森辉自控工业自控系统

产品白皮书

深圳市森辉智能自控技术有限公司

2023 年 10 月

森辉自控智慧园区平台产品白皮书

I

目录

一 背景介绍 .......................................... 1

1.1 行业背景...................................... 1

1.2 政策背景...................................... 1

1.3 市场背景...................................... 2

1.4 公司优势...................................... 3

二、产品概述 ......................................... 4

2.1 产品定位...................................... 4

三、产品架构 ......................................... 6

3.1 系统总体架构.................................. 6

3.2 系统逻辑架构.................................. 6

3.3 数据采集架构.................................. 8

四、产品功能 ......................................... 8

4.1 工业自控预警系统.............................. 9

4.2 设备概况..................................... 17

4.3 设备列表..................................... 17

4.4 类型管理..................................... 19

4.5 设备类型管理................................. 20

4.6 设备管理..................................... 21

4.7 指令管理..................................... 23

4. 8 定时任务.................................... 23

4.9 进入设备模型................................. 25

五、产品价值 ........................................ 25

5.1 经济效益..................................... 25

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II

5.2 产品效益..................................... 26

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一、背景介绍

1.1 行业背景

工业自控是现代工业发展的重要领域之一。在工业生产过程中，通过自动化

技术和先进的控制系统，实现对生产设备、工艺过程以及产品质量的监测、调节

和控制。工业自控的发展与现代工业化进程紧密相连，它的出现极大地提高了工

业生产效率，降低了生产成本，提高了产品质量。

随着科技的不断进步和全球经济的快速发展，工业自控行业也在不断演进和

创新。现代工业已经进入了智能化、数字化和网络化的时代，工业自控的需求也

更加多样化和复杂化。工业自控涵盖了多个子领域，包括自动化仪表、过程控制、

机器人技术、工业网络通信等。

工业自控技术的不断应用和推广，已经在许多行业中取得了显著的成果。例

如在制造业中，工业自控技术可以提高生产线的自动化程度，增强企业的生产能

力和竞争力。在化工和能源行业中，工业自控技术可以实现对复杂的工艺过程的

精确控制和优化，提高生产效率和能源利用率。此外，工业自控技术还广泛应用

于交通运输、航空航天、电力电气等领域。

1.2 政策背景

工业自控是指利用现代科技手段，对工业生产过程中的设备、工艺和操作进

行自动化、智能化管理和控制的技术和方法。工业自控有助于提高生产效率、降

低成本、提高产品质量，并推动工业转型升级。在政策层面，工业自控得到了广

泛的支持和推动，以下是一些政策背景：

信息化发展战略：政府提出了信息化发展战略，将信息技术与实体经济深度

融合，推动智能制造和数字化工厂的建设。工业自控是实现信息化发展战略的关

键手段之一，有助于提升企业的数字化转型水平。

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信息化发展战略：政府提出了信息化发展战略，将信息技术与实体经济深度

