空壓系統開放式能效分析平台

摘要：本文以節能為目標，針對工廠運轉中動力機械設備，例如空氣壓縮機組，發展空壓的開放式能效分析平台，來提高能源使用效率。該平台的主要功能是接收使用者上傳的監測空壓系統的參數值，並透過雲端平台進行相關參數的運算和分析。這些分析結果可以為管理和節能診斷提供決策依據。
Abstract：This article focuses on energy conservation and developed an open-ended energy efficiency analysis platform for power mechanical equipment operating in factories, such as air compressor units. Users uploaded the monitored parameter values of the compressed air system to the cloud platform for reading. Through relevant parameter calculation and analysis, the platform provides decision-making support for management and energy-saving diagnostics, aiming to enhance energy utilization efficiency.

關鍵詞：空壓系統、流體機械、能效診斷
Keywords：Air compression system, Fluid machinery, Energy efficiency diagnosis

前言
為因應全球淨零碳排放的節能趨勢，企業需跳脫單一機組節能的範疇，推廣整體系統節能技術，以擴大產業的節電效益。同時，透過導入能源監視管理系統並提供專業輔導，協助企業提升系統的能源使用效率。本文協助國內工廠與業者針對動力機械設備之空氣壓縮(系統)站為目標，對長期運轉主機進行診斷，將量測資料經過處理和分析之後，可以為機組管理和節能診斷提供極具意義且即時決策評估的量化依據。本文進行發展的開放式能效分析平台，提供給國內業界使用，操作主要以讀取場域原始資料檔案進行分析診斷，使用者需先進行空壓機組資料建立與基本設定後，將所監測空壓系統的單機電性及系統物性等，上傳提供給雲端平台讀取，進行相關參數運算分析，計算系統效率與運轉成本等數值，以提供結果顯示與輸出[1]。並可藉遠端雲端系統，載入空壓資料庫並與專家系統比對分析，將空壓機設備的運轉狀況，讓使用者可監測特定期間的設備數據，國內業界將可在自己的辦公室或在世界各地透過網路進入本平台，進行資料的記錄與分析[2-3]，如圖1所示。

圖1 系統運作

分析及實現
1.平台硬體功能設計與規劃
本伺服端電腦機型是採用Dell塔式工作站Precision 5820 Tower，並搭載Windows 10專業版，具備多功能的數值運算，而處理器配置Intel(R) Xeon(R) W-2155 CPU，其時脈速度為3.3 Ghz，對於L2快取記憶體大小10240，在大數據存取以磁碟機SK Hynix SC311 SATA 512 GB及WDC WD40EZRZ-75GXCB0 4TB為主要空間。而本空壓平台以資料庫伺服器架構展開，讓客戶端和伺服器端能交換資訊，伺服器端能提供資料庫環境讓客戶端可查詢使用。以三層發展架構(Three-Tire Architecture)的產生，可分為客戶端(Client)、Web 伺服器(Web Server)、與資料庫伺服器(Database Server)三個層次[4-5]。資料庫伺服器負責儲存應用程式所需的資料，Web 伺服器則負責伺服功能的運作與網頁的建立，而客戶端便利用瀏覽器和伺服器連接，透過網頁的呈現方式讓使用者和伺服器端、資料庫端做單雙向的溝通，為動態網頁伺服器。如此混合使用動態與靜態網站，入口網站內容以靜態方式達成，有需提取資料，再跳到動態的頁面，混合兩種技術，達到較佳的瀏覽驗證。此法需要在網站的架構上加入分流，將純瀏覽的操作者導引到靜態網頁，需要更多功能的使用者，則至對應的動態頁面，如圖2所示。

圖2 動態網頁伺服器架構