徐霜

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定

    摘要：工業(yè)智能化是現(xiàn)代工業(yè)化發(fā)展的必然趨勢(shì)。通過(guò)在工廠各個(gè)重要區(qū)域的用能回路安裝相應(yīng)的智能探測(cè)器，通過(guò)后臺(tái)系統(tǒng)來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控各用能回路的工作狀態(tài)；并計(jì)量各個(gè)回路的用電量、用水量、用氣量。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控工廠內(nèi)部的用能提高用能安全、可靠及維護(hù)效率、降低維護(hù)的人工成本、實(shí)現(xiàn)了變電所部分供電的無(wú)人值守。通過(guò)用能的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)的采集及存儲(chǔ)，明確用戶的電能使用水平以及電能的具體去向，為用戶節(jié)約電力維護(hù)成本，后期制定相應(yīng)的節(jié)能改造措施提供直觀的數(shù)據(jù)依據(jù)。現(xiàn)就四川聯(lián)合利華項(xiàng)目中使用的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)對(duì)工業(yè)自動(dòng)化和智能化做一簡(jiǎn)要介紹。

    0 引言

    工業(yè)用能智能化監(jiān)測(cè)是工業(yè)用能智能化、科學(xué)化管理的重要組成部分。通過(guò)智能化設(shè)備對(duì)整個(gè)工廠的用能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過(guò)用能數(shù)據(jù)的積累，分析，采取合理的用能措施和節(jié)能改造方案。由此用戶端智能化用能管理對(duì)用戶可靠、安全、節(jié)約用能有十分重要的意義。構(gòu)建智能用能服務(wù)體系，全面使用智能儀表以及智能用電管理終端設(shè)備，以此達(dá)到高效、科學(xué)、技能的用能目的。

    Acrel-3000電能管理系統(tǒng)正是針對(duì)以上趨勢(shì)而研發(fā)的用戶端電能管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)通過(guò)對(duì)四川聯(lián)合利華工廠內(nèi)的部分重要回路進(jìn)行計(jì)量，通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)回路用能的實(shí)時(shí)計(jì)量、存儲(chǔ)、分析，以表格或圖形的形式來(lái)顯示整個(gè)計(jì)量體系用能狀況，找出高能耗點(diǎn)或不合理用能習(xí)慣，為有效節(jié)約能源，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。

    本文以四川聯(lián)合利華為例，簡(jiǎn)單介紹Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在四川聯(lián)合利華配電系統(tǒng)中的應(yīng)用。

    1 項(xiàng)目介紹

    本項(xiàng)目為聯(lián)合利華在眉山市彭山縣建設(shè)的聯(lián)合利華（四川）全球生產(chǎn)基地。聯(lián)合利華(四川)全球生產(chǎn)基地是其在華的第三個(gè)世界級(jí)綠色生產(chǎn)基地，投資近3億元，總占地約400畝，一期主要生產(chǎn)奧妙無(wú)磷洗衣粉的全系列產(chǎn)品，年產(chǎn)能近20萬(wàn)噸，主要供應(yīng)中國(guó)西部市場(chǎng)，未來(lái)將逐步生產(chǎn)聯(lián)合利華中國(guó)旗下的全線產(chǎn)品。

    針對(duì)本項(xiàng)目的工業(yè)性質(zhì)，現(xiàn)針對(duì)聯(lián)合利華（四川）全球生產(chǎn)基地廠區(qū)內(nèi)的配電系統(tǒng)以及部分用水回路實(shí)現(xiàn)用能實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過(guò)智能儀表和系統(tǒng)后臺(tái)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)、處理，以各種圖文報(bào)表的形式實(shí)時(shí)顯示監(jiān)控區(qū)域的用能狀態(tài)。所有的用能都存儲(chǔ)在系統(tǒng)后臺(tái)主機(jī)內(nèi)，通過(guò)對(duì)固定時(shí)間段的數(shù)據(jù)分析，掌握整個(gè)廠區(qū)的用能狀態(tài)，針對(duì)用能的趨勢(shì)，制定合理的用能計(jì)劃和節(jié)能措施。

