АСКУЭР

Энергосбережение и повышение эффективности использования энергоресурсов является на сегодняшний день ключевым набором мероприятий, позволяющим решать не только глобальные экологические и макроэкономические проблемы, но и локальные вопросы снижения себестоимости продукции.

Одним из важных инструментов в энергосбережении и повышении энергоэффективности является внедрение автоматизированной системы комплексного учета энергоресурсов (АСКУЭР).

 

Основная цель АСКУЭР – максимально-эффективное использование энергоресурсов и состоит из следующих локальных целей:

 

• снижение энергетической составляющей в себестоимости продукции;
• сокращение потерь энергоресурсов (включая потери от недостоверного учёта энергоресурсов);
• сокращения издержек по обеспечению учета энергоресурсов;
• создание условий для ускоренного технического перевооружения компании;
• оптимизация потребления энергоресурсов;
• уменьшение экологической нагрузки на окружающую среду;
• повышение экономической эффективности внедряемых мероприятий;
• преодоление негативных тенденций в части нерационального потребления энергоресурсов;
• стабильное развитие собственных генерирующих мощностей;
• совершенствование качества управления энергосбережением.

 

АСКУЭР обеспечивает организацию рационального потребления энергоресурсов, снижение удельных затрат энергоресурсов на единицу продукции и обеспечение надежного энергоснабжения за счет:

 

• своевременного предоставления достоверной информацией для учета и анализа эффективности потребления энергоресурсов технологическими и структурными подразделениями предприятия и холдинга;
• осуществления контроля режимных параметров энергоснабжения.

На сегодняшний день из-за постоянного роста стоимости энергоресурсов их доля в себестоимости продукции для большинства предприятий промышленности значительно возросла и составляет 20-30%, а для наиболее энергоемких производств 40 и более процентов.

Фактор высокой стоимости и постоянного удорожания энергоресурсов обуславливает кардинальное изменение отношения к организации АСКУЭР на предприятиях промышленности и других энергоемких областях.

1. Назначение АСКУЭР:

• автоматизированный коммерческий и технический (контрольный, технологический) учёт количества электрической энергии, тепловой энергии (теплоносителя), холодной воды, различных газообразных энергоносителей, мазута, промышленных стоков и пр.
• создание единой информационной платформы для управления;
• интеграция с ERP-системой;
• интеграция с MES-системой;
• интеграция с АСУТП;
• повышение надежности сбора информации учёта энергоресурсов за счёт внедрения инструментов мониторинга состояния средств учёта энергоресурсов и каналов связи;
• распределение энергоресурсов и их учёт;
• мониторинг потребления и распределения энергоресурсов в реальном времени по видам сырья и технологическим объектам;
• учёт энергоресурсов - расчет балансов, удельных расходов в режиме реального времени с регистрацией допустимого порога превышения норм расхода;
• оперативное балансирование по видам сырья и энергоресурсов;
• ведение нормативно - справочной информации;
• автоматизированное формирование отчетов;
• оперативное принятие и реализация оптимальных решений по оптимизации распределения энергоресурсов.

Результатом создания АСКУЭР должно явиться снижение удельных затрат энергоресурсов за счет снижения потерь и оптимизации технологического процесса. 

2. Целевые задачи:

2.1. На уровне объекта (предприятия):

• определение удельных показателей расхода энергоресурсов
• определение нормативов потребления по удельным показателям
• балансирование производства-потребления энергоресурсов
• планирование потребления энергоресурсов
• схемы потребления энергоресурсов по видам
• определение событий перерасхода энергоресурсов

2.2. На уровне холдинга:

• сравнение показателей по нескольким объектам
• показатели эффективности группы предприятий
• постановка целей для группы объектов 

3. Описание структуры АСКУЭР:

АСКУЭР - интегрированная многоуровневая распределённая система, сочетающая функции мониторинга и учёта энергоресурсов.

АСКУЭР представляет собой иерархическую трехуровневую систему, функционально объединяющую совокупность измерительно-информационных  комплексов точек учета (ИИК), информационно-вычислительных комплексов энергоустановок (ИВКЭ), информационно-вычислительного комплекса (ИВК) и системы обеспечения единого времени (СОЕВ), выполняющую функции проведения измерений, сбора, обработки и хранения результатов измерений. 

