电力监控
改进电力服务的有力理由——包括质量、可靠性和诊断方面的改进——促使默克公司在其位于新泽西州Rahway的研究和制造工厂投资了一套电源管理系统。默克公司被美国评为年度最佳能源合作伙伴。
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改进电力服务的有力理由——包括质量、可靠性和诊断方面的改进——促使默克公司在其位于新泽西州Rahway的研究和制造工厂投资了一套电源管理系统。默克公司曾被美国环境保护署评为年度最佳能源合作伙伴，该公司承诺在2008年底前将其能源使用量减少25%。但电力管理系统给公司带来的诸多优势已经显现出来:
通过取消预定的走动监控，节省了技术人员的时间。
自动数据收集可以节省时间并防止数据输入错误。
大型设备调试测试时间从四五天减少到两天。
较小的设备更容易安装。
更快、更有效的故障排除是可能的，因为信息可以更快速地获得，减少设备维护和停机时间。
而这仅仅是个开始。
默克制造计算机系统的高级自动化工程师丹·法比亚尼说:“目前我们还没有充分利用系统中的所有信息。”“我们已经开始计算预期负荷和使用量，节省能源使用。”
好连接
该项目于6年前在这家成立于1891年的研究型制药公司启动。随着全球对能源的重视，电力监控的优势现在显得尤为明显，因为在3000名员工的现场增加或升级了更多的设备，用于监控和数据采集型电力管理系统。默克公司选择的类似scada的工具是ABB的Power Rich系统结合OSIsoft PI系统历史学家。法比亚尼是默克公司的系统管理员，负责该工厂的能源管理系统和发电厂分布式控制系统。
电力系统监控着这100多幢大楼的电力系统。Fabiani说，大约有550台设备连接到两个冗余服务器，目前安装了大约20万个I/O点。更多的点会根据需要添加到系统中。连接设备支持制造、研究、办公大楼、仓库设施和发电站。该基地目前的能源需求——由现场蒸汽和公用事业以及默克生产的电力相结合来满足——来自现场的研究、制造和行政办公室。在默克的所有流程中，公司努力达到或超过监管要求和当前的良好生产规范(cgmp)。
供给与需求
许多电力公司提供减少用电需求的激励措施，鼓励客户在用电高峰时期节约用电。对于电力公司来说，这样的安排比在现货市场上购买电力更具成本效益。法比亚尼说，像默克公司这样的机构可以通过确定谁在什么时候使用什么能源来优化与能源供应商的能源合同。这些知识也将允许该地点通知适当的部门，如果或何时需要减少高峰需求。诸如更换镇流器、运动激活照明、更高效的电机和其他节电手段等好处也可以首先应用于最需要的地区。
采用双26.4 kV入站环形母线，共9个公用电源馈电，负载最高可达480v，电力管理系统与连接设备持续通信，收集真实、视在和无功功率等功率数据;功率因数;电压;当前的;波形，以及其他信息。所有保护和计量设备的状态显示在服务器和操作员控制台上，并在发生事件或故障时向主管发送警报。
电源除了26.4千伏输电线外，还包括两台5兆瓦发电机，一台10兆瓦发电机和四台250千瓦微型涡轮机。这些发电机虽然不足以为整个基地提供电力，但在电力供应中断时，足以保持蒸汽生产的正常运行。
Rahway基地的新发电设备包括一个500千瓦的屋顶太阳能系统，于2005年底安装在两栋建筑的顶部(包括法比亚尼的办公室，在28号楼)。此外，在过去的四年里，一个200千瓦的氢燃料电池一直在为法比亚尼的建筑提供电力，使其在发电方面几乎自给自足，几乎没有温室气体排放。Power Rich系统持续监控和监督各个流程的运行。有些可能连接到分布式控制系统(DCS)进行监控，但由于连接成本较低，因此连接到电源管理系统。Fabiani说，该系统最近增加了几个与变电站连接的无线I/O点。由默克公司IT人员指定的思科系统无线网桥帮助连接了公路对面的变电站，避免了更昂贵的光纤通信沟渠。其他最近增加的设备包括5千伏冷水机组和两座冷却塔，用于支持制造和研究。
Fabiani说:“Power Rich系统在我们现场使用了5年多，一直很可靠。
默克公司Rahway Utilities Group的仪器仪表和自动化高级电气工程师斯蒂芬妮·查普曼(Stephanie Chapman)说，该系统的监控功能可以让技术人员被派去解决问题，而不仅仅是检查状态和收集信息。“我们觉得可以通过避免人工检查来让我们的网站更可靠。该系统消除了错误，避免了错误记录数字的可能性，并最大限度地利用了员工的时间，”查普曼说。“监控系统现在使我们能够准确地收集数据。电能质量、可靠性和诊断能力都得到了提高。”
