仙乐健康科技股份有限公司—云智控技术方案
仙乐健康科技股份有限公司
深圳市美福安科技有限公司
2020年6月10日
目录
TOC \o "1-2" \h \u 第一章、项目概述 1
1.1 项目目标 1
1.2 项目设备情况 1
第二章、现状分析 2
2.1 空压站数据缺乏监测和价值挖掘 2
2.2 人工控制启停 2
2.3 能耗浪费 2
第三章、系统解决方案 3
3.1 数字化站房：降低运维成本30% 3
3.2 智能化控制：减少人工工时≥50% 4
3.3 整站节能：节省车间耗电量5-30% 6
第四章、技术拓扑图 7
4.1 技术方案 7
4.2 系统部分功能界面 8
4.3 硬件产品介绍 10
第五章、项目效益 11
5.1 空压站房一 11
5.2 空压站房二 12
第六章、典型应用案例 13
HYPERLINK \l _Toc50 6.1 医药行业案例-白云山制药总厂 13
附录： 14
本项目旨在为仙乐健康科技压缩空气系统的监控提供整体解决方案，达到为客户节省能耗和人工工时的目的。
项目包含2个空压站系统：共有5台工频空压机，1台变频机。设备详细情况如下表：
空压站 | 序号 | 设备名称 | 品牌及型号 | 功率 | 台数 | 备注 |
站房一 | 1 | 工频空压机 | 英格索兰 | 132KW | 2 | 控制器可接入情况：可接入 |
2 | 工频空压机 | 英格索兰 | 200KW | 1 | 控制器可接入情况：可接入 | |
合计 | 464KW | 3 | — | |||
空压站 | 序号 | 设备名称 | 品牌及型号 | 功率 | 台数 | 备注 |
站房一 | 1 | 变频空压机 | 英格索兰 | 55KW | 1 | 控制器可接入情况：无通讯接口 |
2 | 工频空压机 | 英格索兰 | 22KW | 1 | 控制器可接入情况：无通讯接口 | |
3 | 工频空压机 | 英格索兰 | 37KW | 2 | 控制器可接入情况：无通讯接口 | |
合计 | 151KW | 4 | — | |||
1）需要在设备控制器面板上实时观测参数，设备出现故障时，获取信息延迟；
2）频繁巡检与抄表，但依旧无法获取连续性数据，难以做事后分析，及时定位问题；
3）缺乏整站输出气体质量和能耗监测，站房现状难以全面把控，后处理压降和运输管道泄漏等问题难以识别；
4）现场改善难，重要参数没有存储历史数据，且缺乏完整的数据分析方法。
班次更迭或生产线变更时，需要安排专门的人员启停设备。
各设备参数依靠操作人员个人经验设置，为实现顺序启停，及时加卸载，需要合理设置层叠式加卸载压力等运行参数，由于各设备依据排气口压力触发控制，控制延迟，母管输出气体压力难以准确控制。
空压站房粗放式管理。
1）各设备依据排气口压力进行调节，管网用气的变化，容易触发多台工频设备同时频繁加卸载或者放空，导致各设备卸载时间偏高，设备运行效率低下，产生浪费；
2）为了实现顺序启停加卸载，各设备需要设置层叠式压力带满足控制需求，用气变化时，会导致管网压力上升，各设备负载加大；
3）设备供气方案无法与用气情况匹配，各设备孤军作战，产期端压力与用气端压力不匹配，或者在特定情况下，不能开启最优的设备组合，导致气体放空，压力波动，加剧能耗损失；
云智控3D组态效果图
1）实现全方位监测：包含站房温湿度、母管压力、流量、末端用气压力、后处理设备压降、运输管道泄漏、整站耗电量等；
2）实现实时数据查看：各设备、传感器数据通过电脑、手机可随时查看，支持现场故障声光报警，手机及时提醒；
3）实现虚拟3D空压站展示：将现场设备及管道结构投影到电脑上，可以在办公室随时观测到站房概况；
4）支持历史数据查看：多纬度参数分析，完整连续的历史数据可以通过电脑、手机随时查看，完整的分析模块，支持站房全方位分析；
5）推送专家级诊断月报：包含站房能耗等级评定、用电单耗对比、用气量、耗电量、加载率、压降、泄漏、设备故障分析等，让用户全面了解站房改善点。
1）支持计划开关机：系统支持自定义启停时间，按照计划时间开启和关闭设备；
2）根据用气工况调节设备：当用气减少时，自动控制设备卸载/放空、停机，当用气增加时，自动控制待机设备启动加载；
3）支持设备轮换：当设备连续运行时，支持启用备机轮换，避免单一设备运行疲劳；
4）支持重故障切换备机：设备发生重故障时，自动启动备机，防止低压风险；
