东莞市重点用能单位能源管理中心信息系统建设技术指南

2023年12月12日发(作者：醉翁亭)

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附件1：

东莞市重点用能单位能源管理中心

信息系统建设技术指南

东莞市经济和信息化局

华南理工大学

二〇一四年十二月

目 录

一、编制说明 ................................................................................................... 3

二、重点用能单位能源管理中心信息系统建设的主要内容 ....................... 8

三、重点用能单位能源管理中心信息系统应具备的基本功能 ................. 11

四、企业能源管理中信息系统与东莞市能源管理中心平台实现对接 ..... 13

附件1-1：企业交互终端的硬件配置要求 ................................................... 17

附件1-2：企业交互终端软件要求及通讯协议要求 ................................... 18

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一、编制说明

（一）背景和目的

工业是东莞市能源消耗的主要领域，占全社会能耗比重超过70%，特别是近千家重点用能单位，占全市工业能源消费量约70%，即占全社会能耗超过50%。在“十一五”期间超额完成省下达的单位GDP能耗下降20%的节能目标下，东莞市又承接了“十二五”期间单位GDP能耗下降19.5%的重任，同时，根据《财政部、国家发展改革委关于2013年节能减排财政政策综合示范城市实施方案的批复》（财建〔2013〕804号）的要求，到2015年，东莞市还要超额完成省下达“十二五”节能目标的20%，即单位GDP能耗下降达23.40%，节能目标任务十分艰巨。根据广东省经济和信息化委《转发工业和信息化部关于开展工业能耗在线监测试点工作的通知》（粤经信节能〔2012〕611号）、《关于同意在东莞开展能源管理中心试点工作的批复》（粤经信节能函〔2012〕3099号）、《东莞市重点用能单位节能管理办法》（东府〔2012〕23号），《东莞市进一步加大节能工作力度确保完成综合示范节能目标的“1+8”工作方案》（东府〔2014〕32号）等文件要求，为提升全市重点用能单位的能效水平，东莞市大力推进重点用能单位能源管理中心建设工作，提出了用三年的时间建成300家重点用能单位能源管理中心的目标，为此也制定了出台了相关扶持政策、验收办法和安全规范等文件。

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企业能源管理中心信息系统是一项整合自动化和信息化技术的管控一体化节能新技术，是通过对企业能源转换、输配、利用和回收实施动态监控和管理，改进和优化能量平衡提高能效水平，从而实现节能降耗的系统工程。

东莞市重点用能单位存在生产流程长、设备分散和能量系统复杂等特点，从总体上看，企业还存在能源计量不完备、能源监控不到位、能源管理相对分散和粗放、主要凭经验进行能源调度；企业实施的节能技术改造以单个设备或工序为主，系统性节能手段普遍缺乏；部分企业将能源管理中心建设为以监控和少量简单报表为主的数据采集系统，仅实现了能源介质数据的采集、分析、调度等基本功能，在能效和节能方面没有取得预期效果；企业能源管理人才缺乏，或没有投入足够多的能源管理人员，无法充分发挥系统的效用等问题。

因此，企业急需通过能源管理中心的建设，积极采用先进的工艺技术、自动化技术和信息化技术，按照现代化的管理模式来改造提升企业技术管理水平，特别是能源管理水平，走一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少的发展道路。能源管理中心信息系统的建设及有效运行，可为企业在日益激烈的市场竞争中进一步降低成本、实现节能降耗，促进行业平稳、较快、可持续发展发挥重要作用。从2011年底开始，我市探索推动全市能源管理中心的建设工作以来，取得了一定的成绩和经验，

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首批有24家重点用能单位能源管理中心通过验收，但同时也发现了一些问题，因此，在总结前期的工作经验的基础上，为了规范和指导重点用能单位能源管理中心的建设，加快工作进度，保证工作成效，特编制本技术指南（以下简称《指南》）。

（二）编制依据

1．广东省经济和信息化委《转发工业和信息化部关于开展工业能耗在线监测试点工作的通知》（粤经信节能〔2012〕611号）

2．《关于同意在东莞开展能源管理中心试点工作的批复》（粤经信节能函〔2012〕3099号）

3．《东莞市重点用能单位节能管理办法》（东府〔2012〕23号）

4．《广东省经济和信息化关于印发广东省能源管理信息系统相关建设规范（试行）的通知》（粤经信节能〔2014〕4号）

5．《用能单位能源计量器具配备和管理通则》（GB17167-2006）

6．《东莞市进一步加大节能工作力度确保完成综合示范节能目标的“1+8”工作方案》（东府〔2014〕32号）

7．《关于印发〈东莞市重点用能单位能源管理中心验收管理暂行办法（2014年修订版）〉的通知》（东经信〔2014〕257号）

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8．其他有关国家和行业相关技术标准、规范。

（三）适用范围

本《指南》为东莞市重点用能单位能源管理中心信息系统的建设提供技术依据，适用范围包括东莞市辖区内的重点用能单位，其他非重点用能单位的能源管理中心信息系统建设可参照执行。