融合，推动智能制造和数字化工厂的建设。工业自控是实现信息化发展战略的关

键手段之一，有助于提升企业的数字化转型水平。

节能减排和环保要求：工业自控可以通过对设备和工艺的智能管理和调控，实现

能源的节约和效率的提高。政府出台了一系列的节能减排和环保政策，鼓励和支

持企业推进工业自控，以减少对环境的影响，实现可持续发展。

人工智能发展战略：人工智能是当前科技发展的热门领域，对工业自控的发

展提供了巨大的机遇。政府出台了人工智能发展战略，鼓励企业加大对人工智能

技术在工业自控方面的研发和应用，推动工业自控向智能化方向发展。

产业政策支持：政府通过制定产业政策，支持和引导企业在工业自控领域的

发展。例如，提供财政补贴和税收优惠政策，加大对工业自控技术研发和应用的

资金支持力度，鼓励企业加大投入，推动行业的发展。

1.3 市场背景

工业自控是一个庞大且不断增长的市场，其中涵盖了广泛的行业和应用。

1.市场规模和增长：工业自控市场是一个巨额的市场，其规模持续扩大。根

据市场研究报告，工业自控市场在全球范围内的价值已经超过数千亿美元，并且

预计将以较高的复合年增长率继续增长。这是由于工业自控技术的广泛应用以及

对提高生产效率和产品质量的需求不断增加。

2.行业应用广泛：工业自控技术在多个行业中得到广泛应用。其中包括制造

业、化工、能源、医疗、交通、物流等行业。工业自控系统可以用于监测生产设

备的运行状态，调节工艺过程中的参数，控制生产线的自动化操作，并实现对产

品质量的监测和控制。

3.技术创新和数字化转型：近年来，工业自控市场呈现出快速增长的趋势，

主要受到技术创新和数字化转型的推动。随着物联网、云计算、人工智能和大数

据分析等新技术的发展，工业自控正在向智能化、数字化和网络化方向迈进

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4.国家政策支持：许多国家和地区纷纷制定政策以推动和扶持工业自控市场