3.1. Структура АСКУЭР: 

3.1.1. Нижний уровень включает в себя измерительно-информационный комплекс (ИИК) и выполняет функцию автоматического проведения измерений в точке контроля и учета. В его состав входят средства измерения основных технологических параметров (давление, температура, расход) в точках контроля и учета энергоресурсов в совокупности со средствами предварительной обработки полученных данных.

Данные от датчиков полевого уровня поступают на вычислители, предназначенные для преобразования измерения и вычисления параметров учета энергоресурсов. Вычислители подключаются к промконтроллерам (УСПД - уровень ИВКЭ) по интерфейсу RS-485 по витой паре (промышленному кабелю). При удаленности вычислителей от контроллера более чем на 1 км применяются повторители интерфейса (до 2 км) или преобразователи в оптоволокно (до 5 км).

3.1.2. Средний уровень включает в себя информационно-вычислительный комплекс энергоустановки (ИВКЭ) и выполняет функцию консолидации информации по данной электроустановке либо группе электроустановок и ее передачу на уровень ИВК. 

ИВКЭ обеспечивает: 

• интерфейс доступа к информации по учету энергоресурсов ИИК;
• сбор информации по учету энергоресурсов от ИИК;
• сбор и обработку информации о состоянии средств измерений;
• передачу полученной информации от ИИК на уровень ИВК;
• автоматическую синхронизацию времени элементов АСКУЭР. 

В состав ИВКЭ входит: 

• промышленный контроллер (УСПД), обеспечивающий интерфейс доступа к ИИК;
• технические средства приема/передачи данных (каналообразующая аппаратура);
• сервер опроса в промышленном исполнении.

Все данные с контроллеров поступают на сервера опроса производств. На каждом производстве расположены АРМы для отображения учетной информации, контроля технологических параметров и печати отчетных форм. На каждый АРМ выводится информация, относящаяся только к производству, где располагается АРМ.

3.1.3. Верхний уровень включает в себя информационно-вычислительный комплекс (ИВК) и выполняет следующие функции: 

На уровне предприятия: 

• автоматический сбор и хранение информации c уровней ИИК и ИВКЭ;
• консолидацию и верификацию данных;
• ручной ввод информации;
• ведение базы данных;
• распределение собранной информации по потребителям (АРМы различных служб);
• предоставление требуемой информации персоналу в оперативном режиме;
• контроль достоверности результатов измерений (контроль достоверности диапазона измеряемых параметров);
• интеграция с ERP-системой;
• автоматическую синхронизацию времени элементов АСКУЭР. 

На уровне холдинга: 

• анализ и нормирование удельных затрат по предприятиям холдинга;
• предоставление требуемой информации в оперативном режиме;
• формирование отчетов. 

В состав ИВК входит: 

• технические средства приема/передачи данных (каналообразующая аппаратура);
• высокопроизводительные сервера;
• технические средства для организации локальной вычислительной сети и разграничения прав доступа к информации;
• технические средства обеспечения безопасности локальных вычислительных сетей;
• устройства синхронизации времени;
• автоматизированные рабочие места персонала (АРМы).

Система обеспечения единого времени (СОЕВ) должна формироваться на всех уровнях АСКУЭР. СОЕВ выполняет законченную функцию измерений времени, имеет нормированные метрологические характеристики и обеспечивает синхронизацию времени при проведении измерений энергоресурсов с заданной точностью. В СОЕВ входят все средства измерений времени, влияющие на процесс измерения энергоресурсов, и учитываются временные характеристики (задержки) линий связи между ними, которые используются при синхронизации времени. СОЕВ должна быть привязана к единому календарному времени.

Для организации каналов связи между ИВКЭ и ИВК предприятия необходимо использовать оптико-волоконные кабели и активное сетевое оборудование. Топология сети передачи данных - резервированное кольцо.

В качестве серверов системы должны быть использованы высокопроизводительные сервера в промышленном исполнении. В шкафу с сервером должны быть установлены ЖК монитор, клавиатура и мышь для осуществления его диагностирования и настройки.