凡本《指南》未包括的技术标准、技术要求按相应的国家或行业标准、规范执行。

本《指南》所称的能源指煤炭、原油、天然气、焦炭、煤气、热力、成品油、液化石油气、生物质能和其他直接或者通过加工、转换后所得的各种资源。

（四）建设目标

能源管理中心信息系统是通过能源计量数据和生产过程数据的在线采集、统计分析、数学建模等信息化工程的实施，从而实现企业能效精细化管控的信息系统。该系统旨在提升企业信息化水平，降低企业生产制造过程中的能源消耗，提升生产制造决策水平，是企业实现系统性能源管理的必要手段。为明确系统的建设方向，提出以下具体目标：

1．打破企业“信息孤岛”，构建全厂能源相关数据和主要生产过程数据的采集网络；

2．对企业所用能源的数量和质量（品质）进行在线监控；

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3．对企业生产过程的能效进行在线监控，对浪费能源的生产操作进行预警；

4．分析企业能量系统和重点用能生产线、工序或设备的节能潜力；

5．对生产过程能耗指标进行在线绩效考核，落实节能目标管理。

（五）建设的基本原则

1．坚持企业主体原则。企业是节能降耗的责任主体、实施主体和受益主体，应通过加强政策导向和信息引导，发挥市场配置资源的决定性作用，充分调动企业自主实施和使用能源管理中心信息系统的主观能动性。

2．坚持整体推进与分步实施相结合。企业能源管理中心信息系统的实施坚持统筹安排、整体推进，并结合资金安排、市场环境及企业生产经营情况，分年度、分步骤组织实施，确保企业能源管理中心信息系统项目建设稳妥有序推进。

3．坚持技术前瞻性和开放性原则。企业能源管理中心信息系统在总体架构、设备选型上，应遵行开放性的原则，便于今后的扩展和新技术的应用。信息系统必须具有良好的与其他第三方软件、硬件系统与控制系统衔接，且能够安全和方便的实现网络之间数据的通讯；

4．坚持技术先进性和成熟性原则。企业能源管理中心信息

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系统在技术上应能达到国内先进水平，所选软件与硬件产品应采用技术先进、在国内外具有代表性的主流品牌，在国内外有较多的成功应用案例；

5．坚持安全性和稳定性原则。符合信息安全建设规范，遵循《东莞市重点用能单位能源管理中心信息安全规范》，建立生产控制网、能源管理中心信息系统网络和办公网络隔离和互通安全机制，确保信息互通、信息安全和生产安全。

6．坚持实时性原则。设备或操作终端必须反应快速，系统必须具有强大的实时能耗数据的处理能力，充分满足系统对能耗数据实时在线采集和分析的需求。

7．坚持可操作性和可溯源性原则。系统应具有易于使用的人机交互、信息共享与展示界面，并提供信息资源查询和配置、检索和分析等有效工具。可提供完善的数据归档和记录能力，确保操作及管理人员在获得相应授权的情况下，可以便利的查询相关数据和信息，并提供对相关信息的操作和管理的功能。系统对所有数据及操作应有详尽记录，保证系统的可溯源性。

二、重点用能单位能源管理中心信息系统建设的主要内容

（一）完善能源计量器具配备

企业依法配备能源计量器具，并定期检定或校准，能源计量器具应满足数据采集接口要求。进出用能单位（一级）和进出主要次级用能单位（二级）计量器具配备率和在线率达到100%；

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企业根据重点耗能设备或工序的能耗情况和仪表安装的可行性，完善主要用能设备（三级）计量器具配备。

（二）能源管理中心信息系统的设计与开发

参照ANSI/ISA的相关标准，将企业能源管理中心信息系统分为三层：数据采集层、数据应用层和人机交互层。

1．数据采集层由企业交互终端（ET）和数据采集机（如有必要）组成，企业交互终端内置控制器及智能仪表标准协议，可与全球知名品牌的控制器和智能仪表实现组态配置通讯接口，内置实时数据库，用于暂存关键数据；内置OPC接口，便于与第三方控制系统或信息系统通讯。企业如果有特殊需要，也可以添置数据采集机，采集机必须预置与生产现场智能仪表、PLC和DCS等现场测量和控制装置的通讯协议，以便于相关数据的采集；

