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    上海東冠紙業(yè)電能管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
    瀏覽次數(shù):1519發(fā)布日期:2016-01-21

    安科瑞 師晴晴

      江蘇安科瑞電器制造有限公司 ,江蘇 江陰 214405

    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)對現(xiàn)場設(shè)備的系統(tǒng)集成,數(shù)據(jù)的采集、傳輸以及存儲,從而實(shí)現(xiàn)對工廠用電數(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,具有簡明實(shí)用、投資少等優(yōu)點(diǎn)。

    關(guān)鍵詞:電能管理;系統(tǒng)集成;安科瑞;東冠紙業(yè);應(yīng)用

    0 引言

      隨著工業(yè)現(xiàn)代化程度的不斷提供,對工廠供配電系統(tǒng)的可靠性、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)在對工廠內(nèi)部用電進(jìn)行分析對比,方便管理層根據(jù)數(shù)據(jù)決策。

      針對以上問題和現(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。對于提高供電系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo),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號車間的配電回路,對回路電參量進(jìn)行監(jiān)測,強(qiáng)調(diào)對電度的計(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、對各配電回路的電流具有趨勢曲線功能。

      4、可以對各監(jiān)測點(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)行及電力行業(yè)的有效標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),其中國標(biāo)未列入部分應(yīng)參考IEC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 《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 《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》

      GA/T70-94 《中華人民共和國公共行業(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 《電力裝置電測量儀表裝置設(shè)計(jì)規(guī)程》

      GB2887 《計(jì)算站場地技術(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,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,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,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,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)電信號干擾,末端加裝120歐電阻,增強(qiáng)線路信號,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)儲對應(yīng)表格如下圖所示:


     

    5系統(tǒng)功能

      根據(jù)現(xiàn)場對系統(tǒng)需求,安科瑞電氣股份有限公司針對性的對該項(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)測信息,滿足了現(xiàn)場需求。

    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 趨勢曲線

      曲線趨勢:實(shí)現(xiàn)了用戶所要求的通過對各配電回路的電流繪制趨勢曲線,分析該回路配電運(yùn)行狀況。曲線中可對測量數(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)對各監(jiān)測點(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,可對性差;項(xiàng)目實(shí)施后后臺實(shí)時(shí)采集,50ms一次,可比性強(qiáng)。

      2、 存儲管理: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,數(shù)據(jù)可存儲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比;項(xiàng)目實(shí)施后通過曲線分析,三相用電的調(diào)配相對均衡。

      4、 數(shù)據(jù):項(xiàng)目實(shí)施前分散管理,手工定時(shí)備份,對連續(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。

    6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)施簡明,投資少等優(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),對現(xiàn)場的用電設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理,免去工作人員到現(xiàn)場記錄的繁瑣工作,系統(tǒng)對各種用電設(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。

    參考文獻(xiàn):

    [1].任致程 周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4

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