Должна быть реализована следующая политика архивирования:

• процедура архивирования БД (базы данных) должна происходить тогда, когда нагрузка на сервер минимальна;
• должно быть организовано создание архивных копий БД с разделением их на четыре типа: ежедневная, еженедельная, ежемесячная и ежегодная;
• должна быть установлена защита от перезаписи ежедневной копии в течение двух дней, еженедельных в течение одного месяца, ежемесячных в течение полугода, ежегодных в течение трёх лет.

Для обеспечения безопасности и защиты от вирусов и вредоносных программ связь с общезаводской локальной сетью осуществляется через шлюзовой компьютер и межсетевой экран.

Все данные на сервере АСКУЭР должны сохраняться в базе данных. 

АСКУЭР обеспечивает: 

• Полноценный учет потребляемых энергоресурсов;
• Переход от расчетной схемы учета энергоресурсов к учету фактически потребленных ресурсов;
• Постоянный контроль потребления / отпуска энергоносителей;
• Контроль качества потребляемых энергоресурсов с сигнализацией отклонения от установленных величин. 

4. Эффективность АСКУЭР

Из опыта практического использования построенных АСКУЭР, срок окупаемости может составить 1-2,5 года.

4.1. Эффект от минимизации:

• небаланса при учете энергоресурсов за счет повышения точности их учета;
• эксплуатационных затрат на обеспечение учетных операций;
• времени работы основного технологического оборудования в режимах, не соответствующих расчетным;
• себестоимости товаров и услуг, выпускаемых предприятием, за счет точного определения энергетической составляющей;
• вероятности перерасхода установленных лимитов энергоносителей за счет повышения информированности персонала о потреблении энергоресурсов в режиме реального времени.

Результат – минимизация удельного потребления энергоносителей.

4.2. Показатели эффективности:

• снижение затрат за счет обеспечения коммерческого и технологического учета энергоресурсов;
• на электроэнергию - до 15%;
• на потребление тепла – до 20%;
• природного газа – до 15%;
• сжатого воздуха – до 30%;
• других энергоресурсов - до 15%.

4.3. Эффект внедрения

4.3.1. Эффективный оперативный и достоверный контроль производства и потребления всех видов энергоресурсов за счёт сокращения времени сбора и обработки измерений автоматизированного учёта по всей структурной иерархии предприятия с доведением данных учета до каждого заинтересованного подразделения, службы и руководства предприятия, руководства холдинга.

4.3.2. Минимизация производственных и непроизводственных энергозатрат (энергопотерь) вследствие снижения доли их организационно-технических составляющих:

• Договорной, фиктивной составляющей, связанной с расчетами за энергоресурсы с поставщиками не по фактическим значениям энергопотребления, а по договорным и, как правило, существенно завышенным значениям, что приводит потребителя к финансовым потерям. Эта составляющая затрат энергоресурсов сводится к минимуму при организации коммерческого учета энергоносителей.
• Тарифной составляющей, связанной с расчетами за энергоресурсы с поставщиками по фактическим значениям энергопотребления, но не по самому выгодному для потребителя тарифу из-за отсутствия учета, способного реализовать этот лучший тариф. Эта составляющая сводится к нулю при организации коммерческого учета, способного отслеживать и оперативно перестраиваться под любые действующие и перспективные тарифы.
• Технологической составляющей, связанной с нарушением технологического цикла и неэффективным использованием оборудования. Эта составляющая затрат энергоресурсов сводится к минимуму при организации глубокого технического учета (до уровня цехов, участков и крупных энергоустановок) с ведением хозрасчета по энергоресурсам между подразделениями предприятия или норм потребления энергоресурсов подразделениями предприятия.
• Уменьшение размеров дисбаланса отпуска и потребления энергоресурсов по основным направлениям их использования за счёт:
• повышения точности учёта энергоресурсов;
• исключения возможности условий для занижения потребляемых объёмов энергоносителей и их хищения;
• снижения риска неоплаты части энергоносителей, расчёт за которые производится по нормам потребления.
• Упорядочивание и оперативность взаимных финансовых расчётов за  отпуск-потребление энергоносителей за счёт своевременного выявления сверхнормативного их потребления, за счёт ведения  объективного автоматизированного коммерческого учёта энергоресурсов на основании действующих норм и правил. 