的发展。这些政策包括财政奖励、税收优惠、研发资金支持、产业规划和标准制

定等方面，旨在鼓励企业加大对工业自控技术的投资和应用。

1.4 公司优势

深圳市森辉智能自控有限公司是专业的工业自动化服务提供商和数字化服

务的领创者，公司拥有多项工业自动化领域的发明专利和自主知识产权，并拥有

丰富的工业自动化领域的服务经验。

1.4.1 技术优势

森辉工业自控系统提供从底层通讯中间件到面向客户的服务应用，是从采集

硬件终端到平台的一站式综合解决方案，平台技术优势如下：

平台分层结构，采集层基于 hslCommunication 二次开发构建分布式应用 ，

应用层采用 SpringCloud 微服务架构体系，便于根据业务需求的水平和垂直方向

扩展；

支持 Modbus：ASCII、RTU、TCP；Profine；MQTT 等多种工业采集协议接入；

3D 可视化：结合现场重点用能设备进行 3D 建模，并应用到可视化监控、告警等

业务中；

采用微服务技术架构设计理念，将业务应用模块颗粒化，独立化，实现快速

迭代，无缝更新，弹性扩容；拥有一套自主研发的业务应用算法库，包括完整的

流程、算法及异常处理逻辑和规则；

数据安全：基于云安全防护体系，保证各类交互数据安全可靠。

1.4.2 产品优势

1. 导轨式电能量感知器

1) 安装无需停电，适用于广阔存量市场

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2) 国内领先分体式电压电流采集

3) 可拓展性强，可为不同场景定制策略

4) 电能采集综合成本下降 50%

5) 精度等级最高可达千分之二

2. 森辉自控数据采集器

1) 兼容 5G、4G、NBIOT、LoRa、433 等主流频段

2) 兼容性强，支持近 5000 种不同类型传感器

3) 易安装，导轨式安装、磁吸式安装

4) 可拓展性强，可定制加密功能，存储功能

5) 行业领先的传输解决方案

二、产品概述

2.1 产品定位

产品定位：

我们的智能工业过程控制系统是一种高度集成、可靠的解决方案，旨在帮助工业

企业实现生产过程自动化、提高生产效率、降低运营成本以及确保产品质量。

目标市场：

我们的目标客户是那些追求提高生产效率、降低运营成本以及需要自动化生产的

工业企业，例如制造业、化工、电力、制药等行业的企业。

1) 产品特性与优势：

（1）实时监控与控制：通过实时监测生产过程中的各种参数，如温度、压

力、液位等，并进行实时控制，以确保生产过程的稳定和产品质量的一致性。

（2）优化生产流程：通过采集和分析生产数据，识别生产流程中的瓶颈和

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浪费，并提出优化建议，以提高生产效率和降低运营成本。

（3）故障预测与维护：利用先进的预测性维护技术，对设备进行实时监控，

预测潜在故障，并提前采取维护措施，以降低设备停机时间和维修成本。

（4）可视化分析与报告：提供可视化数据分析报告和生产报告，帮助企业

更好地了解和优化生产过程。

2) 竞争差异化：

（1）我们的系统具有高度的可靠性和稳定性，能够满足工业企业对于生产

过程连续性的要求。

（2）我们的系统提供丰富的数据分析功能，能够满足工业企业对于生产过

程优化的需求。

（3）我们的系统支持多种设备和协议，能够与现有的工业控制系统无缝集

成，降低客户的改造成本。

3) 市场定位：

我们的智能工业过程控制系统定位于中高端市场，主要面向制造业、化工、

电力、制药等行业的客户。我们提供高品质的产品和服务，并专注于解决客

户在生产控制方面的痛点，帮助他们在激烈的竞争中保持领先地位

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三、产品架构

3.1 系统总体架构

图 1 产品架构图

1) 现场设备层：这一层级主要负责处理各种现场设备的数据，包括传感器、执

行器、仪表等。这些设备通过不同的通信协议（如 Modbus、Profinet 等）

与上一层进行通信。

2) 现场控制层：这一层级主要负责将现场设备层的数据进行收集、处理和存储，

同时根据上层指令控制现场设备。在这一层级中，通常会使用可编程逻辑控

制器（PLC）进行数据采集和控制。

3) 过程监控层：这一层级主要负责对生产过程进行监控，包括对设备运行状态

的监控、生产过程的优化控制等。在这一层级中，通常会使用分布式控制系

统（DCS）进行数据采集和监控。

4) 制造执行系统（MES）层：这一层级主要负责对生产过程进行管理，包括制

造数据管理、生产调度管理、计划排程管理等。MES 系统通常会与 ERP 系统

进行集成，以实现生产过程的全面管理。

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3.2 系统逻辑架构

图 2 系统硬件架构图

SHIOT-IA1000 工业自控系统是森辉自控推出的面向工业自控行业的在线监

测产品，该系统分为三层架构：设备层、网络层及应用管理层。

1) 设备层：主要为楼宇各自控单元及仪表、除湿除尘、冷源、压缩空气、纯水、

NMP 等系统的数据采集网关组成，该层包括各类传感器、变送器、探测器、

阀门执行机构，变速设备，马达电机，限位开关及其他相关工艺设备及装置，

实现对现场数据的上传和控制器命令的执行的功能。

2) 网络层：该层包括可完成单元层操作的软件和硬件。例如单回路控制器和可

编程的逻辑处理器等设备，实现对底层设备的数据采集，下发控制命令，监

视现场控制情况的功能。

3) 应用管理层：该层分为现场子系统管理和全厂管理。管理层包括操作站、工

程师站、主服务器、OPC 服务器、WEB 服务器、热备份服务器、图形打印机、

报警打印机、SCADA 用的 HMI 软件等。现场子系统管理主要完成各子系统的

监视和操纵，进行现场数据的提取。

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3.3 数据采集架构

图 3 数据采集架构

数据采集层：该层主要负责从现场设备中采集数据，包括传感器、执行器等

的数据。这些数据通过不同的通信协议（如 Zigbee、Wi-Fi、蓝牙等）与上一层

进行通信。

数据处理层：该层主要负责对采集到的数据进行处理，包括数据清洗、数据

转换、数据计算等。这些处理后的数据将被存储或用于进一步的分析和处理。

数据存储层：该层主要负责将处理后的数据存储起来，以便后续的分析和处

理。存储的方式可以是在本地数据库中，也可以是通过云存储等方式进行存储。

数据管理层：该层主要负责对数据进行管理，包括数据的权限管理、数据的

安全管理、数据的备份恢复等。

应用层：该层是自控系统数据采集架构的顶层，它通过网络交互层与数据管

理层连接，向数据管理层请求数据，并将数据分析处理，使数据实现一定的功能。

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四、产品功能

森辉工业控制系统总结了多年的开发、实践经验和大量用户的需求而设计开

发的高端智能化、可视化软件产品。

该系统指通过工业控制计算机对传感器及局域网所采集的各种信息的归纳、

分析、整理，实现信息管理与自动控制的一体化，并可以通过权限认证确保信息

的安全的控制系统。它主要运用在工业生产过程中，实现生产过程的自动化和稳

定性，提高生产效率和产品质量。

工业自控系统通常分为硬件和软件两大部分。硬件部分包括工业控制计算机、传

感器、执行器、通讯接口等；软件部分包括控制算法、组态控制程序、故障诊断

程序等。

工业自控系统的应用范围非常广泛，例如在电力、石油、化工、钢铁、造纸

等领域都有广泛应用。在这些行业中，工业自控系统可以实现各种自动化控制任

务，如物料传送、压力控制、温度控制、液位控制等，提高生产效率和产品质量。

以 3D 模型（模型支持 360 度旋转、缩放）的方式展示可以让数据的展示更

直观。当某组件出现问题时，按现场实际排布制作的 3D 模型能够帮助快速定位

到问题点，从而快速解决问题。

系统包括工业自控设备预警，除湿除尘系统，冷源管理系统，空调管理系统，

压缩空气系统，纯水管理系统，NMP 管理系统等功能。

4.1 系统定义

4.1.1 除湿除尘系统

在本系统中主要对除湿机设备(单轮、双轮、三轮)运行的状况进监控与按制，

监控的内容涉及:

