企业端系统建设技术要求

把PPT的内容稍微调整一下顺序,先把《重点用能单位能耗在线监测系统技术规范》中的要求集合在一起。

影响企业端总体架构设计的因素有很多,包括企业信息化程度的高低、本身所处的行业、厂区的生产规模等。所以根据其他试点地区的实施经验,企业端系统推荐了三种架构,分别是基础结构型、加强结构型和复合结构型。

第一种,基础结构型。

它是最简单的一套在线监测端系统,主要适用于生产规模相对较小、用能设备相对集中的企业。

它的特点:计量设备集中,组网结构简单,能源品种较少

系统以端设备为数据传输枢纽,通过485总线连接智能仪表、传感器等数据采集设备,采用ModBus总线协议通过端设备自带的485总线接口将数据汇聚到能耗在线监测设备的内网主机,再通过数据安全单元将数据发送到外网主机,经互联网上传到省级平台,而且能经外网主机上的管理软件处理后将能耗情况展现到管理者面前。

为什么说这个结构是简单型?因为在企业只拥有少量计量器具,且相对部署比较集中的情况下,只要将仪表的接口与端设备的接口对接就能实现采集,不需要安装其他的网络传输设备,485总线允许少量设备以手牵手的方式连接,就是并联的方式,而且485总线采用一对双绞线就可以实现连网,传输距离可达1200米,整个系统的投资就变得相对较少。

更浅显地理解一下总线和协议:

第二种,加强结构型,就稍微复杂一些。

适用于企业已经建有初步的生产控制系统,很多数据不用再从基本的计量仪表获取,可以直接从生产控制系统中提取。

它的特点是:生产区域规模中等,拥有DCS等生产控制系统或者建有初级能管系统。比如有的企业已经有锅炉自动控制系统、生产线DCS等现场自动控制系统,那数据很多就已经是现成的了,就不用再去安装什么额外的计量仪表,可以直接从控制系统里面去提取。而且根据规范要求也是优先从系统中提取,由于系统自身连接的采集传感器,已进行过调校,直接连接系统的仪表不一定能获取准确的计量数据。

系统的数据传输在原来的基础结构型基础上多用到了端设备上的以太网络接口,通过内网主机与这些生产控制系统进行对接,利用标准工业通讯协议OPC实现能耗数据交互采集,之后的数据传输过程是一样的,也是经数据安全交互单元到外网主机,再经互联网传输给省级平台。

企业如果生产规模很大,能源品种很多,信息化程度很高,那就要选择第三种架构:复合结构型。

对于国家已经公布采集指南的三个行业,石油化工、火力发电、钢铁,都必须要采用这个复合结构型。

它特点是:企业信息化程度高,生产具有一定规模,计量点多而分散,集中布线难度大,并有计划完善企业能源计量配置

这样的企业建议采用智慧能源网关与能耗在线监测设备相结合的方式,在分散的厂区放置智慧能源网关,通过将计量器具接入智慧网关,再通过企业生产网络连接到在线监测端设备的内网主机,实现能耗计量数据的远程传输采集。对于无法通过有线网络接入在线监测端设备的,可采用无线数传电台配合网关的形式,实现数据远程无线传输数据至网关,然后再通过网关的以太接口将数据接入在线监测端设备的内网主机。对于已经建有管理信息化系统的企业,端设备使用以太网接口与系统数据库服务器连接,通过标准的SQL协议直接获取相关数据项。

端设备国家发布了专门的技术规范,也就是《重点用能单位能耗在线监测系统技术规范 第6部分 端设备技术规范》。

这里,简要列出了规范中提出的硬件配置的一些原则性要求。在端设备产品认证方面,国家规范的最后一部分,提到三个认证,分别是《信息安全技术网络和终端设备隔离部件安全技术要求》和《电磁兼容 试验和测量技术系列标准》《重点用能单位能耗在线监测端设备技术检测规范》(尚未发布)。

软件方面,功能上规范没有很严格的定义,在底层支撑上,规范要求了软件采集功能要能支持Modbus、OPC、SQL、DL/T 645、CJ/T 188等多种协议,最基础的存储、汇总、验证、存储、展现、上传功能必须具备。数据上传方面的多中心上传、定时传送、异常重传、人工补传也是基础必备,还要能支持CA数字证书加密的HTTPS传输形式。

当然,如果企业还想在这些能耗数据上找点价值,扩展点应用,那就需要更多的扩展功能,用于服务我们企业生产,挖掘节能潜力。比如,统计分析、能效报告、能耗成本(峰谷电费)、节能考核、报警管理等等。

再进一步,我们就可以利用存储在端设备里的能源大数据进行用能潜力的挖掘,探索互联网+节能的服务新模式,可以委托一些专业的数据分析机构,进行用能数据分析诊断,找出节能空间,提出节能改造方案,从而提高企业的能源管理精细化水平、提升能源利用效率,完成节能目标。

端设备的安全配置方面。由于端设备的内网主机连接着一些重要的生产控制系统,如果被黑客入侵,可能对整个企业的生产安全产生严重影响,所以国家在技术规范里在端系统安全方面有很严格的定义。

在产品认证方面是国家规范这样描述的:能耗在线监测端应遵守GB/T 20279《信息安全技术网络和终端设备隔离部件安全技术要求》相关规定,且通过国家认可的第三方检验检测机构的检测认证,并取得计算机信息系统安全专用产品销售许可证。

也就是说在技术实现方面,就是对外接口与生产系统网络隔离要采用“2+1”物理隔离的安全隔离方式,内网主机和外网主机通过安全隔离数据交互单元连接,安全数据交互单元在任意时刻只能与一个主机建立非TCP/IP的数据连接,数据按照配置好的控制策略进行检测和过滤,进而实现内外网安全隔离防护,确保生产网络安全,信息安全保护符合相关标准以及企业自身需求。

国家规范 第7部分 能源品种采集规范里面对于数据的采集方式有一个一般原则:就是重点用能单位的能源相关采集的采集工作,应当遵守准确、完整、真实的原则。采集途径优先级别由高到低分别管理信息系统(如ERP、MIS等),生产监控管理系统(如SIS、MES等),生产过程控制系统(如DCS、FCS、PLC等)、现场仪表、手工填报

数据采集方式也有很详尽的定义,在现有技术能实现采集的情况下,尽量不采用手工填报这种方式。

关于国家规范对端系统建设的要求就这么多,主要是对端设备的要求和对数据采集规范方面的要求,后期还会发布采集点的要求和专门的安全规范。

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