5. Функции АСКУЭР

5.1. Анализ и целенаправленное планирование потребления энергоресурсов:

• месячного баланса по энергоресурсу;
• фактического удельного потребления энергоресурсов за сутки, месяц;
• отпуска энергоресурсов внешним потребителям;
• формирование норм удельных затрат по установкам по фактической статистике;
• планирование потребления энергоресурсов;
• прогноз и планирование выработки энергоресурсов;
• формирование отчетов.

5.2. Учёт электроэнергии

Контроль показателей качества электроэнергии (ПКЭ) и установление их уровня в точке коммерческого контроля качества электроэнергии по условиям обеспечения требованиям стандарта. Выявление источников, ухудшающих ПКЭ, работа по нормализации качества электроэнергии.

5.2.1. Функции системы:

• сбор данных и обработка с первичных преобразователей (измерительных трансформаторов);
• хранение данных о качестве электроэнергии и предоставление к ним регламентного доступа;
• анализ качества электроэнергии в соответствии с ГОСТ;
• регистрация отклонений параметров качества электроэнергии от нормативных и формирование аварийных сигналов.

5.2.2. Решаемые задачи:

• вторичный анализ событий (аварий);
• анализ трендов (гармоники, небалансы, скачки тока и т.д.);
• анализ повреждения оборудования;
• прогнозирование эксплуатационных расходов;
• ведение базы счетчиков электроэнергии;
• ведение схем распределения электроэнергии;
• расчет потребления электроэнергии по объектам;
• анализа суточных данных по потреблению электроэнергии;
• расчет укрупненного баланса электроэнергии за сутки;
• расчет согласованного баланса электроэнергии за месяц;
• ведение расчетов с субабонентами;
• формирование отчетов.

5.3. Учет технологических энергоресурсов:

• ведение схем распределения газа;
• ведение схем распределения топлива;
• ведение схем распределения воды;
• ведение схем стоков;
• ведение базы счетчиков энергоресурсов;
• расчет потребления энергоресурсов по объектам;
• анализа суточных данных по потреблению энергоресурсов;
• формирование укрупненного суточного баланса по выработке и потреблению энергоресурсов;
• расчет балансов по видам энергоресурсов за месяц;
• ведение расчетов с субабонентами;
• формирование отчетов.

5.4. Представление информации

5.4.1. Мнемосхемы:

• текущие схемы распределения электроэнергии;
• текущие схемы распределения видов энергоресурсов;
• потребление энергоресурсов по объектам;
• мгновенные удельные расходы энергоресурсов по установкам в режиме реального времени и регистрация превышения норм.

5.4.2. Отчёты

• потребление топлива установками за сутки, месяц;
• потребление тепловой энергии объектами завода за сутки;
• потребление всех видов энергоресурсов по производствам в разрезе установок;
• балансы выработки потребления энергоресурсов и электроэнергии. 

6. Свойства АСКУЭР

6.1. Открытость - категория техническая и экономическая:

• открытость стандартов;
• отсутствие патентов или авторских прав на спецификацию стандарта и его расширение;
• отсутствие лицензионной платы за использование стандартов;
• доступность к разработке, производству и использованию продукции в данном стандарте
• гибкость архитектуры системы;
• дружественность пользовательского интерфейса;
• совместимость широкого спектра стандартизованных изделий и программ на разных уровнях;
• взаимодействия с другими системами.

6.2. Стандартизация - показатель качества, современный технический уровень и преемственность системы в процессе ее развития и модернизации:

• использование компонентов в АСКУЭР основанных на существующих стандартах на программные и технические решения;
• интеграция различных систем автоматизации в единую информационно-управляющую систему;
• типизация технических решений.

6.3. Масштабируемость:

• использование стандартов обеспечивает свойство масштабируемости и наращиваемости АСКУЭР в соответствии с целями, стоящим перед ними;
• позволяет создавать и модернизировать АСКУЭР с минимальными средствами, обеспечивающими необходимые функции.

