摘要：本文介紹了一種電能管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)構(gòu)成以及系統(tǒng)的功能，Acrel-3000組態(tài)軟件可以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的系統(tǒng)集成，數(shù)據(jù)的采集、傳輸以及存儲(chǔ)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工廠用電數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程精細(xì)化和實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)采集，避免人工采集數(shù)據(jù)的偏差，提高了供電質(zhì)量和管理水平，具有簡(jiǎn)明實(shí)用、投資少等優(yōu)點(diǎn)。
0 引言
隨著工業(yè)現(xiàn)代化程度的不斷提供，對(duì)工廠供配電系統(tǒng)的可靠性、安全性和連續(xù)性的要求越來越高，以PC硬件和組態(tài)軟件為代表的計(jì)算機(jī)技術(shù)已在我國(guó)各個(gè)行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。目前工廠供電系統(tǒng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用主要體現(xiàn)在對(duì)工廠內(nèi)部用電進(jìn)行分析對(duì)比，方便管理層根據(jù)數(shù)據(jù)決策。
針對(duì)以上問題和現(xiàn)狀，本課題提出了利用安科瑞公司網(wǎng)絡(luò)電能管理儀表和Acrel-3000組態(tài)軟件研制了一套適用于工廠的高、低壓配電的集中監(jiān)控系統(tǒng)。該課題的研究和實(shí)施，可實(shí)現(xiàn)工廠高壓變電所的用電數(shù)據(jù)集中管理。對(duì)于提高供電系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)，促進(jìn)供電系統(tǒng)管理的科學(xué)化、現(xiàn)代化，有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1 項(xiàng)目概況
上海東冠紙業(yè)有限公司電能管理系統(tǒng)是主要針對(duì)改廠區(qū)配電系統(tǒng)進(jìn)行改造，改造的范圍包括高壓配電間部分回路及1-4號(hào)車間的配電回路，對(duì)回路電參量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，強(qiáng)調(diào)對(duì)電度的計(jì)量及分析，為廠區(qū)內(nèi)部考核提供依據(jù)。
2 用戶需求
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，上海東冠紙業(yè)配電管理部，提出以下系統(tǒng)需求：
1、現(xiàn)場(chǎng)儀表必須實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示功能：電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率及電度等監(jiān)測(cè)信息實(shí)時(shí)刷新，并以一次圖形式直觀動(dòng)態(tài)顯示。
2、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)報(bào)表需滿足自動(dòng)生成日、周、月報(bào)表，并具有導(dǎo)出打印功能。
3、對(duì)各配電回路的電流具有趨勢(shì)曲線功能。
4、可以對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的通訊狀態(tài)或異常用電進(jìn)行報(bào)警，便于管理人員實(shí)時(shí)掌握并分析配電運(yùn)行情況。
3 設(shè)計(jì)方案
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求，安科瑞電氣股份有限公司為上海東冠紙業(yè)有限公司設(shè)計(jì)了Acrel-3000電能管理軟件，下面針對(duì)Acrel-3000電能管理軟件參數(shù)做具體說明。
3.1 Acrel-3000設(shè)計(jì)參照標(biāo)準(zhǔn)