2．数据应用层由多台服务器组成，服务器用于存储数据、存储和运行模型库（数据和数据的固有关系）、存储定制的人机交互界面等；

3．人机交互层，该层由多种形式的人机交互设备组成，可以是大屏幕显示器、PC机或移动终端等，这些设备应方便生产管理人员使用能源管理中心信息系统的各项功能。

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移动终端人机交互层系统维护工程师站监控大屏幕客户端数据应用层服务器服务器东莞市能源管理中心系统数据采集机交换机企业端(ET)防火墙数据采集层企业能源管理中心信息系统控制系统子网控制系统子网控制系统子网控制系统子网控制与测量装置智能仪表PLCDCSPLCDCSPLCDCSPLCDCS智能仪表智能仪表智能仪表

图1.能源管理中心信息系统架构图

在能源管理中心信息系统架构图中，企业必须在数据采集层安装企业交互终端组态软件，按东莞市能源管理中心平台要求直接采集控制与测量装置中的原始数据，将东莞市经信局所要求采集的数据直接发送到东莞市能源管理中心平台，其它数据可以借助ET或增加数据采集机等方式完成企业能源管理中心信息系统所需数据的采集要求。为保障数据安全，企业交互终端（ET）与东莞市能源管理中心平台的数据交互通过VPN的通讯方式实现。如图2所示。

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图2.企业交互终端（ET）与东莞市能源管理中心平台的数据交互示意图

（三）能源管理制度建设

企业根据生产过程和能量系统特点，制定切合实际的能源管理制度，充分发挥能源管理中心信息系统作用。企业需将能源管理工作提升到与产品质量管理和产量管理同等高度，针对不同产品和不同重点耗能设备或工序，制定能耗预警指标体系；制定节能优化生产操作指南。基于能源管理信息系统分析工具，制定持续改进的节能工作方案，实施在线能效绩效考核管理，落实节能奖惩制度。

三、重点用能单位能源管理中心信息系统应具备的基本功能

根据工业信息系统架构设计规范，将能源管理中心信息系统融入到企业全厂信息系统架构中。从工业信息系统架构角度看，企业能源管理中心信息系统不是一个孤立的信息系统，该系统隶

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属于企业的制造执行系统（MES），因此，企业应根据生产过程特点和企业信息化发展战略，合理设计能源管理中心信息系统的架构，使其满足MES对系统稳定性、安全性、开放性和先进性要求，并可与MES各功能模块无缝链接在一起。企业能源管理中心信息系统的基本功能应包括：

（一）完善计量与生产过程数据集成

能耗相关数据在线采集是能源管理中心建设的基础，因此，企业需完善一、二、三级能源计量器具的配备，并在满足生产安全的条件下，完善热能利用和回收二级和三级的计量仪表配备，通过DCS、PLC、SCADA或在线抄表系统将企业能源相关数据采集到能源管理中心信息系统数据库中。

（二）能效监控与能耗预警

能效监控是企业能源精细化管理的重要手段。能源管理中心需要实现对主要生产线能源消耗数量和质量（品质）、能耗相关工艺设定值及产品（副产品）产量进行实时监控；需实时监控重点用能企业附属能量转换和输配系统运行状态和关键工艺设定值。另外，该系统还需对主要耗能工序班组或产品实施统计过程控制（SPC），发挥信息系统扁平化管理优势，根据能耗预警指标体系，设计能耗预警机制，定制能源预警功能，便于企业及时发现处理能源浪费现象，帮助企业实现能源优化调度及使用。

（三）能效分析

能效分析是能源管理中心挖掘企业节能潜力的重要抓手。通

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过对全厂能量平衡分析、能效分析、能效对标管理、KPI相关性分析等手段，系统地分析企业能效水平及其影响因素，有效评价（估）节能技改效果，为企业持续提高能效水平提供有力支撑。

（四）能效绩效考核

能效绩效考核是能源管理中心实现能源管理闭环管控的重要环节，企业必须对生产线、重点耗能生产工序和重点耗能设备的能效进行分析，科学制定能效绩效考核指标体系，将企业的奖惩制度与能效绩效考核挂钩。通过能源管理中心数据计算各生产班次能效绩效水平达标情况，实现能效绩效考核的合理、公正、全面和及时。