    本項(xiàng)目主要是針對(duì)變電所內(nèi)的開(kāi)關(guān)柜的重要回路進(jìn)行電能計(jì)量、部分用水回路的用水實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。本項(xiàng)目變電所以及廠區(qū)內(nèi)的用水回路共計(jì)99個(gè)。Acrel-3000電能管理系統(tǒng)通過(guò)對(duì)智能計(jì)量?jī)x表的數(shù)據(jù)采集、處理，以圖形、報(bào)表的形式導(dǎo)出，為管理人員提供具體的用電明細(xì)。

    2 用戶需求

    ●電壓、電流、功率、功率因數(shù)及頻率等監(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。各回路子畫(huà)面上顯示該回路各電參量、回路名稱、CT變比、電流越限值及開(kāi)關(guān)狀態(tài)等信息。

    ●對(duì)用水回路的智能水表的參量實(shí)時(shí)采集、顯示、存儲(chǔ)。

    ●對(duì)其負(fù)載繪制電流趨勢(shì)曲線，便于分析該回路配電運(yùn)行工況

    ●越限報(bào)警，針對(duì)客戶的特定回路來(lái)設(shè)置越限報(bào)警

    ●對(duì)各回路的電能集抄功能，并自動(dòng)生成符合客戶管理需求的用電報(bào)表

    ●報(bào)警事件記錄，便于維護(hù)人員來(lái)根據(jù)事件發(fā)生的時(shí)間性質(zhì)對(duì)電路進(jìn)行維護(hù)。

    ●用戶權(quán)限管理，不同等級(jí)權(quán)限實(shí)現(xiàn)不同等級(jí)操作。

    3 設(shè)計(jì)方案

    3.1 參考標(biāo)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)：

    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》

    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》

    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》

    DL/T 698.31-2010 《第3.1部分：電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-通用要求》

    DL/T 698.35-2010 《第3-5部分：電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-低壓集中抄表終端特殊要求》

    DL/T 698.41-2010 《第4-1部分：通信協(xié)議-主站與電能信息采集終端通信》

    DL/T 698.42-2010 《第4-2部分：通訊協(xié)議-集中器下行通信協(xié)議》

    DL/T/814-2002 《配電自動(dòng)化系統(tǒng)功能規(guī)范》

    3.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

    鑒于四川聯(lián)合利華的建筑規(guī)模、性質(zhì)，以及后續(xù)項(xiàng)目的可連帶發(fā)展的性質(zhì)，安科瑞電氣股份有限公司系統(tǒng)部根據(jù)用戶的幾點(diǎn)需求以及在相同性質(zhì)工程中的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)該建筑的智能配電系統(tǒng)的搭建做以下設(shè)計(jì)：四川聯(lián)合利華所有監(jiān)控點(diǎn)位現(xiàn)已安裝智能電力儀表，且均采用標(biāo)準(zhǔn)的Modbus-RTU協(xié)議。將現(xiàn)場(chǎng)安裝的智能儀表通過(guò)屏蔽雙絞線以手拉手式相連，數(shù)據(jù)總線直接鋪設(shè)至主機(jī)所在的值班室。數(shù)據(jù)總線通過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換隔離器將數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)主機(jī)。系統(tǒng)示意圖1所示。

圖1

    4 系統(tǒng)功能

    上位機(jī)軟件采用Acrel-3000電能管理系統(tǒng)，通過(guò)軟件進(jìn)行設(shè)備配置、數(shù)據(jù)庫(kù)變量配置、界面設(shè)計(jì)等，完成了在上位機(jī)軟件監(jiān)控及電力監(jiān)控的功能。

    4.1 功能特點(diǎn)

    Acrel-3000電能管理系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡(jiǎn)單方便；運(yùn)行穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)。點(diǎn)擊相應(yīng)快捷按鈕即可進(jìn)入相應(yīng)的系統(tǒng)功能模塊；系統(tǒng)具有一次系統(tǒng)圖顯示，模擬圖顯示和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖顯示；系統(tǒng)具有人機(jī)界面友好，顯示數(shù)據(jù)直觀，方便用戶查閱。

    4.2 軟件功能

    4.2.1 運(yùn)行系統(tǒng)

    軟件的界面可以根據(jù)項(xiàng)目的特點(diǎn)和客戶的要求來(lái)設(shè)計(jì)。初始界面為“登錄界面”，客戶需通過(guò)用戶名，輸入相應(yīng)密碼，方能進(jìn)入本系統(tǒng)。界面如圖2所示。