上海東冠紙業(yè)有限公司電能管理系統(tǒng)以現(xiàn)行國(guó)家及電力行業(yè)的有效標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，其中國(guó)標(biāo)未列入部分應(yīng)參考IEC最新標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。如標(biāo)準(zhǔn)間有矛盾時(shí)，應(yīng)以較高標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。
系統(tǒng)的設(shè)計(jì)滿足以下所列制造和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：
ISO/IEC11801 《國(guó)際綜合布線標(biāo)準(zhǔn)》
JGJ/T 16-92 《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》
GB/J63-90 《電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》
GA/T70-94 《中華人民共和國(guó)公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》
GB/T13730 《地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件》
GBJ63-93 《電力裝置電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)程》
GB2887 《計(jì)算站場(chǎng)地技術(shù)要求》
GB/50198-94 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》
3.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D
1．高壓配電間內(nèi)我司智能儀表ACR220EL共28臺(tái)，采用1根屏蔽雙絞線連接至通訊管理機(jī)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的集中采集；2車間及3車間內(nèi)我司智能儀表ACR220EL共11臺(tái)，采用1根屏蔽雙絞線連接至通訊管理機(jī)；1車間內(nèi)我司智能儀表ACR220EL共5臺(tái)，采用1根屏蔽雙絞線連接至通訊管理機(jī)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的集中采集；4車間內(nèi)我司智能儀表ACR220EL共3臺(tái)，采用1根屏蔽雙絞線連接至通訊管理機(jī)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的集中采集；通訊線纜均采取屏蔽線接地，防止強(qiáng)電信號(hào)干擾，末端加裝120歐電阻，增強(qiáng)線路信號(hào)，保障了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。
2． 以上我司智能儀表ACR220EL均采用MODBUS-RTU通訊協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳，其中數(shù)據(jù)傳輸波特率為9600 bit/s上位機(jī)采用TCP/IP通訊協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
4 系統(tǒng)變更
在系統(tǒng)調(diào)試階段，業(yè)主要求，為了更好的方便管理車間內(nèi)的能耗數(shù)據(jù)，希望我司將采集到得數(shù)據(jù)上傳至車間內(nèi)原有的ERP系統(tǒng)內(nèi)。
我司根據(jù)客戶的實(shí)際要求，對(duì)原有軟件方案進(jìn)行變更，將我司數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)上傳至SQL數(shù)據(jù)庫中，定時(shí)(默認(rèn)15分鐘1次)上傳至ERP系統(tǒng)，可把能耗量和產(chǎn)值進(jìn)行對(duì)比，方便了工廠內(nèi)部考核指標(biāo)的定制。具體數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)對(duì)應(yīng)表格如下圖所示：
|
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)對(duì)應(yīng)表格 |
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)對(duì)應(yīng)表格 |
|
序號(hào) |
回路名稱 |
安裝位置 |
N |
所屬部門 |
序號(hào) |
回路名稱 |
安裝位置 |
N |
所屬部門 |
|