6.4. Комплексность:

• объектный подход - учёт особенностей технологической схемы;
• формализация целей на различных уровнях иерархии АСКУЭР (минимизация энергозатрат, себестоимости, повышение качества продукции и услуг, максимизация дохода и т.п.);
• координация целей с учётом ограничений для улучшения глобального критерия АСКУЭР.

6.5. Тиражируемость:

• тиражируемость - свойство воспроизводимости. 
  Минимизирует затраты по созданию АСКУЭР. 

7. Этапы создания АСКУЭР

7.1. Предпроектное обследование. Предпроектное состоит из:

• документальное обследование;
• визуальное обследование;
• инструментальное обследование;
• подготовка отчета о предпроектном обследовани;
• технико-экономическое обоснование.

7.2. Разработка и согласование технического задания на АСКУЭР.

7.3. Разработка и согласование технорабочего проекта
Разработка технорабочего проекта (ГОСТ 34.21-89 и РД 50-34.698-90) состоит из:

• проектной документации (технорабочий проект). Включает в себя Технический проект и Рабочую документацию;
• проектная документация должна разрабатываться в соответствии с требованиями ТЗ на создание автоматизированной системы комплексного учета энергоресурсов и должна соответствовать действующим нормативно-техническим документам;
• проектная документация должна пройти метрологическую экспертизу и экспертизу в организациях по принадлежности. Экспертиза должна проводится в соответствии с нормативными документами.

7.4. Организационная подготовка.

Этап «Организационная подготовка» включает в себя реализацию проектных решений по организационной структуре автоматизированной системы комплексного учета энергоресурсов, обеспечение подразделений нормативно-технической документацией и т.п.

На этапе «Подготовка персонала» проводится обучение штатного персонала и проверка способности обеспечения функционирования автоматизированной системы комплексного учета энергоресурсов.

7.5. Комплектация.

Этап «Комплектация» включает в себя приобретение серийно выпускаемых изделий, материалов, заказ изделий единичного производства и осуществление входного контроля их качества.

7.6. Строительно-монтажные работы.

Этап «Строительно-монтажные работы» должен проводиться в строгом соответствии с проектной документацией. Все изменения проектных решений должны быть согласованы с Головной организацией с внесением корректировок в проектную документацию. Если корректировка проекта приводит к невыполнению требований ТЗ, то такая корректировка допустима только при условии согласования изменений в ТЗ со стороны Головной организации.

7.7. Пусконаладочные работы.

На этапе «Пусконаладочные работы» проводится автономная наладка технических и программных средств, загрузка исходной информации в базу данных и далее комплексную наладку всех средств системы.

Этап «Проведение предварительных испытаний» включает в себя:

• испытания автоматизированной системы комплексного учета энергоресурсов на работоспособность в соответствии с программой испытаний;
• оформление протокола предварительных испытаний;
• устранение неисправностей и внесение изменений в документацию на автоматизированную систему комплексного учета энергоресурсов (корректировка эксплуатационной документации);
• оформление акта о приёмке автоматизированной системы в опытную эксплуатацию с указанием сроков её проведения.

Этап «Проведение опытной эксплуатации» проводится с целью подтверждения правильности функционирования автоматизированной системы комплексного учета энергоресурсов в условиях реальной эксплуатации подготовленным персоналом и определения фактических значений количественных и качественных характеристик системы.

Во время опытной эксплуатации в рабочем журнале должны фиксироваться отказы, сбои, аварийные ситуации, изменения параметров, изменения в документации, а также замечания эксплуатационного персонала. По результатам опытной эксплуатации оформляется акт о завершении опытной эксплуатации и допуске системы к приёмочным испытаниям.

Этап «Метрологическое обеспечение» включает в себя:

• нормирование, расчет метрологических характеристик измерительных каналов;
• метрологическая экспертиза технической документации;
• испытания с целью утверждения типа;
• сертификация;
• поверка и калибровка;
• метрологический надзор за выпуском, монтажом, наладкой, состоянием и применением.

Назад: Услуги