不僅可以與樓控等服務(wù)器實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，還可以與第三方具有OPC通訊服務(wù)器的終端設(shè)備通訊，如與ERP和MES等系統(tǒng)通訊，該項目中已為ERP和MES預(yù)留接口。

圖1 PET1電單耗趨勢（不含吹瓶）

    • 效益分析

    該系統(tǒng)于2011年5月底正式投入運(yùn)行后，改變了此前需要人工抄表和人工錄入數(shù)據(jù)的模式，現(xiàn)場所用的水、蒸汽、二氧化碳、電能等數(shù)據(jù)自動通過現(xiàn)場儀表傳送至上位監(jiān)控系統(tǒng)和樓宇控制系統(tǒng)中，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的快速實時收集，如圖1所示。根據(jù)B.Data數(shù)據(jù)分析結(jié)果，可以快速獲得按班次、批量、單位時間的能源利用率，產(chǎn)生數(shù)據(jù)報表及對比分析結(jié)果，既為降低公司的能耗，提高生產(chǎn)效率提供指引及動力，又為更好實現(xiàn)公開、公平、公正地對員工進(jìn)行績效考核提供數(shù)據(jù)支持，這種能源管理理念及實踐獲得了一致好評。

    摘自《自動化博覽》2014年8月