OCP1#機(jī) |
OCP4#機(jī) |
|
1 |
高濃碎漿機(jī)310KW |
1AA21-A |
a5 |
1#車間 |
1 |
二車間空壓機(jī)3# |
MCC柜 |
C7 |
2#車間北 |
|
2 |
1-11漿池A |
1AA22-A |
b17 |
1#車間 |
2 |
二車間空壓機(jī)4# |
MCC柜 |
C8 |
2#車間北 |
|
3 |
1-11漿池B |
1AA22-B |
b18 |
1#車間 |
3 |
OCP4#碎漿機(jī) |
1AA15-B |
B7 |
2#車間北 |
|
4 |
疏解機(jī)及其他 |
1AA25-D |
b22 |
1#車間 |
4 |
4MCC 1L1 |
4MCC 1L1 |
C6 |
2#車間北 |
|
5 |
疏解機(jī)及壓力篩 |
1AA25-E |
b23 |
1#車間 |
5 |
4MCC 1L5 |
4MCC 1L5 |
C9 |
2#車間北 |
|
6 |
低濃水力碎漿機(jī) |
1AA26-D |
b26 |
1#車間 |
|
|
7 |
紙機(jī)傳動(dòng) |
1AA13-A |
b1 |
1#車間 |
OCP5#機(jī) |
|
8 |
熱風(fēng)氣罩 |
1AA13-B |
b2 |
1#車間 |
1 |
三車間5#空壓機(jī) |
MCC柜 |
C3 |
3#車間南 |
|
9 |
流送系統(tǒng)1 |
1AA14-C |
b5 |
1#車間 |
2 |
5MCC 1L1 |
5MCC 1L1 |
C4 |
3#車間南 |
|
10 |
真空泵1# |
1AA14-A |
b3 |
1#車間 |
3 |
5MCC 1L5 |
5MCC 1L5 |
C5 |
3#車間南 |
|
11 |
真空泵2# |
1AA15-D |
b8 |
1#車間 |
|
|
12 |
流送系統(tǒng)2 |
1AA15-E |
b9 |
1#車間 |
OCP6#機(jī) |
|
13 |
雙盤磨1# |
1AA16-C |
b12 |
1#車間 |
1 |
6MCC 1L5 |
6MCC 1L5 |
C1 |
3#車間北 |
|
14 |
雙盤磨2# |
1AA16-D |
b13 |
1#車間 |
2 |
6MCC 1L1 |
6MCC 1L1 |
C2 |
|
|
15 |
流送系統(tǒng)3 |
1AA16-E |
b14 |
1#車間 |
|
|
|
公用部分 |
|
OCP2#機(jī) |
1 |
上水處理 |
1AA26-A |
B24 |
水處理 |
|
1 |
制漿機(jī)1P1 |
MCC柜 |
A7 |
1#車間南 |
2 |
污水處理 |
1AA25-B |
B20 |
水處理 |
|
2 |
打漿機(jī)3P1 |
MCC柜 |
A6 |
1#車間南 |
3 |
污水處理 |
1AA22-C |
B19 |
水處理 |
|
3 |
制漿機(jī)2P1 |
MCC柜 |
A8 |
1#車間南 |
4 |
鍋爐房 |
1AA21-B |
B16 |
鍋爐房 |
|
4 |
OCP2#國(guó)產(chǎn)磨盤 |
1AA21-A |
B15 |
1#車間南 |
5 |
站用電 |
1AA36-A |
B27 |
站用電 |
|
5 |
OCP2#稀釋水泵 |
5#變壓器 |
B28 |
1#車間南 |
6 |
綜合樓 |
1AA26-B |
B25 |
|
|
|
7 |
倉庫照明 |
1AA15-A |
B6 |
|
|
OCP3#機(jī) |
8 |
成品倉庫 |
1AA25-C |
B21 |
|
|
1 |
OCP3#碎漿機(jī) |
1AA16-B |
B11 |
2#車間南 |
|
|
2 |
二車間動(dòng)力箱 |
1AA16-A |
B10 |
2#車間南 |
OCP7#機(jī) |
|
3 |
3MCC 2L1 |
3MCC 2L1 |
C10 |
2#車間南 |
1 |
1P1 電源進(jìn)線 |
1P1 |
A1 |
|
|
4 |
3MCC 2L5 |
3MCC 2L5 |
C11 |
2#車間南 |
2 |
2P1 電源進(jìn)線 |
2P1 |
A2 |
|
|
|
3 |
3P1 電源進(jìn)線 |
3P1 |
A3 |
|
5 系統(tǒng)功能
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)系統(tǒng)需求，安科瑞電氣股份有限公司針對(duì)性的對(duì)該項(xiàng)目系統(tǒng)界面及功能進(jìn)行了設(shè)計(jì)，具體顯示界面如下：
5.1 系統(tǒng)主界面
配電示意界面：以一次圖形式直觀動(dòng)態(tài)顯示電壓、電流、功率、功率因數(shù)及頻率等監(jiān)測(cè)信息，滿足了現(xiàn)場(chǎng)需求。
5.2 報(bào)表統(tǒng)計(jì)