1) 机组故障信号

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2) 机组运行信号

3) 转轮再生温度

4) 前表冷温度

5) 中表冷温度

6) 回风温度

7) 送风温度

8) 前、中、后表的冷、热开度

图 4 除湿除尘系统-3D 模型

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4.1.2 冷源管理系统

图 5 冷源管理系统-3D 模型

在本系统中主要对冷热源的设备运行的状况进监控，监控的内容涉及:

1) 冷冻、冷却供回水温度

2) 冷冻、冷却供回水压差

3) 冷冻、冷却水泵开关状态

4) 冷冻、冷却水泵开故障报警

5) 冷冻、冷却水泵手/自动状态

6) 冷冻、冷却水泵开关控制

7) 旁通阀水阀门调节控制

8) 调节阀水阀开度反馈

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4.1.3 空调管理系统

在本系统中主要对空调新风机、送/排风机设备运行的状况进监控，监控的

内容涉及:

设备 监控内容 设备 监控内容

新风机

风机手/自动状态

送排风机

风机手/自动状态

过滤器堵塞报警 风机故障报警

风机开关状态 风机开关状态

风机故障报警 风机启停控制

送风温度检测

送风湿度检测

新风阀开关控制

风机启停控制

电动调节水阀开度控制

电动调节水阀开度反馈

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图 6-空调管理系统-功能图

4.1.4 压缩空气系统

在本系统中主要压缩机等设备运行的状况进监控，监控的内容涉及:

1.系统压力及润滑剂:

1) 系统压力、

2) 润滑剂压力

3) 润滑油温度

3. 排气：

1) 1 级排气温度、振动、气压

2) 2 级排气温度、振动、气压

3) 3 级排气温度、振动、气压

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图 7-压缩空气系统-3D 模型

4.1.5 纯水管理系统

在本系统中主要生活用水（冷、热）的水泵等设备运行的状况进监控，监控

的内容涉及:

1) 生活水泵运行状态

2) 生活水泵故障报警

3) 生活水泵手/自动状态

4) 变频水泵运行状态

5) 生活水池高位、低位水位报警

6) 生活水箱高位、低位水位报警

7) 生活热水供回水温度

8) 热水蒸汽加热阀调节控制

9) 热水泵运行状态

10) 热水泵故障报警

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11) 热水泵开关控制

12) 热水泵手/自动状态

图 8-纯水管理系统-现场图

4.1.6NMP 管理系统

在本系统中主要对 NMP 设备组运行的状况进监控，监控的内容涉及:

