東莞市重點用能單位能源管理中心信息系統建設技術指南

2023年12月12日發(作者：醉翁亭)

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附件1：

東莞市重點用能單位能源管理中心

信息系統建設技術指南

東莞市經濟和信息化局

華南理工大學

二〇一四年十二月

目 錄

一、編制說明 ................................................................................................... 3

二、重點用能單位能源管理中心信息系統建設的主要內容 ....................... 8

三、重點用能單位能源管理中心信息系統應具備的基本功能 ................. 11

四、企業能源管理中信息系統與東莞市能源管理中心平臺實現對接 ..... 13

附件1-1：企業交互終端的硬件配置要求 ................................................... 17

附件1-2：企業交互終端軟件要求及通訊協議要求 ................................... 18

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一、編制說明

（一）背景和目的

工業是東莞市能源消耗的主要領域，占全社會能耗比重超過70%，特別是近千家重點用能單位，占全市工業能源消費量約70%，即占全社會能耗超過50%。在“十一五”期間超額完成省下達的單位GDP能耗下降20%的節能目標下，東莞市又承接了“十二五”期間單位GDP能耗下降19.5%的重任，同時，根據《財政部、國家發展改革委關于2013年節能減排財政政策綜合示范城市實施方案的批復》（財建〔2013〕804號）的要求，到2015年，東莞市還要超額完成省下達“十二五”節能目標的20%，即單位GDP能耗下降達23.40%，節能目標任務十分艱巨。根據廣東省經濟和信息化委《轉發工業和信息化部關于開展工業能耗在線監測試點工作的通知》（粵經信節能〔2012〕611號）、《關于同意在東莞開展能源管理中心試點工作的批復》（粵經信節能函〔2012〕3099號）、《東莞市重點用能單位節能管理辦法》（東府〔2012〕23號），《東莞市進一步加大節能工作力度確保完成綜合示范節能目標的“1+8”工作方案》（東府〔2014〕32號）等文件要求，為提升全市重點用能單位的能效水平，東莞市大力推進重點用能單位能源管理中心建設工作，提出了用三年的時間建成300家重點用能單位能源管理中心的目標，為此也制定了出臺了相關扶持政策、驗收辦法和安全規范等文件。

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企業能源管理中心信息系統是一項整合自動化和信息化技術的管控一體化節能新技術，是通過對企業能源轉換、輸配、利用和回收實施動態監控和管理，改進和優化能量平衡提高能效水平，從而實現節能降耗的系統工程。

東莞市重點用能單位存在生產流程長、設備分散和能量系統復雜等特點，從總體上看，企業還存在能源計量不完備、能源監控不到位、能源管理相對分散和粗放、主要憑經驗進行能源調度；企業實施的節能技術改造以單個設備或工序為主，系統性節能手段普遍缺乏；部分企業將能源管理中心建設為以監控和少量簡單報表為主的數據采集系統，僅實現了能源介質數據的采集、分析、調度等基本功能，在能效和節能方面沒有取得預期效果；企業能源管理人才缺乏，或沒有投入足夠多的能源管理人員，無法充分發揮系統的效用等問題。

因此，企業急需通過能源管理中心的建設，積極采用先進的工藝技術、自動化技術和信息化技術，按照現代化的管理模式來改造提升企業技術管理水平，特別是能源管理水平，走一條科技含量高、經濟效益好、資源消耗低、環境污染少的發展道路。能源管理中心信息系統的建設及有效運行，可為企業在日益激烈的市場競爭中進一步降低成本、實現節能降耗，促進行業平穩、較快、可持續發展發揮重要作用。從2011年底開始，我市探索推動全市能源管理中心的建設工作以來，取得了一定的成績和經驗，

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首批有24家重點用能單位能源管理中心通過驗收，但同時也發現了一些問題，因此，在總結前期的工作經驗的基礎上，為了規范和指導重點用能單位能源管理中心的建設，加快工作進度，保證工作成效，特編制本技術指南（以下簡稱《指南》）。

