安科瑞 繆凱倫

摘要：

介紹江蘇某醫(yī)藥科技有限公司,，采用智能電力儀表,、采集配電現(xiàn)場的各種電參量,、開關(guān)信號,。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式,，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺,，通過Acrel-3000型電能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)樓層及配電房回路用電的實(shí)時監(jiān)控和管理,。 關(guān)鍵詞： 智能電力儀表,；Acrel-3000；電能管理系統(tǒng),。

0  概述

江蘇某醫(yī)藥科技有限公司位于鹽城市,。經(jīng)營范圍包括藥品、化工原料（涉及危險化學(xué)品的按許可證核定的項(xiàng)目生產(chǎn)經(jīng)營,，不含農(nóng)藥）研發(fā),、制造；自營和代理各類商品和技術(shù)的進(jìn)出口業(yè)務(wù),。 本項(xiàng)目為現(xiàn)場廠區(qū)的用能改造?，F(xiàn)場車間配電房出線回路安裝78臺多功能電表采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，生產(chǎn)用水遠(yuǎn)程計(jì)量水表10臺,，以及現(xiàn)場其他能源數(shù)據(jù)的OPC轉(zhuǎn)發(fā),。  

1  需求分析

為保證生產(chǎn)管理用電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)與分析及對危險源實(shí)時監(jiān)控。需要對項(xiàng)目現(xiàn)場的各配電箱等電氣設(shè)備進(jìn)行電壓,、電流,、功率等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時在線監(jiān)控。一旦監(jiān)控點(diǎn)被監(jiān)視參數(shù)異常,，能夠及時檢測報警,，有關(guān)人員采取必要的措施，避免安全事故的發(fā)生,。自動抄表功能節(jié)省了人力物力,，功率趨勢曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態(tài)與時間，方便用戶找出非正常用電回路并且及時進(jìn)行整改,，建立電能多級計(jì)量體系提供用能分析依據(jù),。 本技術(shù)條件適用于江蘇某醫(yī)藥科技有限公司的回路進(jìn)出線回路。供方產(chǎn)品應(yīng)具有高安全性與可靠性、易于擴(kuò)展,、便于維修與維護(hù),。供方提供的產(chǎn)品應(yīng)至少滿足本技術(shù)條件，但不僅于此,，其技術(shù)性能應(yīng)滿足對設(shè)備配電箱數(shù)據(jù)監(jiān)控的要求,。 數(shù)據(jù)采集 自動采集現(xiàn)場所有電量儀表的模擬量數(shù)據(jù)，自動采集現(xiàn)場開關(guān)狀態(tài)以及故障狀態(tài)等開關(guān)量數(shù)據(jù),。 支持實(shí)時采集,、自動周期采集（定時采集）可配置周期（1分鐘～24小時）。 支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸正確性檢驗(yàn),，異常數(shù)據(jù)自動處理,。 支持多線程處理機(jī)制，提高數(shù)據(jù)采集效率,，能同時對多個設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,。 數(shù)據(jù)實(shí)時顯示采用配電箱主接線圖直觀顯示模式，各回路開關(guān)斷合以及故障狀態(tài)直觀可見,。 數(shù)據(jù)分析與處理 數(shù)據(jù)的綜合統(tǒng)計(jì),、分析需要實(shí)現(xiàn)以下功能： 各設(shè)備用電數(shù)據(jù)小時、日,、月,、年等時間段內(nèi)的統(tǒng)計(jì)、計(jì)算,。 各設(shè)備的用電負(fù)荷（有功,、無功）大、小,、平均值計(jì)算。 統(tǒng)計(jì)各分站及整體的用電量（有功,、無功）,。 數(shù)據(jù)查詢與展示 要求能方便實(shí)現(xiàn)客戶端查詢和各級管理人員的查詢，查詢界面能適應(yīng)各級管理人員的要求能夠支持靈活的條件組合查詢和對比分析,，各類統(tǒng)計(jì)分析的數(shù)據(jù)可靈活采用報表等多種圖表方式直觀的展示功能,。 數(shù)據(jù)展示功能按照不同用戶的不同的權(quán)限，分為操作層,、管理層,、決策層三層用能展示。 操作層具備用能分析,、累計(jì)用量,、實(shí)時監(jiān)測、運(yùn)行記錄及比例,、對比,、對標(biāo)分析等功能,。 管理層具備用能數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析、分類分項(xiàng)的對比,、對標(biāo)分析等功能,。 決策層具備用能數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)刪除,、數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入/導(dǎo)出等功能,。 權(quán)限管理 要求對不同用戶賦予不同角色的權(quán)限，能授權(quán)到功能子菜單,、具體檔案記錄,、數(shù)據(jù)記錄等。 系統(tǒng)要求具備合理完善的用戶安全控制機(jī)制,，能使應(yīng)用環(huán)境中的信息資源得到保護(hù),，防止信息的丟失、失竊和破壞,。 節(jié)能改造及效果評估 要求為生產(chǎn)節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)支撐,，并能提供節(jié)能改造前后的效果評估。 參數(shù)設(shè)置 可通過采集柜設(shè)置各回路互感器變比,，各種電流電壓保護(hù)整定值,。 故障判斷與報警具有故障自動判斷并采用聲光方式報警功能。報警類型包括開關(guān)故障,，電壓,、電流超限，現(xiàn)場采集模塊通訊故障,，與監(jiān)控系統(tǒng)通訊故障等,。報警時間自動記入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，方便用戶查詢,，工作人員可隨時掌握變配電站實(shí)時運(yùn)行狀態(tài),，發(fā)現(xiàn)變配電運(yùn)行故障并作出相應(yīng)處理，提高變配電的管理效率,，提升電力系統(tǒng)安全性,、可靠性。

