一、方案背景

隨著制造業(yè)能源成本攀升及“雙碳”目標(biāo)的推進(jìn)，工廠亟需通過數(shù)字化手段實(shí)現(xiàn)能耗精細(xì)化管理。傳統(tǒng)人工抄表或孤立監(jiān)控系統(tǒng)存在數(shù)據(jù)分散、分析滯后、響應(yīng)慢等痛點(diǎn)。

本方案通過御控工業(yè)網(wǎng)關(guān)+云平臺(tái)的架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)車間能耗數(shù)據(jù)的全流程實(shí)時(shí)采集、智能分析與優(yōu)化控制，助力企業(yè)降本增效。

二、系統(tǒng)架構(gòu)

1. 數(shù)據(jù)采集層（感知層）

御控工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)采集：

電表：實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備電流、電壓、功率、電能等參數(shù)，支持三相電與單相電采集。

環(huán)境傳感器：監(jiān)測溫濕度、光照強(qiáng)度（對(duì)照明能耗分析）、壓縮空氣流量等。

設(shè)備控制器對(duì)接：通過PLC或變頻器直接讀取設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)（啟停、負(fù)載率等）。

多協(xié)議兼容

御控工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)支持Modbus RTU/TCP、Profibus等工業(yè)協(xié)議，兼容西門子、三菱等主流品牌設(shè)備。

2. 網(wǎng)絡(luò)傳輸層（網(wǎng)關(guān)層）

御控工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)核心功能：

協(xié)議轉(zhuǎn)換：將設(shè)備層協(xié)議（如Modbus）統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為MQTT/HTTP等云平臺(tái)協(xié)議。

邊緣計(jì)算：本地預(yù)處理數(shù)據(jù)（濾波、異常值剔除、數(shù)據(jù)壓縮），減少云端帶寬壓力。

斷點(diǎn)續(xù)傳：網(wǎng)絡(luò)中斷時(shí)緩存數(shù)據(jù)，恢復(fù)后自動(dòng)補(bǔ)傳，保障數(shù)據(jù)完整性。

安全加密：支持TLS/SSL加密傳輸，防止數(shù)據(jù)泄露或篡改。

組網(wǎng)方式

有線：工業(yè)以太網(wǎng)（適用于高穩(wěn)定性產(chǎn)線）。

無線：4G（移動(dòng)設(shè)備或分散區(qū)域）、LoRa（低功耗廣域覆蓋）。

3. 御控工業(yè)云平臺(tái)層（數(shù)據(jù)管理與分析）

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

時(shí)序數(shù)據(jù)庫：存儲(chǔ)高頻能耗數(shù)據(jù)（秒級(jí)/分鐘級(jí)）。

關(guān)系型數(shù)據(jù)庫：存儲(chǔ)設(shè)備元數(shù)據(jù)、報(bào)警記錄等。

核心功能模塊

實(shí)時(shí)監(jiān)控大屏：展示車間總能耗、單臺(tái)設(shè)備能效、峰谷電占比等。

能耗分析引擎：

分時(shí)段統(tǒng)計(jì)（班次、日、月對(duì)比）。  

能效對(duì)標(biāo)（同類型設(shè)備能耗差異分析）。  

碳排放計(jì)算（根據(jù)能耗數(shù)據(jù)自動(dòng)換算）。  

智能告警：設(shè)定閾值（如單機(jī)功率超限），觸發(fā)短信/郵件通知。  

AI預(yù)測優(yōu)化：基于歷史數(shù)據(jù)預(yù)測未來能耗趨勢，推薦節(jié)能策略（如調(diào)整空壓機(jī)啟停時(shí)間）。

4. 應(yīng)用層（用戶終端）

御控Web/移動(dòng)端：管理人員可隨時(shí)查看報(bào)表、接收?qǐng)?bào)警。

API接口：與MES、ERP系統(tǒng)對(duì)接，關(guān)聯(lián)生產(chǎn)計(jì)劃與能耗數(shù)據(jù)（如單位產(chǎn)品能耗分析）。

三、實(shí)施步驟

1. 現(xiàn)場調(diào)研與規(guī)劃
   確定監(jiān)測設(shè)備清單（如注塑機(jī)、空壓機(jī)、照明系統(tǒng)）。
   網(wǎng)關(guān)部署點(diǎn)位（覆蓋所有關(guān)鍵能耗節(jié)點(diǎn)）。
2. 硬件部署
   部署御控工業(yè)網(wǎng)關(guān)，配置網(wǎng)絡(luò)（有線/無線）與協(xié)議轉(zhuǎn)換規(guī)則。
3. 御控云平臺(tái)配置
   創(chuàng)建設(shè)備數(shù)字孿生模型，綁定物理設(shè)備與數(shù)據(jù)標(biāo)簽。
   配置數(shù)據(jù)分析規(guī)則（如峰谷電價(jià)時(shí)段能耗統(tǒng)計(jì)）。
4. 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)與優(yōu)化
   驗(yàn)證數(shù)據(jù)采集完整性（如對(duì)比御控網(wǎng)關(guān)本地日志與云端數(shù)據(jù)）。
   優(yōu)化邊緣計(jì)算算法（如動(dòng)態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)采樣頻率）。
5. 培訓(xùn)與交付
   培訓(xùn)用戶使用云平臺(tái)查看報(bào)表、設(shè)置告警策略。
   提供API文檔，支持后續(xù)與第三方系統(tǒng)集成。

四、技術(shù)優(yōu)勢

高兼容性：御控網(wǎng)關(guān)支持多協(xié)議，避免老舊設(shè)備改造。

低延遲：御控網(wǎng)關(guān)邊緣計(jì)算實(shí)現(xiàn)本地快速響應(yīng)（如過載保護(hù)）。

彈性擴(kuò)展：御控云平臺(tái)可按需擴(kuò)容，支持未來新增車間或設(shè)備接入。

成本節(jié)約：無線組網(wǎng)減少布線成本，精準(zhǔn)控能降低電費(fèi)支出。

五、應(yīng)用價(jià)值

節(jié)能降耗：御控網(wǎng)關(guān)通過異常能耗定位，降低車間能耗。

精細(xì)管理：實(shí)現(xiàn)“設(shè)備-產(chǎn)線-車間”多層級(jí)能效評(píng)估。

合規(guī)支持：自動(dòng)生成能源報(bào)告，滿足政策要求。

六、典型案例

某汽車零部件工廠實(shí)施本方案后：

通過御控云平臺(tái)分析發(fā)現(xiàn)注塑機(jī)待機(jī)功耗占比達(dá)15%，優(yōu)化啟停策略后年節(jié)省電費(fèi)超20萬元。

實(shí)時(shí)報(bào)警功能及時(shí)識(shí)別空壓機(jī)管道泄漏，減少能源浪費(fèi)約18%。

七、總結(jié)

通過御控工業(yè)網(wǎng)關(guān)+御控云平臺(tái)的架構(gòu)，工廠可快速構(gòu)建覆蓋全車間的能耗監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)從“粗放用電”到“智慧節(jié)能”的轉(zhuǎn)型，為綠色制造與可持續(xù)發(fā)展提供數(shù)據(jù)支撐。

審核編輯 黃宇