（二）編制依據

1．廣東省經濟和信息化委《轉發工業和信息化部關于開展工業能耗在線監測試點工作的通知》（粵經信節能〔2012〕611號）

2．《關于同意在東莞開展能源管理中心試點工作的批復》（粵經信節能函〔2012〕3099號）

3．《東莞市重點用能單位節能管理辦法》（東府〔2012〕23號）

4．《廣東省經濟和信息化關于印發廣東省能源管理信息系統相關建設規范（試行）的通知》（粵經信節能〔2014〕4號）

5．《用能單位能源計量器具配備和管理通則》（GB17167-2006）

6．《東莞市進一步加大節能工作力度確保完成綜合示范節能目標的“1+8”工作方案》（東府〔2014〕32號）

7．《關于印發〈東莞市重點用能單位能源管理中心驗收管理暫行辦法（2014年修訂版）〉的通知》（東經信〔2014〕257號）

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8．其他有關國家和行業相關技術標準、規范。

（三）適用范圍

本《指南》為東莞市重點用能單位能源管理中心信息系統的建設提供技術依據，適用范圍包括東莞市轄區內的重點用能單位，其他非重點用能單位的能源管理中心信息系統建設可參照執行。

凡本《指南》未包括的技術標準、技術要求按相應的國家或行業標準、規范執行。

本《指南》所稱的能源指煤炭、原油、天然氣、焦炭、煤氣、熱力、成品油、液化石油氣、生物質能和其他直接或者通過加工、轉換后所得的各種資源。

（四）建設目標

能源管理中心信息系統是通過能源計量數據和生產過程數據的在線采集、統計分析、數學建模等信息化工程的實施，從而實現企業能效精細化管控的信息系統。該系統旨在提升企業信息化水平，降低企業生產制造過程中的能源消耗，提升生產制造決策水平，是企業實現系統性能源管理的必要手段。為明確系統的建設方向，提出以下具體目標：

1．打破企業“信息孤島”，構建全廠能源相關數據和主要生產過程數據的采集網絡；

2．對企業所用能源的數量和質量（品質）進行在線監控；

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3．對企業生產過程的能效進行在線監控，對浪費能源的生產操作進行預警；

4．分析企業能量系統和重點用能生產線、工序或設備的節能潛力；

5．對生產過程能耗指標進行在線績效考核，落實節能目標管理。

（五）建設的基本原則

1．堅持企業主體原則。企業是節能降耗的責任主體、實施主體和受益主體，應通過加強政策導向和信息引導，發揮市場配置資源的決定性作用，充分調動企業自主實施和使用能源管理中心信息系統的主觀能動性。

2．堅持整體推進與分步實施相結合。企業能源管理中心信息系統的實施堅持統籌安排、整體推進，并結合資金安排、市場環境及企業生產經營情況，分年度、分步驟組織實施，確保企業能源管理中心信息系統項目建設穩妥有序推進。

3．堅持技術前瞻性和開放性原則。企業能源管理中心信息系統在總體架構、設備選型上，應遵行開放性的原則，便于今后的擴展和新技術的應用。信息系統必須具有良好的與其他第三方軟件、硬件系統與控制系統銜接，且能夠安全和方便的實現網絡之間數據的通訊；

4．堅持技術先進性和成熟性原則。企業能源管理中心信息

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系統在技術上應能達到國內先進水平，所選軟件與硬件產品應采用技術先進、在國內外具有代表性的主流品牌，在國內外有較多的成功應用案例；

5．堅持安全性和穩定性原則。符合信息安全建設規范，遵循《東莞市重點用能單位能源管理中心信息安全規范》，建立生產控制網、能源管理中心信息系統網絡和辦公網絡隔離和互通安全機制，確保信息互通、信息安全和生產安全。

6．堅持實時性原則。設備或操作終端必須反應快速，系統必須具有強大的實時能耗數據的處理能力，充分滿足系統對能耗數據實時在線采集和分析的需求。

7．堅持可操作性和可溯源性原則。系統應具有易于使用的人機交互、信息共享與展示界面，并提供信息資源查詢和配置、檢索和分析等有效工具。可提供完善的數據歸檔和記錄能力，確保操作及管理人員在獲得相應授權的情況下，可以便利的查詢相關數據和信息，并提供對相關信息的操作和管理的功能。系統對所有數據及操作應有詳盡記錄，保證系統的可溯源性。

二、重點用能單位能源管理中心信息系統建設的主要內容

（一）完善能源計量器具配備

企業依法配備能源計量器具，并定期檢定或校準，能源計量器具應滿足數據采集接口要求。進出用能單位（一級）和進出主要次級用能單位（二級）計量器具配備率和在線率達到100%；