2  系統(tǒng)方案

安科瑞Acrel-3000系統(tǒng)根據(jù)江蘇某醫(yī)藥科技有限公司的現(xiàn)場實(shí)際情況,，整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用屏蔽雙絞線直接接至監(jiān)控室的對應(yīng)的數(shù)據(jù)采集器然后通過網(wǎng)線直接接至監(jiān)控主機(jī),，保障了電能管理監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實(shí)時性。如下圖所示：站控管理層,、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層,。

現(xiàn)場共計(jì)78只多功能儀表分為12條RS485總線接至配電房的監(jiān)控工控機(jī)，實(shí)現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)連通。

1）站控管理層 站控管理層針對電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員,，是人機(jī)交互的直接窗口,。在江蘇某醫(yī)藥科技有限公司中主要指置于配電房的監(jiān)控主機(jī)。

2）網(wǎng)絡(luò)通訊層 通訊層主要是由監(jiān)控工控機(jī)的通訊串口,、以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成,。串口主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場智能儀表；以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實(shí)現(xiàn)分站與主站之間的數(shù)據(jù)交互,，使配電系統(tǒng)管理集中化,、信息化、智能化,，提高了配電系統(tǒng)的安全性,、可靠性和穩(wěn)定性，達(dá)到了無人值守的目的,。

3）現(xiàn)場設(shè)備層 現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端,，主要由智能儀表組成，智能儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口,，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務(wù)器,，經(jīng)通訊服務(wù)器到達(dá)該配電間監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制,。 智能儀表現(xiàn)場連接示意 現(xiàn)場儀表以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVSP2*1.0)進(jìn)行通訊連接,，每根總線連接智能儀表數(shù)量在20只左右，不同種類的智能裝置連接在不同的總線上,，然后將數(shù)據(jù)上傳至串口服務(wù)器,，進(jìn)而將數(shù)據(jù)上傳至當(dāng)?shù)乇O(jiān)控終端。具體連接示意圖如下所示：

3  系統(tǒng)功能

現(xiàn)場實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫面,，主要實(shí)時監(jiān)測變電所所有回路的運(yùn)行狀態(tài),，紅色代表合閘，綠色代表分閘,。在系統(tǒng)圖中可以直觀的看到每路進(jìn)線和出線的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài),，可以看到變壓器出線側(cè)的所有常規(guī)電力參數(shù)，如：三相電壓,、電流、有功功率,、無功功率,、功率因數(shù)、頻率,、有功電度等,。如下圖所示：

系統(tǒng)一次圖

遙信和遙測報警功能，主要完成對低壓各出線回路的開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)載進(jìn)線監(jiān)控，對開關(guān)變位和負(fù)載越限彈出報警界面指示具體的報警位置并聲音報警,，提醒值班人員及時處理,。負(fù)載越限值在相應(yīng)權(quán)限下可自由設(shè)置。具備歷史查詢功能,，如下圖所示：

報警功能歷史查詢

事件告警記錄功能,，主要完成對查詢時間段內(nèi)出現(xiàn)的報警信息事件記錄以及發(fā)生時間，為值班人員提供依據(jù)并且分析事故發(fā)生的原因,。 參數(shù)抄表功能,，主要對低壓各出線回路的電參數(shù)進(jìn)線查詢。支持任意時刻電參數(shù)查詢,，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能,。該報表查詢一科大廈樓層配電箱進(jìn)出線各低壓回路的電參數(shù)，主要包括：三相電流,、有功功率和有功電度,。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱,。如下圖所示,。

電參數(shù)抄表

系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖,，主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),，同時監(jiān)測間隔層設(shè)備的通信狀態(tài),。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊故障,。下圖為變電所通訊狀態(tài)示意圖,。

通訊結(jié)構(gòu)示意圖

負(fù)荷趨勢曲線界面中可直觀的查看回路的負(fù)荷運(yùn)行情況。查看實(shí)時和歷史趨勢曲線,，點(diǎn)擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項(xiàng)可以完成相應(yīng)功能的切換,；幫助用戶進(jìn)線趨勢分析和故障追憶,，具備曲線打印功能。為分析整個系統(tǒng)的運(yùn)行狀況提供了直觀而方便的軟件支持,。如下圖所示：

趨勢曲線圖

4  結(jié)束語

在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中,，工業(yè)項(xiàng)目的配電安全性至關(guān)重要，本文介紹的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在江蘇某醫(yī)藥科技有限公司的應(yīng)用,，可以實(shí)現(xiàn)對供配電回路用電的實(shí)時監(jiān)控,，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能,，可以與串口服務(wù)器,、計(jì)算機(jī)等組成電能管理系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析,、處理,，實(shí)時顯示配電房內(nèi)各配電回路的運(yùn)行狀態(tài)，對負(fù)載越限具有彈出報警對話框,、語音提示,，并生成各種電能報表、分析曲線,、圖形等,，便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究,，該系統(tǒng)運(yùn)行安全,、可靠、穩(wěn)定,，為工業(yè)項(xiàng)目解決用電問題提供了安全可靠的依據(jù),，取得了較好的企業(yè)效益。