作为系统的最终用户，查普曼监视着各种各样的连接设备，来自不同的制造商和不同的年份。其中包括GE Multilin F60、745和489继电器和电能质量计，ABB发电机保护单元(GPU)继电器和Sixnet模块等。
设备的多样性
主服务器显示器显示变电站和其他负荷被监控，计算电力消耗和其他能源参数的每个设备和部门的综合。站点地图屏幕以最高级别显示所有被监视的组件。点击每一个可以得到更多的数据。一眼看去，带有活动警报的资源以黄色显示(参见假想的站点地图屏幕)。
最初的项目在两年的时间内连接了大多数设备，包括新的低压和中压变电站，每个变电站都在工厂和现场进行了测试，连接到环形总线和两个主要馈电。更换了一些继电器;其他的则取决于它们的功能寿命。这些变电站建于不同的时间，在设计上略有不同，但除了馈线的数量不同，安装都是一样的。
系统目标包括对电力进行更密切的监控，可以在某些时候用于内部计费，或者只是让部门了解在某些过程中使用了多少能源。这样的测量将有助于未来减少能源使用。
主服务器和备份服务器还配备了4台额外的客户端pc，以便从控制室和监督办公室的不同位置获取信息。监控有助于生产线故障排除，查看连接的设备宕机或断电，或是否有电网问题。查普曼建议，通过研究实验，避免停机时间延伸到生产过程中的质量控制，在这些过程中，计划外的停机或故障可能导致返工。
对于任何研究和开发设施，根据实验的性质，电力、加热或冷却中断可能会花费数小时、数周或数月的返工时间，从而推迟产品开发时间。
更容易调试
通常，当购买和安装新设备时，在供应商现场进行工厂验收测试。查普曼说，当设备到达默克公司时，“会根据我们的标准再次进行测试，并接上电线，然后我们再进行一次测试。”“我们将查看Power Rich屏幕，比较设备规格和连接状态。这使得调试更加容易，因为最近在系统中安装了冷却塔和低压变电站，”Chapman补充道。
安装后，由于电力监测系统提供了一致的信息和诊断，最终的测试从四五天缩短到两天左右。法比亚尼补充说:“由于架构的设置方式，我们只需要连接到工厂网络就可以添加一个新设备。这就是它远程I/O功能的美妙之处。”
增长
查普曼说，虽然大多数连接都是在两年内逐步投入使用的，但重点已经从电力监测转移到整体能源使用上。她说，最近，默克公司整合了来自冷却系统和冷水机组的额外状态信息，如水流和温度，有助于确保可靠性。
大多数设备都是自动运行的，并被远程监控。屏幕上的黄色表示报警。点击进入设备显示更多关于告警和相关设备的详细信息。查普曼说，例如，如果一个控制柜在一个异常炎热的夏天过热，如果这是原因的话，可以迅速找到困难的根源，获得零件，更换冷凝器。
当出现警报时，技术人员可以访问并将设备切换到手动模式进行故障排除。法比亚尼说，为了使用Power Rich系统的远程控制功能，默克公司需要建立相关的程序。
燃料电池技术
在默克公司的能源管理系统的潜在未来连接清单中，有一个200千瓦的燃料电池。2002年10月，默克公司在占地210英亩的Rahway厂址正式启用了联合技术公司的燃料电池，称这是美国第一家这样做的制药公司。这种燃料电池产生的能量相当于100个典型的独栋家庭的需求。
该项目是新泽西州清洁能源计划中的第一个燃料电池项目，该项目帮助企业抵消使用替代技术安装新能源发电设备的更高资本成本。美国国防部气候变化项目也帮助抵消了该项目的启动成本。目前，燃料电池的成本为每千瓦1600至4500美元，而化石燃料发电机的成本仅为每千瓦35美元。
“我们昼夜不停地工作，我们的许多研究材料都需要冷藏，因此持续、可靠的电力供应——99.999%不存在停电的可能性——对我们的运营至关重要，”前默克Rahway工厂经理Lawrence Naldi说，他现在是默克制造部门科学和技术高级副总裁。
燃料电池是电池的近亲，它通过电化学过程将氢和氧转化为电、热和水。没有燃烧，所以几乎没有排放。由于燃料电池将燃料(通常是从天然气中提取的氢气)转化为电能，因此燃料电池的工作效率比内燃机更高，从等量的燃料中提取更多的能量。废热从该过程中回收并用于其他用途，从而提高了效率。传统的发电系统产生多达25磅的污染物，产生1000千瓦时;联合技术公司的燃料电池产量不到1盎司。
默克公司Rahway的能源经理文森特•盖茨(Vincent Gates)认为，燃料电池是一种具有巨大潜力的可靠、创新的替代技术。“我们往往忘记了石化燃料是有限的，”盖茨说。更高效率的燃料电池可以更好地利用这些有限的资源。联合技术公司的子公司UTC Power目前提供PureCell 200，它可以产生200千瓦的电力和高达925,000 Btu/小时的热量。
