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根据《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》规划部署的碳达峰、碳中和路线，各行业相继提出碳达峰和碳中和的目标和实施方案，“30、60”也成为了煤炭等能源生产企业的指导目标。《自然资源部煤炭行业绿色矿山建设规范》要求各矿企应建立矿山生产全过程能耗核算体系，通过采取节能减排措施，控制并减少单位产品能耗、物耗、水耗，减少“三废”排放。陕西省发改委和生态环境厅也要求各矿企按照《陕西省绿色矿山管理办法》《关于推进重点用能单位能耗在线监测系统建设的通知》提升能源统计监测能力，健全能耗统计监测和计量体系，加强重点用能单位能耗在线监测系统建设。
一、概况
陕西煤业《“双碳”工作行动方案（暂行）》等文件中要求：各单位要提高节能管理信息化水平，要全面开展能耗在线监测系统的建设，应用信息化手段推动环保和能源管理与节能降耗工作，深挖生产环节的节能减排空间，确保阶段性节能目标实现。结合陕西煤业要求，以行业发展现状为背景，以各矿需求为切入点，以切实解决问题为目标，同时响应国家相关政策，开发节能环保能耗在线监测管理平台，帮助企业对能耗情况进行精准监测、精细管理，对污染排放情况，及时进行污染预防，避免超标排放，满足各类环保要求，提高运维工作效率，逐步实现清洁生产[1]。煤矿企业生产本身是一个复杂系统，生产链条长，耗能设备多，耗能种类多，产生的工业“三废”多。当前煤矿企业侧重于对生产环节进行智能化改造，对能耗监管投入略显不足。本文就是基于矿区实际情况，构建一套全面的能耗监管系统，通过本系统的实施，对全矿区的所有能源数据进行监测、计量、管理、分析、预测，构建全矿各部门、各能耗设备的水、电、热量、柴油等能源记录数据的历史数据库，并把相关数据上传至股份公司以及省市平台。
二、研究方向及内容
2.1能耗单元的实时计量统计管理本研究将实时采集各级用能单位或高耗设备能耗信息，自动完成计量、记录、统计及定制报表等功能。对全矿区用能情况按照高耗能设备、重要工序、办公楼宇、各级用能单位进行分层管理[2]。
2.2构建数据模型，实时预警
重点设备、重要工序、各级用能单位，结合有效产出数据，构建数字化能耗以及能效模型，进行同比、环比及对标分析，实现能耗预警。
2.3建立节能技改数据支撑
基于长期的能源能耗监测数据，最终形成能源大数据诊断报告，结合全矿区重点生产工艺，为中长期节能技改方案提供强大的数据和决策支撑。
2.4建立能耗管理指标依据
在精细管理、降耗提效的方针下，为煤矿企业管理建立健全能耗量化管理数据的依据[3]。
2.5能耗管理决策分析
通过一定时间的数据累积，从不同角度对能源消耗情况进行分析预测，提供防止能源浪费、降低能耗、合理规划使用能源的决策支持。
2.6系统管理与信息发布
全面、快速、准确地提供各种能耗数据信息，可通过智能化综合管控平台统一发布。
2.7各类平台对接
可提供相对应接口，实现与省能管平台无缝对接。
3系统功能体系结构设计
三、系统设计原则
系统采用分散采集、综合监控、集中管理的模式。系统设计遵循可靠性、先进性、兼容性、规范性、经济性、可扩展性等原则。
能耗数据采集原则为：各类能源总关口，即一级用能单位必须配置。-在能耗统计分析中具有重要意义的用能单位或设备。在数据接口开放的情况下，计量数据尽量从现有系统中采集，降低投资成本[4]。
3.2系统网络架构
能耗在线监测管理系统监测点分布在矿区范围内不同地点，分布范围广且分散。基于以上特点系统网络结构采用分布式结构，以光纤环网为骨干网（部分使用现有4G网络）、星型电气连接各个子系统，系统通过现场总线或I/O方式连接检测设备。系统采用B/S（浏览器/服务器）模式。管理层应用服务器通过以太网交换机与数据库服务器连接，通过与信
