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基於工業互聯網的空壓機能源管理方案空壓機的作用是通過壓縮空氣提供動能，其應用領域和實際用途非常廣泛，是現代工業重要的生產設備。同時，空壓機屬於能耗大戶，其所消耗的電量占整個工廠耗電量的30%左右，在單台空壓機的生命周期中，電費成本占氣使用成本的90%左右。

目前國內使用的空壓機基本上能效標識為二、三級，運用工業互聯網對空壓機實施能源管理，可有效節能，市場潛力巨大。

空壓機合同能源管理項目是一種新型的市場化節能機制，其實質就是以減少的能源費用來支付節能項目全部成本的節能業務方式，國內常見的有售氣模式與租賃模式。目前實施過程中，存在以下幾個關鍵痛點：節能量預測分析繁瑣且周期長、設備維護效率低、費用結算複雜不透明、企業繳費回款不及時、合同糾紛風險大。風險控制及運維效率是成功實施空壓機合同能源管理項目的關鍵。

實施目標

依託本公司互聯網平台，促進自動化與信息化深度融合，空壓機合同能源管理解決方案旨在提供一個可廣泛複製的，覆蓋氣站改造、氣站管理、業務運營三大主要環節的一站式解決方案，幫助空壓機廠商實現服務化轉型，運營共享氣站。

在改造階段，通過物聯網及大數據技術實現節能預測分析、建立節能模型；在管理階段，通過物聯網技術實現遠程監控、遠程運維、故障報警等；在業務運營階段，通過物聯網及雲技術實現自動抄表、費用結算、自助繳費、報表統計等。

該方案能降低氣站運營風險及運維成本，提高工作效率及客戶滿意度，幫助空壓機廠商成功實施合同能源管理項目，實現服務化轉型、創造更多利潤。

適用範圍

空壓機行業，節能環保領域：適用於合同能源管理項目，共享氣站建設及運營，氣站節能改造，氣站、空壓機節能及後服務管理。

在工業互聯網網絡體系架構中的位置

氣站改造前，一方面空壓機能耗高，其所消耗的電量占整

個工廠耗電量的30%左右。另一方面隨着管道老化、管路泄露等、不同時間段供氣需求不同而供氣壓力不變，造成能量浪費情況非常嚴重；所以在氣站改造階段產生的需求主要是採集歷史數據、分析氣站節能效益、提出節能工況模型、為氣站改造提供經濟效益論證。

氣站管理過程，存在的問題是空壓機維保大多不及時，設備發生故障維修效率低，空壓機配件管理混亂。所以主要需求是空壓機的設備管理，包括遠程監控、遠程運維、故障預警、維保提醒、配件管理等。

氣站運營過程，為了確保整個氣站能耗最優化，需要實時監測用氣量、用電量以不斷調整優化節能模型；另外，還需要實現遠程抄表、透明計費、客戶管理、合同管理、自助繳費、統計報表等功能。

解決方案

方案介紹

本方案的核心是一套端到端，即空壓機設備供氣端/用氣端等數據採集終端端到應用端（包括手機端/Web 端）的智能物聯網系統，再通過相關工業雲的雲端存儲、大數據統計分析、數據可視化等技術實現具體業務功能。

採集端：空壓機氣站加裝支持ModbusRTU的通信模塊的電錶和流量計；用氣終端加裝壓力計和流量計；通過物聯網智能硬件採集模塊，將空壓站的用電用氣數據，空壓機實時運行數據，用氣端的數據，通過 4G/3G 上傳至工業雲平台，實現流量監測、用電監測、氣壓監測、遠程抄表等應用。

雲端：利用雲計算與大數據技術對實時數據過濾、清洗、計算，並提供對外的API接口服務。

應用端：分網頁端和手機 app 端。提供具體的業務功能，包括檔案管理、遠程監控、事件管理、售氣計費等。並通過數據可視化技術實現一站式報表統計，為企業決策提供支持。如圖 3 所示，方案包括供氣端和用氣端的數據採集和傳輸設備的部署。供氣端（氣站）接入設備包含：1個電錶、1個流量計、含多個物聯網模塊；用氣終端接入設備包括：多個用氣端壓力計，流量計（可選），1個Lola網關(可選)，相關模塊功能描述如下：

物聯網模塊（簡稱智能硬件）：具有2路標準RS485通信串口，支持 2G/3G/4G，以太網和 WIFI 傳輸數據，具備二次編程的能力，可實現數據協議的適配和轉換，接入雲平台。

供氣端的電錶、流量計: 採用具備modbus RTU通信的電錶和流量計，可採用智能硬件採集，或採用 LORA 協議模式，或NB-IOT協議，實現數據傳輸。

空壓機：通過智能硬件與控制器通過modbusRTU連接， 1 對1組網。空壓機和空壓機連接(可選)：RS485 主從模式組網,支持聯控功能。用氣終端壓力計或流量計(可選)：採集用氣終端的壓力/流量，可藉助智能硬件、或採用LORA協議模式，或NB-IOT協議，實現數據傳輸。在工廠實際應用中，LORA 協議在多用氣點數據採集的安裝使用、成本上還是具有一定優勢的。LORA 網關（可選）：如採集端採用 LORA 協議，則選用通過LORA網關，實現數據的採集和傳輸。