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企業根據重點耗能設備或工序的能耗情況和儀表安裝的可行性，完善主要用能設備（三級）計量器具配備。

（二）能源管理中心信息系統的設計與開發

參照ANSI/ISA的相關標準，將企業能源管理中心信息系統分為三層：數據采集層、數據應用層和人機交互層。

1．數據采集層由企業交互終端（ET）和數據采集機（如有必要）組成，企業交互終端內置控制器及智能儀表標準協議，可與全球知名品牌的控制器和智能儀表實現組態配置通訊接口，內置實時數據庫，用于暫存關鍵數據；內置OPC接口，便于與第三方控制系統或信息系統通訊。企業如果有特殊需要，也可以添置數據采集機，采集機必須預置與生產現場智能儀表、PLC和DCS等現場測量和控制裝置的通訊協議，以便于相關數據的采集；

2．數據應用層由多臺服務器組成，服務器用于存儲數據、存儲和運行模型庫（數據和數據的固有關系）、存儲定制的人機交互界面等；

3．人機交互層，該層由多種形式的人機交互設備組成，可以是大屏幕顯示器、PC機或移動終端等，這些設備應方便生產管理人員使用能源管理中心信息系統的各項功能。

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移動終端人機交互層系統維護工程師站監控大屏幕客戶端數據應用層服務器服務器東莞市能源管理中心系統數據采集機交換機企業端(ET)防火墻數據采集層企業能源管理中心信息系統控制系統子網控制系統子網控制系統子網控制系統子網控制與測量裝置智能儀表PLCDCSPLCDCSPLCDCSPLCDCS智能儀表智能儀表智能儀表

圖1.能源管理中心信息系統架構圖

在能源管理中心信息系統架構圖中，企業必須在數據采集層安裝企業交互終端組態軟件，按東莞市能源管理中心平臺要求直接采集控制與測量裝置中的原始數據，將東莞市經信局所要求采集的數據直接發送到東莞市能源管理中心平臺，其它數據可以借助ET或增加數據采集機等方式完成企業能源管理中心信息系統所需數據的采集要求。為保障數據安全，企業交互終端（ET）與東莞市能源管理中心平臺的數據交互通過VPN的通訊方式實現。如圖2所示。

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圖2.企業交互終端（ET）與東莞市能源管理中心平臺的數據交互示意圖

（三）能源管理制度建設

企業根據生產過程和能量系統特點，制定切合實際的能源管理制度，充分發揮能源管理中心信息系統作用。企業需將能源管理工作提升到與產品質量管理和產量管理同等高度，針對不同產品和不同重點耗能設備或工序，制定能耗預警指標體系；制定節能優化生產操作指南。基于能源管理信息系統分析工具，制定持續改進的節能工作方案，實施在線能效績效考核管理，落實節能獎懲制度。

三、重點用能單位能源管理中心信息系統應具備的基本功能

根據工業信息系統架構設計規范，將能源管理中心信息系統融入到企業全廠信息系統架構中。從工業信息系統架構角度看，企業能源管理中心信息系統不是一個孤立的信息系統，該系統隸

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屬于企業的制造執行系統（MES），因此，企業應根據生產過程特點和企業信息化發展戰略，合理設計能源管理中心信息系統的架構，使其滿足MES對系統穩定性、安全性、開放性和先進性要求，并可與MES各功能模塊無縫鏈接在一起。企業能源管理中心信息系統的基本功能應包括：

（一）完善計量與生產過程數據集成

能耗相關數據在線采集是能源管理中心建設的基礎，因此，企業需完善一、二、三級能源計量器具的配備，并在滿足生產安全的條件下，完善熱能利用和回收二級和三級的計量儀表配備，通過DCS、PLC、SCADA或在線抄表系統將企業能源相關數據采集到能源管理中心信息系統數據庫中。

（二）能效監控與能耗預警

能效監控是企業能源精細化管理的重要手段。能源管理中心需要實現對主要生產線能源消耗數量和質量（品質）、能耗相關工藝設定值及產品（副產品）產量進行實時監控；需實時監控重點用能企業附屬能量轉換和輸配系統運行狀態和關鍵工藝設定值。另外，該系統還需對主要耗能工序班組或產品實施統計過程控制（SPC），發揮信息系統扁平化管理優勢，根據能耗預警指標體系，設計能耗預警機制，定制能源預警功能，便于企業及時發現處理能源浪費現象，幫助企業實現能源優化調度及使用。

