【產(chǎn)品知識(shí)】基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的設(shè)備電能監(jiān)控系統(tǒng)

未曉妃

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

1 引言

  在我國(guó)的能源消耗中，企業(yè)是能源消耗的大戶，企業(yè)能源消耗量占全國(guó)能源消耗總量的70%左右。電能消耗，是企業(yè)生產(chǎn)的主要成本，降低用電成本，是生產(chǎn)過(guò)程的主要關(guān)注點(diǎn)之一。建設(shè)一個(gè)集中統(tǒng)一的工廠電能監(jiān)控系統(tǒng)，已成為近年研究的熱點(diǎn)。通過(guò)獲取機(jī)器詳細(xì)用電數(shù)據(jù)，電能監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備電能的集中采集、監(jiān)控、計(jì)算、分析及處理，以直觀的數(shù)據(jù)和圖表向管理人員或者決策層展示設(shè)備能耗情況，便于找出高耗能點(diǎn)和不合理的耗能習(xí)慣，有利于電能消耗的*確分析與優(yōu)化，有效節(jié)約能源，從而在企業(yè)能源平衡、調(diào)度與優(yōu)化、設(shè)備運(yùn)行與能源管理等方面發(fā)揮重要作用。

  近年來(lái)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展日趨成熟，它融*了先進(jìn)制造技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)，是一種新型的網(wǎng)絡(luò)化制造服務(wù)模式，是工業(yè)互聯(lián)的信息*樞，是制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融*的新型基礎(chǔ)設(shè)施在智慧工廠建設(shè)或企業(yè)智能制造升級(jí)改造中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正逐步應(yīng)用于設(shè)備管理、生產(chǎn)過(guò)程控制、供應(yīng)鏈管理安環(huán)管理!3-61等環(huán)節(jié)。本文將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計(jì)理念應(yīng)用于設(shè)備電能監(jiān)控系統(tǒng)，研究了基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的工廠設(shè)備電能監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)體系，設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)了該系統(tǒng)，并在實(shí)際工廠中開(kāi)展應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了工廠設(shè)備電能的實(shí)時(shí)采集監(jiān)控及處理與分析，有效地支撐了設(shè)備電能優(yōu)化應(yīng)用，優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃，提高生產(chǎn)效率、機(jī)器效能，降低用電成本。

2 電能監(jiān)測(cè)

2.1 電能監(jiān)測(cè)點(diǎn)

  工廠中用電消耗關(guān)注點(diǎn)主要為高能耗的設(shè)備、產(chǎn)線車間，通用輔助設(shè)備、設(shè)施及工廠等。首先需對(duì)工廠全域進(jìn)行電能監(jiān)測(cè)點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)。某工廠電能監(jiān)測(cè)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)示例如表1所示。

2.2 智能電表選擇

  工廠設(shè)備常用380 V三相電，考慮設(shè)備電能監(jiān)測(cè)需要高精度、高質(zhì)量、安全可靠和經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，且外形緊湊具備通信接口，易于安裝的需求，本文選擇安科瑞三相電能表ACR230ELH/ACR330ELH進(jìn)行設(shè)備的電能監(jiān)測(cè)它是針對(duì)電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公共設(shè)施等的電能監(jiān)控需求而設(shè)計(jì)的，符合 Class 0.5S/Class 1精度標(biāo)準(zhǔn)，具有三相交流有功功率、無(wú)功功率和視在功率測(cè)量與顯示具有 RS485 通信接口(Modbus RTU協(xié)議)，可用于供電質(zhì)量的綜合監(jiān)控診斷以及電能管理。

2.3 電能數(shù)據(jù)采集

  首先，通過(guò)串口服務(wù)器USR-N580-H7 連接智能電表，實(shí)現(xiàn)RS485-以太網(wǎng)接口轉(zhuǎn)換，將電表接入設(shè)備監(jiān)控網(wǎng)中。然后，采用工業(yè)網(wǎng)關(guān)、SCADA或數(shù)據(jù)采集軟件實(shí)現(xiàn)電表參數(shù)的采集。由于電表的通信協(xié)議為 ModbusRTU，其協(xié)議棧簡(jiǎn)單，考慮低成本、自主可控因素，本文利用自行開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)采集平臺(tái)，進(jìn)行設(shè)備的電能采集。

3 電能管理解決方案

3.1概述

  用戶端消耗著整個(gè)電網(wǎng)80%的電能，用戶端智能化用電管理對(duì)用戶可靠、安全、節(jié)約用電有十分重要的意義。構(gòu)建智能用電服務(wù)體系，推廣用戶端智能儀表、智能用電管理終端等設(shè)備用電管理解決方案，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的雙向良性互動(dòng)。用戶端急需解決的研究?jī)?nèi)容主要包括：先進(jìn)的表計(jì)，智能樓宇、智能電器、增值服務(wù)、客戶用電管理系統(tǒng)、需求側(cè)管理等課題。

  安科瑞Acrel-3000WEB電能管理解決方案通過(guò)對(duì)用戶端用電情況進(jìn)行細(xì)分和統(tǒng)計(jì)，以直觀的數(shù)據(jù)和圖表向管理人員或決策層展示各分項(xiàng)用電的使用消耗情況，便于找出高耗能點(diǎn)或不合理的耗能習(xí)慣，有效節(jié)約電能，為用戶進(jìn)一步節(jié)能改造或設(shè)備升級(jí)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。

3.2應(yīng)用場(chǎng)所

（1）辦公建筑（商務(wù)辦公、大型公共建筑等）；

（2）商業(yè)建筑（商場(chǎng)、金融機(jī)構(gòu)建筑等）；

（3）旅游建筑（賓館飯店、娛樂(lè)場(chǎng)所等）；

（4）科教文衛(wèi)建筑（文化、教育、科研、醫(yī)療衛(wèi)生、體育建筑等）；

（5）通信建筑（郵電、通信、廣播、電視、數(shù)據(jù)中心等）；

（6）交通運(yùn)輸建筑（機(jī)場(chǎng)、車站、碼頭建筑等）。

3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4 系統(tǒng)功能

1）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

2）電能統(tǒng)計(jì)報(bào)表

3）詳細(xì)電參量查詢

4）運(yùn)行報(bào)表

5）變壓器運(yùn)行監(jiān)視

6）實(shí)時(shí)報(bào)警

7）歷史事件查詢

8）電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)

9）遙控操作

10）用戶權(quán)限管理

11）通訊狀態(tài)圖

12）視頻監(jiān)控

13）用戶報(bào)告

14）APP支持

5 系統(tǒng)硬件配置清單