1) 上层涂布机:排风温度、回风温度、进水温度、出水温度、排风浓度、回风

浓度、排风风速、回风风速、排风机风压、回风机风压、排风机频率、排风

机电流、回风机频率、回风机电流。

2) 上导过滤器:过滤初、中、高效压差

3) 上层余热回收器:外排风机实际频率、外排风机实际电流、再生风机实际频

率、再生风机实际电流、再生加热温度、再生排风温度、

4) 再生发热包温度、下层余热排风温度、下层冷凝排风温度

5) 上层冷凝机组:机组待组中、机组手动运行、机组自动运行、机组停机中、

机组预警指示、机组故障指示。

6) 轮转机组:转轮冷冻进水压力、转轮电机实际频率、转轮电机实际电流、转

轮进风温度、转轮表冷出风温度、转轮冷冻进水温度、转轮冷冻出水温度

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7) 上层冷冻进水:压力、流量

8) 下层冷冻进水:压力、流量

4.1.7 工业自控预警系统

显示除湿机，空压机，除尘机，螺杆真空机，制氮机等的设备相关实时运行

参数，可切换全屏用于大屏展示。

1) 实时数据展示：大屏可实时展示各种传感器采集的设备参数和工作状态，如：

温度、湿度等参数，以及设备的工作状态和故障信息。

2) 异常情况预警/告警：设备数据超过或低于阈值的时候，大屏可以立即显示

预警信息，并通过声光电等多种方式提醒操作人员关注并进行处理，防止事

故进一步扩大。

3) 远程监控：大屏可提供支持远程监控，使得操作人员和管理人员可以方便的

查看设备的各种参数、状态信息等，并可进行远程操作和调整，譬如开关设

备等。

4) 操作控制：大屏可以提供操作控制功能，使得操作人员可以在大屏上进行各

种操作和调整，如启动备用设备、调整工艺参数等。

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图 9 工业自控设备预警一览表

4.2 系统功能

4.2.1 设备概况

页面中展示设备统计、设备分布数量排行、服务区域设备数量排行、网管统

计、以及各个设备类型下设备的链接状态。

图 10 设备概况

4.2.2 设备列表

设备列表左侧展示全部运行设备列表，通过选择设备随后进行筛选，得

出列表中设备，并在筛选下方展示设备总数、未配置数据源、在线数量、离

线数量、异常数量等字段。点击查看详情进入设备列表详情页。

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图 11 设备列表

数据看板，通过控制指令控制设备开关、温度调停，并把设备的各项数

值展示在下方。

图 12 数据看板

通过 3D 视图来进一步解析一台设备的组成部分，并标注出设备中所包

含的各种类型数据，如加药装置、补水装置、冷却水管等，点击其中设备可

查看设备的运行状态以及各项数据展示。

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图 13 3D 视图

控制：可在定时任务中进行新建任务，从而达到在某些特定时间对此设

备进行定时开关的效果。

4.2.3 类型管理

可在此页面进行新增类型，点击新增类型弹出弹窗进行值编辑，保存新增

值，值为新类型名称，删除则删除值。

图 14 类型管理

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4.2.4 设备类型管理

通过新增/编辑类型按钮进行新增设备类型，点击新增/编辑类型弹出弹窗。

通过输入类型、品牌、型号、2D 图上传、3D 模型选择、控制指令集选择，来规

定设备类型。

设备信息管理：包括设备的名称、型号、生产厂家、使用时间、位置等信息

的录入、修改、删除等操作。

设备分类管理：按照一定的标准或规则对设备进行分类，方便用户进行检索

和管理。

设备资产管理：记录设备的资产信息，包括设备价格、折旧、维修记录等，

方便管理人员掌握设备的资产状况。

设备维护管理：根据设备的运行情况，制定设备的维护计划和保养计划，记

录设备的维护历史和保养情况，预测设备的剩余寿命。

设备故障管理：实时监测设备的故障情况，对故障进行诊断和定位，制定相

应的处理措施和维修计划。

图 15 设备类型管理

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属性管理可通过设置采集目标报警上下限度对设备进行控制指令的展示。

图 16 属性管理

图 17 2D 原理图属性管理

通过设置右边拖拽小组件进行编辑设备开关或温度控制指令

4.2.5 设备管理

多台设备会有一个列表页，对每台设备的在线情况、重要参数都做了实时展

示。可以通过筛选来进行匹配用户自己想要查看的设备，

新增设备：点击新增/编辑设备，可以新增设备的类型（品牌型号）、编号、

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名称、设备位置、服务区域等设备信息，录入到系统数据库，并在页面中表示。