（五）全厂能量系统的优化调度

对于具有复杂能量系统的重点用能单位，如涉及能量转换、利用和回收等环节耦合问题，需要考虑能量在转换、利用和回收过程有大滞后和强耦合的特性，可以对各环节关键操作变量进行在线监控，实施动态优化控制，以实现全厂能效实时运行的最大化。

四、与市能源管理中心平台实现数据对接

东莞市能源管理中心平台是东莞市经济和信息化局建设的区域能源管控信息系统，各用能单位需将企业交互端（ET）置于安全隔离区内，确保企业交互终端全天候接入互联网，按要求对企业交互终端（ET）软件进行设置，配置测量与控制装置，将实时数据经过企业交互端（ET）送达东莞市能源管理中心平

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台。有关信息安全要求应满足《东莞市重点用能单位能源管理中心信息安全规范》的要求，具体建议如下：

（一）对于信息安全要求一般的企业，数据采集网络架构如图3所示：

数据库服务器数据采集机OPC企业交互端(ET)东莞市能源管理中心系统交换机防火墙控制系统子网TCP/IPMODBUS RTUOPC通讯管理机DTL 645控制器协议OPCMODBUS RTUOPC通讯管理机DTL 645控制系统子网TCP/IP控制器协议OPCPLCDCSPLCDCS智能仪表智能仪表智能仪表智能仪表智能仪表智能仪表图3. 信息安全要求一般的企业数据采集网络架构图

网络配置描述：基于现有防火墙和网络拓扑结构，将企业交互终端（ET）和企业能源管理中心信息系统置于防火墙同一侧，根据安全策略对防火墙、企业交互终端（ET）和交换机进行设置，实现企业交互终端（ET）既能有效采集测量与控制装置的数据，又能实现与企业内网的有效隔离。

（二）对于信息安全要求较高的企业，数据采集网络架构如

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图4所示：

图4. 信息安全要求较高的企业数据采集网络架构图

网络配置描述：基于现有防火墙和网络拓扑结构，将企业交互终端（ET）和企业能源管理中心信息系统置于防火墙同一侧，企业交互终端（ET）与企业网络之间加入一台双网口PLC设备加强企业网与能管网络的隔离，根据安全策略对双网口PLC设备、防火墙、企业交互终端（ET）和交换机进行设置，实现企业交互终端（ET）既能有效采集测量与控制装置的数据，又能实现与企业内网的有效隔离。

（三）对于信息安全要求非常高的企业，如电厂或生产过程

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控制安全性非常高的制造型企业，数据采集网络架构如图5所示：

数据库服务器数据采集机企业交互端(ET)东莞市能源管理中心系统交换机c网闸防火墙控制系统子网TCP/IPMODBUS RTUOPC通讯管理机DTL 645控制器协议OPCMODBUS RTUOPC通讯管理机DTL 645控制系统子网TCP/IP控制器协议OPCPLCDCSPLCDCS智能仪表智能仪表智能仪表智能仪表智能仪表智能仪表

图5. 信息安全要求非常高的企业数据采集网络架构图

网络配置描述：将数据采集机置于数据采集层，生产过程数据由数据采集机采集后，由数据采集机打包穿越防火墙送达企业交互终端，将企业交互终端和企业能源管理中心信息系统置于防火墙同一侧，根据安全策略对网闸、防火墙、企业交互终端和交换机进行设置，实现企业交互终端既能有效采集测量与控制装置的数据，又能实现与测量控制层和企业内网的有效隔离。

附件：1-1．企业交互终端的硬件配置要求

1-2．企业交互终端软件要求及通讯协议要求

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附件1-1：

企业交互终端的硬件配置要求

企业交互终端可以是个人电脑、工作站或服务器，最低配置要求如下：

机型：PC机

CPU：双核（2.0Hz）

内存：2GB

硬盘：250GB

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附件1-2：

企业交互终端软件要求及通讯协议要求

一、操作系统需满足如下要求之一：

Windows XP SP3

Windows 7

Windows Server 2003

Windows Server 2008;

二、．VPN客户端是Hillstone，该软件由东莞市经信局统一发放。

三、．远程桌面协助客户端是LANDesk，该软件由东莞市经信局统一发放。

四、数据采集与人机交互软件是iFIX LE软件包,该软件由东莞市经信局统一发放。

五、数据采集与人机交互软件iFIX LE软件包内置的通讯协议包括：

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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