查普曼说，2007年，默克公司Rahway工厂将进行额外的转型，包括将部分生产转移到其他地点和启动新工艺。她认为，电力监测和诊断已被证明有助于加快新设备的调试，将在这种过渡期间有所帮助。
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其他资料来源控制工程www.globalelove.com包含更多信息。
在www.cesuppliersearch.com搜索电源管理系统。
在www.globalelove.com/integrators上找到系统集成商。通过在“工程专业”下选择“电力系统工程师”来优化搜索。
“控制工程调查询问能源价格的影响”
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技术概述:能源管理
与任何项目一样，终端用户尽早参与可以节省以后的时间。
“默克公司是少数几个想要参与设计阶段的客户之一，这使得调试更容易，”ABB的通信和项目工程师杰弗里·巴顿(Geoffrey Patton)说，他是默克公司Power Rich系统的设计师。
当Power Rich版本5.21可用时，Merck开始了这个项目;第一次安装是5.41;巴顿说，现在最畅销的是6.0版。
默克公司利用了以下许多特性:
通过CD安装提供系统升级，并可以提供基于电话的帮助。
本地更新可以使用各种第三方工具通过网络传播。
安全性取决于使用标准微软实用程序的系统设置。
屏幕有一个标准的头部，带有用户功能，如返回上一页、帮助、主页、登录/退出、警报、时间、日期和其他功能的按钮。
默克公司使用Modbus或以太网通信，系统连接到250多种协议，包括ActiveX集成、OPC设备和plc。
系统有多个设备对象库，便于设置。
可伸缩的体系结构包括冗余和易于扩展的方法。
根据配置和网络配置的不同，操作员屏幕更新在不到2秒的时间内完成。
系统支持由位于佛罗里达州玛丽湖的ABB电力T&D有限公司提供
更好的管理能源的方法
行业顾问比尔·莱登说，在能源价格如此之高的情况下，现在似乎是写一本关于能源管理系统的书的好时机。他希望在2007年秋季完成，并可通过ISA Books (
控制人员需要在不中断生产的情况下从能源成本的角度来看待过程。莱登说，在许多情况下，如果将现有的控制系统附加到所需的区域，甚至可以通过现有的控制系统来实现。
如果有一个自动化系统，可能已经有数据来进行能源管理。这都是你如何处理收集到的信息。
查看能源成本，并将投入与需求相匹配。
将能源成本计入单位生产成本
寻找优化能量含量的方法。“例如，如果一个过程需要热油，你能在待机模式下降低温度，直到需要它之前吗?”莱登问，举个例子。
莱登补充说:“目前对能源系统的优化不多。”“我认为我们会看到更多。”
其他电源管理系统也节省时间、能源
MGE UPS系统公司表示，电源管理软件可以让设施管理人员快速轻松地控制网络不间断供电系统、以太网供电(PoE)中桥、配电单元(pdu)、机架监控系统和其他网络电源组件。
该公司表示，这样的系统可以从任何一台带有标准网络浏览器的计算机通过互联网访问，显示网络电力系统的实时监控，并以低成本确保广泛的高质量电力保护。
MGE的Enterprise Power Manager v2可以扫描支持标准UPS管理信息库(MIB)的任何供应商的设备。
通过其彩色编码的显示器，管理员可以激活高级功能，如自动关闭无人值守的服务器，自动重启和系统操作调度。
该软件适用于复杂的三相电力系统，可以绘制任何类型的电力架构，具有多个冗余级别，并在图形用户界面上查看实际功率流。
为乳制品和食品加工业提供实时运营智能软件的Vigilistics公司表示，在乳制品加工厂，由于天然气价格在过去几年翻了一番，能源已经占到产品成本的40%。
该公司为乳制品加工厂提供的能源使用分析软件，可以查看蒸发器、烘干机、锅炉、制冷和巴氏杀菌等各个生产阶段的单位能源，此外还可以减少牛奶损耗，跟踪和跟踪产品谱系。
Vigilistics运营分析总监罗恩·霍夫曼(Ron Huffman)说:“乳制品厂的节能机会通常会在几个月内为Vigilistics的能源管理系统支付费用。”
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