批量新增设备：点击批量新增设备，弹出弹窗，可选择模板下载，点击后下

载本地模板文件，然后用户对模板文件进行编辑，编辑完成后点击上传文件，导

入编辑好的模板文件，然后系统进行文件校验自动对齐字段，从而实现批量新增

设备。

设备连接与数据采集：通过与设备的接口连接，实时采集设备的工作数据，

如运行状态、故障信息等，并对数据进行处理和存储。

设备监控：通过实时数据采集和监控，实现对设备状态的远程监控和故障预

警，有助于及时发现并处理设备故障和隐患。

设备维护管理：包括设备故障申报、维修计划制定、维修工单下发和维修过

程跟踪等环节的管理，以提高设备维修效率和质量。

设备点检和巡检：通过对设备运行状态和数据的点检和巡检，及时发现设备

存在的问题，避免设备在运行中可能出现的故障和安全事故。

能耗监控与分析：对设备的运行数据、能耗情况进行统计和分析，优化能源

消耗，以降低企业运营成本。

设备优化：通过对设备运行数据的分析和挖掘，优化设备的运行效率和性能，

提高生产效率和质量。

预防性维护：基于设备的运行特性和历史数据，预测设备的可能故障，提前

进行维护和修复，以预防生产中断和设备损坏。

可靠性管理：通过对设备运行数据的长期采集和分析，评估设备的可靠性水

平和性能退化情况，为设备的预防性维护和更新提供依据

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图 18 设备列表页

4.2.6 指令管理

此页面可由用户自行配置，配置设备前端列表页面/详情页面中数据看板中

的详细信息，例如：冷却水管（名称、冷却水温度、冷却水压力等）、水泵（水

泵状态、水泵负载、水泵频率等），以上示例设备信息都可在此页面进行配置。

图 19 指令管理页

4.2.7 定时任务

定时任务是指到指定的时间自动执行该任务，对一个或多个回路进行控制，

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需要预先设定好优先级、执行模式、日期、生效时间及子任务，子任务包含执行

时间和生效回路。

图 20 定时管理页

新增定时任务时需要注意：名称不允许重复且必填；优先级和模式也是必填

项；生效时间可选填，不填默认长期生效；模式为每周执行时，下面是多选框，

支持多选；模式为特定日期时，可选多个日期。

图 21 新增任务页

编辑子任务时，需要将原名称、时间、操作类型、以及回路选择和回路状态

都渲染到对应内容上；新增时所有回路应处于关闭和未选中状态。

触发式任务列表展示了目前配置的触发式任务，包含任务名称、优先级、触

发模式、控制规则等信息，可预览生效回路

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4.2.8 进入设备模型

进入园区 3D 场景，根据园区实景 1:1 建模，快速预览到所有设备的运行情

况。及园区漫游等功能帮助管理员更好地掌握园区整体情况。

进入设备的 2D 模型、3D 模型页面，用户可自行查看 2D 模型与 3D 模型的展

示与数据统计。

五、产品价值

5.1 经济效益

5.1.1 节省人工成本

平台实时监控，定期自控等功能，提高人工效率，可节省人工成本 3/4 以上。

表 2 人工成本节省对比表

类别 巡检人工成本

实施前 巡查：每天按区域至少 2 人进行。

实施后 巡查：平台实时监控，无需亲临现场。节省人工 3/4 以上。

5.1.2 减少能耗成本

通过优化能耗结构，管理节能可实现平均能耗节省 5%以上。能耗费用可节

省空间 5 万/年（参考用电量，基数取值 100 万）

表 3 能耗成本对比表

类别 能耗优化

实施前 能耗无法精细化管理，只能统计总表能耗

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实施后 分项、分类能耗管理，通过能耗占比分析，公共能耗管理节能，

平均综合节省能耗成本 100*5%=5 万/年

例如：

1. 变压器经济运行（60%-70%负载）

2. 公共用能管理

3. 结合空调系统参数调节，对比能耗变化等

5.1.3 降低决策成本

平台实时监控，发布设备预警，及时调用人力处理，提高管理效率。

表 4 决策成本对比表

类别 决策快速，降低成本

实施前 预警处理：

每个月都有 5-10 起大小事故发生，如：断网，断电，设备

故障等，人工现场排查，耗时耗力，直接影响园区产出。

实施后 预警处理：

提高故障排查能力，降低故障事故保障生产，每个月降低

有 1-3 起大小事故发生。

5.2 产品效益

工业控制系统的运营，可以提升园区诸多方面的效益。主要体现在如下几个

方面：

表 5 产品效益对比表

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分类 说明

管理效率 依据软件系统分析，快速决策。延长设备使用寿命 5~10 年

提高处理故障的反应速度，降低设备事故率 60%以上。

人力成本 降低了工作人员的重复劳动时间，节约人工成本 5~6 万/

年。

品牌价值 客户服务的智能化、实时化和高端化，提升了园区的服务

品质和客户满意度。