息管理系统网络的联网，支持和股份公司能耗平台、省市监管平台，矿区综合管控平台无缝对接，支持远程客户浏览访问。系统管理层根据矿测能耗监测和管理需要，分别实现能源数据采集、存储、分析、计算，提供能耗统计、能耗预警、同比/环比分析、能流图、能源看板、能源报表等业务功能模块，另外，还有系统管理、信息设置、能源系统建模等系统功能模块的开发，同时实现同股份公司平台以及省平台的无缝对接。
3.3系统软件架构及功能 图2系统软件体系架构图
能耗在线监测管理子系统从全矿组织架构、各生产环节、重点能耗设备角度、分别进行能源数据采集、存储、分析、计算，为管理人员提供能耗统计、能耗预警、同比/环比分析、能耗分析、对标分析、能流图、能源看板、能源报表等业务功能模块，另外，还有系统管理、信息设置、能源系统建模等系统功能模块。边缘数据采集层：主要完成各类能耗数据和有效产出数据采集。边缘采集器向下需要支持常见的工业通信接口和协议，向上需要支持云平台数据通信协议[5]。数据平台层：主要负责数据存储、分类、计算等。业务应用层：主要完成各种能源信息的统计、分析，包括能耗统计、能耗分析、能耗预警、对标分析、综合报表管理、数据查询等。
四、系统主要功能
4.1信息管理层主要功能如下
计划调度。实现生产计划、设备及备件计划管理。提供与陕煤股份层系统的接口，实现系统对接。能效管理。满足企业需求，实现能效管理。设备管理。满足企业需求，实现设备管理。主要包括生产设备及计量设备基础信息、运行信息、操作记录、预警、故障等管理。
动力指标管理。主要包括动力控制指标的管理。综合报表管理。可以根据企业需求，自动生成所需的报表，也可根据自身需求定制页面和编辑报表。报表主要包括能源动力相关的各类制式报表，包括各类生产及消耗报表等。综合管理。主要包括平面管理、流程管理、制度管理、资料管理、用户管理、权限管理、交接班管理、生产管理、帮助管理等。
WEB发布。实现能源管理的信息共享。
4.2集中监控层主要功能如下：
动态图形监控：设置动态工艺流程画面及单台主机流程画面，图形动画显示，实时显示各工位号参数及设备运行状态，对于涉及面比较广的子系统，可以设置多个画面。实时数据监控：在工艺流程画面显示数据的基础上，实现栅格形式汇总实时显示各工艺参数，设备状态，栅格底色应根据所显示数据的归属分类不同而加以区别，做到一目了然，以便于操作人员集中监视系统状态。远程操作：对所有设备进行远程遥控操作，通过鼠标实现对现场设备（启/停）、电动阀（开/闭）进行操作，根据权限设密码保护。预警及报警功能：有关参数超限报警及设备故障报警，发出声光提示，可实时指令打印，有中文提示并自动记录。报警根据紧要程度、事故等级区别对待，通过不同的报警提示音和颜色加以区别。并设立维修模式，保障在维修、检测状态下，可以关闭自动报警功能。实时趋势图：实时显示各工艺参数的变化趋势，如流量、温度、压力、电流、频率等，有助运行操作人员和管理人员实时掌握生产工艺参数变化情况；报表：设班报、日报、月报、年报，分别按分类报表及汇总报表并实时打印，报表设置可根据需求进行调整功能，可根据实际需要和临时变动，随时对报表数据的筛选和计算公式、函数参量进行调整。数据采集、储存、记录和发布：系统具有各种工艺参数、设备状态、计量数据的采集、储存、记录功能。各种信息按照不同功能要求分别写入实时历史数据库或管理数据库，供能源管理系统软件使用。系统监控画面和相关
信息可以通过WEB方式发布，以便于管理人员通过网络访问和远程浏览。系统管理：统一管理操作人员、维护工程师、能源管理人员等相关人员的安全操作权限，以保证本系统的安全保密性，防止非法用户对生产控制和重要数据的侵害；能源管理系统通过开放的以太网OPC标准接口实现与其它管理系统的集成。
五、平台介绍
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