系統(tǒng)采集的有功電度數(shù)據(jù)，按照回路名稱的不同自動(dòng)生成報(bào)表并有報(bào)表打印功能，可對(duì)某一回路某一時(shí)間段內(nèi)的用電量進(jìn)行查詢與打印，同時(shí)這些報(bào)表也能以Excel的格式導(dǎo)出。
實(shí)時(shí)報(bào)表
歷史報(bào)表
5.3 趨勢(shì)曲線
曲線趨勢(shì)：實(shí)現(xiàn)了用戶所要求的通過對(duì)各配電回路的電流繪制趨勢(shì)曲線，分析該回路配電運(yùn)行狀況。曲線中可對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)量程進(jìn)行設(shè)置，方便查看，曲線還可設(shè)置開始時(shí)間和時(shí)間間隔，方便用戶進(jìn)行任意時(shí)間的曲線查看。
5.4 事件報(bào)警
事件報(bào)警：越限報(bào)警內(nèi)容，報(bào)警數(shù)值，值班人員以及動(dòng)作類型和時(shí)間，同時(shí)對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的通訊狀態(tài)或異常用電進(jìn)行報(bào)警，便于管理人員實(shí)時(shí)掌握并分析配電運(yùn)行情況。如下圖所示，可以自動(dòng)記錄事件發(fā)生的時(shí)間和回路名稱，以便用戶查詢，追憶故障原因。
5.5 通訊狀態(tài)
系統(tǒng)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)所有點(diǎn)的通訊狀態(tài)，紅色綠色分別代表儀表通訊正常和異常，便于用戶查看各監(jiān)測(cè)點(diǎn)通訊狀態(tài)。
6 運(yùn)行效果
1、實(shí)時(shí)性：項(xiàng)目實(shí)施前現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)主要靠人工抄錄，1天2次，各回路時(shí)間不統(tǒng)一，可對(duì)性差；項(xiàng)目實(shí)施后后臺(tái)實(shí)時(shí)采集，50ms一次，可比性強(qiáng)。
2、存儲(chǔ)管理：項(xiàng)目實(shí)施前紙質(zhì)記錄，查詢時(shí)翻箱倒柜，年久易失，數(shù)據(jù)日期管理復(fù)雜；項(xiàng)目實(shí)施后計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)10年以上，查詢速度快，只需鼠標(biāo)一點(diǎn)，迅速準(zhǔn)確。
3、整體分析：項(xiàng)目實(shí)施前各個(gè)時(shí)段用電量以及各個(gè)回路用電橫向和豎向無法對(duì)比；項(xiàng)目實(shí)施后通過曲線分析，三相用電的調(diào)配相對(duì)均衡。
4、數(shù)據(jù)安全：項(xiàng)目實(shí)施前分散管理，手工定時(shí)備份，對(duì)連續(xù)數(shù)據(jù)備份不準(zhǔn)確；項(xiàng)目實(shí)施后同步集中管理，系統(tǒng)自動(dòng)即時(shí)備份。
5、負(fù)荷調(diào)整：項(xiàng)目實(shí)施前調(diào)整三相回路負(fù)荷平衡比較困難；項(xiàng)目實(shí)施后實(shí)時(shí)管理分配各個(gè)回路電流任務(wù)，使三相電流平衡，日志記錄。
7 結(jié)束語
在電能管理系統(tǒng)中配置網(wǎng)絡(luò)電力儀表，具有實(shí)施簡(jiǎn)明，投資少等顯著優(yōu)點(diǎn)，可以方便和實(shí)時(shí)地監(jiān)控配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的用電設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，免去工作人員到現(xiàn)場(chǎng)記錄的繁瑣工作，系統(tǒng)對(duì)各種用電設(shè)備的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)和狀態(tài)進(jìn)行管理分析，便于維護(hù)人員明確設(shè)備狀況，制定詳細(xì)的設(shè)備維護(hù)計(jì)劃，減少工作人員，提高效率。同時(shí)，根據(jù)建立的電能計(jì)量體系，可以了解、分析車間能耗，提出降耗計(jì)劃，采取節(jié)能降耗措施，逐步提高用電效率。
詳情請(qǐng)聯(lián)系：上海安科瑞電氣股份有限公司
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1AA14-C
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