圖2登陸界面

    4.2.2 通訊示意圖

    通訊示意圖為拓?fù)鋱D，顯示系統(tǒng)與儀表的通訊是否正常。通過(guò)界面模塊顏色的變化來(lái)反映整個(gè)系統(tǒng)各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)位的運(yùn)行狀態(tài)。界面如圖3所示。

圖3 通訊示意

    4.2.3 監(jiān)測(cè)詳圖

    監(jiān)測(cè)詳圖反應(yīng)了整個(gè)系統(tǒng)配電回路名稱，相應(yīng)的配電體系以及回路的主要電參量。通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的顯示，直觀反映本項(xiàng)目各個(gè)監(jiān)測(cè)回路的運(yùn)行數(shù)據(jù)，便于管理者實(shí)時(shí)了解系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。界面如圖4所示。

圖4 監(jiān)測(cè)詳圖

    4.2.4 參數(shù)抄表

    參數(shù)報(bào)表反映了本項(xiàng)目監(jiān)測(cè)回路的在過(guò)去某時(shí)間點(diǎn)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過(guò)當(dāng)前或者過(guò)去某時(shí)間點(diǎn)的實(shí)時(shí)參量數(shù)據(jù)反映回路狀態(tài)。主要的數(shù)據(jù)包括：三相電壓，三相電流，電能，有功功率，無(wú)功功率，功率補(bǔ)償因數(shù)，頻率。界面如圖5所示

圖5 參數(shù)抄表

    4.2.5 電能報(bào)表

    電能報(bào)表是對(duì)用電量的管理以報(bào)表形式呈現(xiàn)，該報(bào)表可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行期間的任意時(shí)間段內(nèi)的月抄表，日抄表，小時(shí)抄表等功能，且可以Excel形式導(dǎo)出或打印。界面如圖6所示。

圖6 電能報(bào)表

    4.2.6 趨勢(shì)曲線

    趨勢(shì)曲線可以查詢各回路電壓，功率負(fù)荷趨勢(shì)，查看其歷史趨勢(shì)線；幫助用戶進(jìn)線趨勢(shì)分析和故障追憶。負(fù)荷曲線圖界面如圖7所示。

圖7 趨勢(shì)曲線

    4.2.7 實(shí)時(shí)報(bào)警

    本系統(tǒng)還針對(duì)主要電參量的遙測(cè)量（包括進(jìn)線回路的電流、電壓、頻率、功率因素和出線回路的電流越線報(bào)警）。也能點(diǎn)擊打開(kāi)歷史報(bào)警調(diào)出歷史報(bào)警界面。界面如圖8所示。

圖8 實(shí)時(shí)報(bào)警

    5 結(jié)束語(yǔ)

    工業(yè)用能智能化管理作為未來(lái)工業(yè)管理的必然趨勢(shì)。用戶對(duì)廠區(qū)內(nèi)用能的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)狀狀態(tài)的掌握使電能管理系統(tǒng)已成為配電端用戶的必然選擇，本文介紹的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在四川聯(lián)合利華項(xiàng)目中的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)四川聯(lián)合利華各監(jiān)測(cè)回路的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，不僅能顯示回路用能狀況，還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能，還可以與串口服務(wù)器、計(jì)算機(jī)等組成電能管理系統(tǒng)。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試的同時(shí)，也是對(duì)整個(gè)廠區(qū)用能架構(gòu)的詳細(xì)梳理，通過(guò)對(duì)用能情況的細(xì)致分類(lèi)，明確整個(gè)廠區(qū)用能的具體去向，從而了解廠區(qū)內(nèi)各個(gè)區(qū)域的運(yùn)作狀態(tài)。統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示變電所內(nèi)各配電回路的電能使用狀況、負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對(duì)話框及報(bào)警聲音提示，并生成各種電能報(bào)表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究制定相應(yīng)的用能考核機(jī)制。該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定，為配電系統(tǒng)終端用戶解決各個(gè)配電回路的具體用電不明的問(wèn)題，為后期電力系統(tǒng)的維護(hù)及制定節(jié)能措施提供了真實(shí)可靠的依據(jù)。

    參考文獻(xiàn)

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    作者簡(jiǎn)介：徐霜，女，本科。任職單位：現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司<