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能源需求因行业和制造工艺而异。arc是一家位于美国马萨诸塞州戴德镇的咨询公司。其市场调查显示，在钢铁、造纸或化工等受成本影响的行业中，能源被视为主要成本参数，而在制药和半导体等受可靠性影响的行业中，能源被视为质量过程参数，以便为正常的产品生产提供可靠的能源。

不管行业因素如何，能源成本和需求都会对企业的最终收入产生重大影响。为了增强企业竞争力、控制成本和提高能源效率，企业正在改变其原有的做法。

提前估算能源使用量是企业控制成本的好方法。前瞻性制造商通过收集和分析数据，并综合考虑天气和其他与生产和管理相关的变量，来监控和管理能源效率和使用。

能源优化软件、能源监控设备、能源管理服务支持与控制系统、通信网络和可视化技术的结合，可以使制造商提前管理负荷需求，提高系统性能，降低成本。

能源问题的解决方案

制造商试图知道他们的运营何时、何地以及消耗多少能源。保罗·斯蒂尔先生是罗克韦尔自动化电力和能源管理系统工程师团队的领导者。他介绍说，有效的能源管理包括三个主要步骤:监测、分析和控制。“简而言之，监控是为了检查工厂的能源供应、消耗和使用效率，而分析是为了决定如何提高性能和实施相应的控制解决方案。”

斯蒂勒先生认为，罗克韦尔自动化在上述方面拥有相应的产品，能够提供广泛的能源管理服务。“我们可以帮助制造商决定安装哪些仪器和硬件，使用哪些软件，最重要的是要知道哪种报告能够传达重要信息。”

监控功能的合理规划

监控阶段考虑电子和机械系统的能耗。首先，制造商试图获得能源使用和负荷的信息，从而提高能源利用率，确定能源的谈判价格。其他目标包括确定和核实运营和主要投资项目，降低能源消耗和有效控制成本，以确保能源管理项目的可持续性。根据stiller先生的介绍，“能源测量”包括安装仪器、收集数据以及将这些数据组织成易于获取的能源信息。数字化电力监控设备是这一过程中的主要设备。

罗克韦尔自动化电源监控器& # 8482；1000和3000电力监控产品可以收集和传输有关能耗和电能质量的信息。这些设备用于测量设备电源分支系统中指定总线的负载功率参数。它们可以与能源管理软件结合使用，如rsenergymetrix & reg，这可以使制造商参考和跟踪能源的使用。

电力监控的一般功能包括生成负荷文件、分析电能质量和实现分布式系统监控。负荷文件可以绘制能耗图，电能质量监测可以识别电力系统的异常情况，分布式系统监测可以提供关于潮流、系统配置和设备状态的信息。

例如，在典型的负载文件系统中，功率监控可以测量和传输整个工厂所需的功率参数和能量数据——从设备的信息网络到能量管理软件。负载文件系统可以快速生成大量数据，这些数据将被分析、关联并压缩成有用的信息，以预测、预防和反映相关的电源问题。

电机、驱动器和传感设备的电能质量数据的不良点分析可以优化设备性能，还可以用于识别功率因数和谐波滤波器要求。

电能质量监测系统从分布式电能监测器收集电能质量数据。系统采集电压偏移、瞬时功耗、反相和谐波等信息，并以监控界面、趋势图、报告和报警的形式反映这些信息。

分布式系统监控使操作员和工程师能够掌握分布式系统中设备的电源情况，包括趋势、报警和目标信息。通过对分布式电力系统的监控，工程师可以识别可能的设备故障、重新配置电力系统组成、降低负载、手动限制电力需求以及增加发电机输出功率。

中央铁路是组成印度铁路网的九条区域铁路之一。它采用有效的电力和能源管理方案。通过在talwadiya变电站和博帕尔支线上安装Rockwell Automation power monitor 3000 monitor，中央铁路每年节省近200万美元的能源成本。

中央铁路要求电力监控系统准确测量当前的用电量和所需的最大耗电量。自动化系统集成商Solpro和罗克韦尔自动化的当地销售部门推荐了一种基于powermonitor 3000的电源监控解决方案，并在一台设备上进行了安装实验。

在对测试系统进行了三个月的密切观察后，铁路官员为博帕尔分部额外订购了八台powermonitor 3000显示器。结果，中央铁路将功率因数提高了10个百分点以上，同时避免了“突然的电力需求”，达到了政府规定的用电上限，减轻了企业因超过上限而面临的严厉处罚。