（三）能效分析

能效分析是能源管理中心挖掘企業節能潛力的重要抓手。通

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過對全廠能量平衡分析、能效分析、能效對標管理、KPI相關性分析等手段，系統地分析企業能效水平及其影響因素，有效評價（估）節能技改效果，為企業持續提高能效水平提供有力支撐。

（四）能效績效考核

能效績效考核是能源管理中心實現能源管理閉環管控的重要環節，企業必須對生產線、重點耗能生產工序和重點耗能設備的能效進行分析，科學制定能效績效考核指標體系，將企業的獎懲制度與能效績效考核掛鉤。通過能源管理中心數據計算各生產班次能效績效水平達標情況，實現能效績效考核的合理、公正、全面和及時。

（五）全廠能量系統的優化調度

對于具有復雜能量系統的重點用能單位，如涉及能量轉換、利用和回收等環節耦合問題，需要考慮能量在轉換、利用和回收過程有大滯后和強耦合的特性，可以對各環節關鍵操作變量進行在線監控，實施動態優化控制，以實現全廠能效實時運行的最大化。

四、與市能源管理中心平臺實現數據對接

東莞市能源管理中心平臺是東莞市經濟和信息化局建設的區域能源管控信息系統，各用能單位需將企業交互端（ET）置于安全隔離區內，確保企業交互終端全天候接入互聯網，按要求對企業交互終端（ET）軟件進行設置，配置測量與控制裝置，將實時數據經過企業交互端（ET）送達東莞市能源管理中心平

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臺。有關信息安全要求應滿足《東莞市重點用能單位能源管理中心信息安全規范》的要求，具體建議如下：

（一）對于信息安全要求一般的企業，數據采集網絡架構如圖3所示：

數據庫服務器數據采集機OPC企業交互端(ET)東莞市能源管理中心系統交換機防火墻控制系統子網TCP/IPMODBUS RTUOPC通訊管理機DTL 645控制器協議OPCMODBUS RTUOPC通訊管理機DTL 645控制系統子網TCP/IP控制器協議OPCPLCDCSPLCDCS智能儀表智能儀表智能儀表智能儀表智能儀表智能儀表圖3. 信息安全要求一般的企業數據采集網絡架構圖

網絡配置描述：基于現有防火墻和網絡拓撲結構，將企業交互終端（ET）和企業能源管理中心信息系統置于防火墻同一側，根據安全策略對防火墻、企業交互終端（ET）和交換機進行設置，實現企業交互終端（ET）既能有效采集測量與控制裝置的數據，又能實現與企業內網的有效隔離。

（二）對于信息安全要求較高的企業，數據采集網絡架構如

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圖4所示：

圖4. 信息安全要求較高的企業數據采集網絡架構圖

網絡配置描述：基于現有防火墻和網絡拓撲結構，將企業交互終端（ET）和企業能源管理中心信息系統置于防火墻同一側，企業交互終端（ET）與企業網絡之間加入一臺雙網口PLC設備加強企業網與能管網絡的隔離，根據安全策略對雙網口PLC設備、防火墻、企業交互終端（ET）和交換機進行設置，實現企業交互終端（ET）既能有效采集測量與控制裝置的數據，又能實現與企業內網的有效隔離。

（三）對于信息安全要求非常高的企業，如電廠或生產過程

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控制安全性非常高的制造型企業，數據采集網絡架構如圖5所示：

數據庫服務器數據采集機企業交互端(ET)東莞市能源管理中心系統交換機c網閘防火墻控制系統子網TCP/IPMODBUS RTUOPC通訊管理機DTL 645控制器協議OPCMODBUS RTUOPC通訊管理機DTL 645控制系統子網TCP/IP控制器協議OPCPLCDCSPLCDCS智能儀表智能儀表智能儀表智能儀表智能儀表智能儀表