5）均衡设备的运行时间：运行时间长的先停，运行时间短的先启。
1）支持计划开关机：系统支持自定义启停时间，按照计划时间开启和关闭设备；
2）根据管网结构，支持与空压机联动控制和固定数量运行控制：复杂管网结构，支持自定义控制机制；
3）与空压机联动时，支持联动反锁机制：例如：当干燥机出现异常时，对空压机进行停机锁定；
4）固定数量运行时，支持设备轮换，故障切换等功能。
1）边缘计算技术：基于设备及传感器数据，合理匹配供气端与用气端，实现精准的控制响应，保证稳压供气；
2）多约束多参数控制算法：采用多参数协同调节的算法模型，多点捕捉系统工况变化，快速反应，准确执行，实现参数自主调优，可将设备加载率提高至95%以上；
3）窄带恒压技术：变层叠式压力带为单压力带，以用气末端的压力和流量为调控依据，缩窄压力波动范围30-70%；
4）云端AI：蘑菇云会对数据进行分析、存储、诊断，并通过强大的AI算法能力分析站房能效等级，根据系统收益、单位能耗、累计用气、用气波动等参数，在云端支持边缘服务器的计算和控制能力，保证系统稳定运行。
“端”指设备端：除了各设备，方案还将在母管处安装压力变送器、流量计、露点仪、用气末端安装压力变送器，对站房输出压缩气体做全方位监测，各设备以及传感器通过485连接云盒（数据采集网关），云盒通过LoRa通讯将采集到的数据传递给边缘服务器，同时执行边缘服务器下发的控制指令；
“边”指边缘服务器：是安装在站房现场的一台服务器，该服务器从云盒获取数据后，根据内置的控制算法，做控制决策，将指令下发至云盒，同时边缘服务器与云端进行双向通讯（4G或者以太网），实时上报监控数据，并接受云端的AI计算结果。边缘服务器部件全部采用国际知名品牌，保证控制的稳定性和可靠性；
“云”指云端服务：包含PC Web和移动端小程序应用，云端提供数据实时展示，历史数据的大数据分析和AI计算控制，不断为用户提供优化建议，持续产生价值。
云智控2D站房组态图
单台设备数据监测
系统收益分析
历史数据查询
移动端小程序
1）方案报价
智能控制系统 （含云端软件、边缘控制软件及边缘智能服务器） | 一套智能控制柜，实现设备智能控制共3台空压机设备，1台吸干机，及7仪器仪表。（功能模块主要包括：远程监测、车间数字化看板、报表分析展现、历史数据分析、异常工况检测、故障诊断、故障报警、保养到期提醒、单耗评估、远程开关机、远程调参数、智能反向控制。） | 小计：73840 元 |
现场技术 实施服务费用 | 1000元/人/天，共1人3天，总计3人天 | 小计：3000 元 |
物联网通讯硬件 | 共11台设备与仪器仪表接入云智控系统，小计：11000元。 | 小计：11000元 |
仪器仪表 | 压力传感器1台，单机450元，小计450元；涡街流量计3台，单价5100元，小计：15300元；差压流量计1台，单价13000元，小计13000元；电表3台，单价450元，小计：1350元；露点仪1台，单价3700元，小计3700元，共计33800 元。 | 小计：33800元 |
合计 | 121640元（大写：壹拾贰万壹仟陆佰肆拾元整） | |
预期收益项目 | 项目具体内容 | 节能率 | 金额 |
降低管网平均压力 | 母管压力带1.5bar降至0.7bar，降低能效比为0.8*7%=5.6%，按照总耗电量464kw*6000h/年=2784000kW*H（估算值），平均电单价0.6元/（kW*H），年耗电量预计1670400元，年节省费用预计为93542元。 | 5.6% | 93542元/年 |
降低卸载放空 | 加载率目标从85%调至90％，预计卸载节能空间5％，按照总耗电量464kw*6000h/年=2784000kW*H（估算值），平均电单价0.6元/（kW*H），年耗电量预计1670400元，年节省费用预计为83520元. | 5% | 83520元/年 |
节能率 | 10.6% | ||
年节省费用 | ≥177062元/年 | ||
5.2 空压站房二（老厂房）
方案报价
智能控制系统 （含云端软件、边缘控制软件及边缘智能服务器） | 一套智能控制柜，实现设备智能控制共4台空压机设备，5台冷干机，2台吸干机，及6台仪器仪表。（功能模块主要包括：远程监测、车间数字化看板、报表分析展现、历史数据分析、异常工况检测、故障诊断、故障报警、保养到期提醒、单耗评估、远程开关机、远程调参数、智能反向控制。） | 小计：100300 元 |