精确分析

第二步，分析，用于提高设备的利用率，从而提高功率效率。监控系统首先完成能源数据的采集并制作图表，然后对信息进行分析，使工厂能够更有效地控制成本。

制造商可以查看应用成本，尤其是使用时间、需求负载和比率。此外，他们还可以测量和记录能源使用情况，然后根据部门、加工过程和设备分配能源和分析能源比例结构。

据stiller先生说，rsenergymetrix软件可以提供全面的分析功能。“它可以遍布整个网络，并从电源监控设备获取信息”。该软件为所有电源参数提供了一个中央数据库，可以独立访问某个设备或不同地方的所有设备。它可以分离数据，生成图表和问题报告，并帮助分析和处理问题。

能够“看到”问题通常会赋予原始数据额外的含义，并且可以根据这些信息进行正确的调整。更重要的是，在进行新设备、新系统安装等重要投资之前，可以通过分析对方案进行验证，从而节省大量费用。

在美国洛杉矶的亥伯龙污水处理厂，罗克韦尔自动化公司与该厂的工程师合作，优化电能的使用。r能源矩阵在确定功耗趋势和寻找节能方法方面发挥着关键作用。

亥伯龙污水处理厂现有的数据收集方法已经过时。现场的每一个仪器都需要手动读取，只有一个简单的软件用来管理图表和报告。需要在现场的116个变电站使用两个便携式仪器来手动检测每个点的电能质量。

在了解了亥伯龙污水处理厂的需求后，罗克韦尔自动化公司推荐了艾伦-布拉德利公司。powermonitors、plc、slc & # 8482-2005年5月，rsview®。rsenergymetrix和rspower & # 848232，并建立了一个全新的监测和数据采集系统，包括116个电力监测，以衡量功耗。

目前，从电源监控器收集的信息被传输到rsview和rsenergymetrix服务器进行控制和分析。亥伯龙污水处理厂使用rsenergymetrix跟踪现场能源使用情况，同时参考历史趋势数据监控工厂的节能情况。

利用来自监控和数据采集系统的信息，rsenergymetrix可以自动生成一份报告来跟踪功耗的每个细节，例如所需的千瓦数和所选设备的最差峰值需求。工程师还可以选择仪器来跟踪负载、优化能耗和服务时间。

实践证明，新系统可以快速节约能源成本。能量记录显示，系统中的一个澄清池消耗的能量是其他澄清池的两倍，工程师立即发现这个异常澄清池的速度设置高于其他澄清池。调整速度后，工厂每年将节省33，000美元。

此外，亥伯龙污水处理厂也使用该系统来估算升级可节省的能耗。例如，工程师发现他们只需要订购先前计划的100台惠普逆变器数量的一半，减少订单为公司节省了22万美元。

实施控制

第三步——控制，主要处理能源需求和消耗。在分析数据后，工厂可以制定行动计划并应用各种控制系统选项来建立自动化系统以节约能源。

选择之一是需求管理。它使工厂能够自动规划未来的能源需求并控制消耗，以确保峰值不会超过限值。

负载管理系统用于监控所选设备的功耗，根据操作员选择的顺序打开或关闭设备，并将峰值能量需求降至最低。用户可以配置特定负载的顺序卸载和恢复。这种负荷转换可以使能源使用长期保持在同一水平，从而降低能源使用需求，避免超负荷。

另一个选择是负载紧急断开。当发电机或设备发生故障时，自动降低整个工厂的负荷，保持工厂的主要运行正常。这些系统持续观察电力系统的组成，并在能量损失的情况下估计哪些设备可以断开。

当能量损失时，系统迅速断开断路器，以保持整个电力系统稳定。在电力不足的情况下，负荷紧急离网系统可以根据需要在现场启动发电机，并自动关闭不重要的机械设备，以保证重要设备的供电，避免发电机或变压器损坏造成的损失。

最大化能源管理

最大化能源管理的关键是将电力监控设备、通信网络和可视化技术集成到一个统一的系统中。该方案必须基于开放标准，允许用户在任何地方传输能源信息，罗克韦尔自动化集成架构可以做到这一点！

制造商也可以发挥原有设备和网络的作用，使用以太网和devicenet & # 8482和控制网& # 8482；这样一个开放的网络可以通信，快速传输数据和集成。大多数设备都具有以太网通信能力，这可以降低安装成本。通用通信接口对于确保响应速度、数据支持和整个系统性能非常重要。

可编程控制器可以处理来自电源管理系统中的断路器、开关和保护继电器的离散输入。它可以与个人电脑一起使用，运行人机界面和日志软件，自动收集数据和压缩电力监测数据。

这样一个统一的系统可以使制造商有效地控制能源消耗和成本，并“依靠罗克韦尔自动化获得最有效的能源管理策略和实现最大的投资回报”！