圖5. 信息安全要求非常高的企業數據采集網絡架構圖

網絡配置描述：將數據采集機置于數據采集層，生產過程數據由數據采集機采集后，由數據采集機打包穿越防火墻送達企業交互終端，將企業交互終端和企業能源管理中心信息系統置于防火墻同一側，根據安全策略對網閘、防火墻、企業交互終端和交換機進行設置，實現企業交互終端既能有效采集測量與控制裝置的數據，又能實現與測量控制層和企業內網的有效隔離。

附件：1-1．企業交互終端的硬件配置要求

1-2．企業交互終端軟件要求及通訊協議要求

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附件1-1：

企業交互終端的硬件配置要求

企業交互終端可以是個人電腦、工作站或服務器，最低配置要求如下：

機型：PC機

CPU：雙核（2.0Hz）

內存：2GB

硬盤：250GB

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附件1-2：

企業交互終端軟件要求及通訊協議要求

一、操作系統需滿足如下要求之一：

Windows XP SP3

Windows 7

Windows Server 2003

Windows Server 2008;

二、．VPN客戶端是Hillstone，該軟件由東莞市經信局統一發放。

三、．遠程桌面協助客戶端是LANDesk，該軟件由東莞市經信局統一發放。

四、數據采集與人機交互軟件是iFIX LE軟件包,該軟件由東莞市經信局統一發放。

五、數據采集與人機交互軟件iFIX LE軟件包內置的通訊協議包括：

Advanced Simulator Driver

Allen-Bradley Bulletin 900

Allen-Bradley ControlLogix

Allen-Bradley DF1

一18一 Allen-Bradley DH+

Allen-Bradley Ethernet

Allen-Bradley Unsolicited Ethernet

Analog Devices

Aromat Ethernet

Aromat Serial

AutomationDirect Direct Net

AutomationDirect EBC

AutomationDirect ECOM

AutomationDirect K Sequence

Backhoff TwinCAT IO

Busware Ethernet I/O

Contrex M-Series

Contrex Serial

Cutler Hammer ELC

Custom Interface

Dataforth isoLynx

DDE Client Driver

DeviceNet (Hilscher Universal)

DTL 645

Fuji Flex

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GE CCM

GE Ethernet

GE Ethernet Global Data (EGD)

GE Focas1

GE SNP

GE SNPX

Hilscher Universal Driver

Honeywell HC Ethernet

Honeywell UDC

Honeywell UDC Ethernet

Idec

Intelligent Actuator Super

InTouch Client Driver

IOTech PointScan 100

Krauss Maffei Ethernet

Memory Bad Driver

Mettler Toledo Continuouos Mode Serial

Micro-DCI

Mitsubishi CNC Ethernet

Mitsubishi Ethernet

Mitsubishi FX

一20一 Mitsubishi FX Net

Mitsubishi Serial

Modbus ASCII

Modbus Ethernet

Modbus Plus

Modbus RTU Unsolicited

Modbus Serial

ODBC Client Driver

Omron FINS Ethernet

Omron FINS Serial

Omron Host Link

Omron Process Suite

Omron Toolbus

OPC DA Client Driver

OPC DA Server Driver

OPC UA Client

OPC UA Server

Optimation OptiLogic

Opto 22 Ethernet

Partlow ASCII

Philips P8/PC20

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Profibus (Hilscher Universal)

SattBus Ethernet SattBus Serial

Scanivalve Ethernet

Siemens S5

Siemens S5 3964R

Siemens S7 200

Siemens S7 MPI

Siemens TCP/IP Ethernet

Siemens TCP/IP Unsolicited

Simatic 505 Ethernet

Simatic 505 Serial

SIXNET EtherTRAK I/O

SIXNET UDR

SquareD Serial

System Monitor

Telemecanique Uni-Telway

Thermo Westronics Ethernet

Thermo Westronics Serial

Tiway Host Adapter

Torque Tool Ethernet

Toshiba Ethernet

一22一 Toshiba Serial

Toyopuc PC2 Serial

Toyopuc PC3/PC2 Ethernet

Ur-Configurable (U-CON) Driver

WAGO Ethernet

Yaskawa Memobus Plus

Yaskawa MP Ethernet

Yokogawa Controller Serial

Yokogawa CX Yaskawa

Yokogawa Darwin

Yokogawa DX MP Serial

Yokogawa DXP

Yokogawa HR

Yokogawa MW100

Yokogawa MX100

Yokogawa YS100

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