现场技术 实施服务费用 | 1000元/人/天，共1人5天，总计5人天 | 小计：5000 元 |
物联网通讯硬件 | 共17台设备与仪器仪表接入云智控系统，小计：17000元。 | 小计：17000元 |
控制面板 | 英格索兰控制面板4台，单价5000元，小计：20000元。 | 小计：20000元 |
仪器仪表 | 压力传感器1台，单机450元，小计450元；差压流量计1台，单价13000元，小计：13000元；电表4台，单价450元，小计：1800元；露点仪1台，单价3700元，小计3700元共计18950 元。 | 小计：18950元 |
合计 | 161250元（大写：壹拾陆万壹仟贰佰伍拾元整） | |
2）项目预期收益
预期收益项目 | 项目具体内容 | 节能率 | 金额 |
降低管网平均压力 | 母管压力带1.5bar降至0.7bar，降低能效比为0.8*7%=5.6%，按照总耗电量151kw*6000h/年=906000kW*H（估算值），平均电单价0.6元/（kW*H），年耗电量预计543600元，年节省费用预计为30441元。 | 5.6% | 30441元/年 |
降低卸载放空 | 加载率目标从85%调至90％，预计卸载节能空间5％，按照总耗电量151kw*6000h/年=906000kW*H（估算值），平均电单价0.6元/（kW*H），年耗电量预计543600元，年节省费用预计为27180元. | 5% | 27180元/年 |
节能率 | 10.6% | ||
年节省费用 | ≥57621元/年 | ||
投入成本 | 年节省费用 | 上云上平台补贴 | 实际投入成本 | 投资回报周期 |
282890 | 234683 | 198023 | 84867 | 3个月 |
广东省工业和信息化厅办公室关于开展2020年工业企业“上云上平台”服务券申领工作的通知： http://syspt.aiigd.cn/#/noticeDetail?id=16007438460479488...AC%E5%91%8A&siteId=3 奖补标准 按照《广东省工业企业“上云上平台”应用产品目录（2020年）》（见附件），以项目实际合同额的一定比例予以奖补，其中珠三角地区（包括广州、珠海、佛山、惠州、东莞、中山、江门、肇庆市，含A、B类）奖补比例为70%，粤东西北地区（包括汕头、韶关、河源、梅州、汕尾、阳江、湛江、茂名、清远、潮州、揭阳、云浮市，含A、B类）和产业集群试点奖补比例为80%。 | ||||
第六章、典型应用案例
车间层叠压力带变成单压力带，压力带缩窄在6.5～7.0bar之间，通过对整个空压站房包括后处理的整体控制，减少了无效能耗，最终空压站房整体能耗降低8.3%。 |
深圳市美福安科技有限公司定位为工厂通用动力设备的一站式节能服务和工厂物联网系统集成服务，为客户创造可测量可连接可计算且可持续改善的节能价值。公司节能服务范围包括流体类动力设备（空压机系统、真空泵、流体泵、风机等）和冷热供应设备（中央空调、冷水机组、蒸汽锅炉等），与客户的节能合作模式包括合同能源管理模式（按节能收益分期收费，收费到期后，设备产权归属客户）及买断模式（节能设备买卖合同按承诺的节能量验收付款）。公司通过借助先进的移动物联网技术、边缘计算技术、云计算技术、大数据可视化技术、AI算法等，实现“设备-设备用户-节能服务供应商-设备制造商”的数字化打通，掌握工厂动力设备智能控制与节能的核心技术，借助国内知名厂家研发的工厂各级节能管理系统（变压器级、车间级、设备级），帮助企业实现动力站房设备数字化、智能化控制和整厂节能，完成从单台设备节能到整厂节能的升级改造，达成节能降耗的目标，助力企业降本、提质、增效。
公司成立于2014年，总部位于深圳市宝安区，并在厦门、天津、长沙、昆山等地设有服务机构，服务能力覆盖全国。核心团队有资深能耗审计高级工程师、资深系统集成项目经理，以及在全球知名动力设备品牌任职多年高管。经过6年的快速发展，现已成功拓展空压机、干燥机、商用燃气炉、真空泵、风机等等节能服务领域。在节能领域，客户遍布全国各地，累计服务超150家工业企业客户。