【產品知識】基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術的設備電能監(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)能源消耗量占全國能源消耗總量的70%左右。電能消耗，是企業(yè)生產的主要成本，降低用電成本，是生產過程的主要關注點之一。建設一個集中統(tǒng)一的工廠電能監(jiān)控系統(tǒng)，已成為近年研究的熱點。通過獲取機器詳細用電數(shù)據(jù)，電能監(jiān)控系統(tǒng)可實現(xiàn)對生產設備電能的集中采集、監(jiān)控、計算、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備能耗情況，便于找出高耗能點和不合理的耗能習慣，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、調度與優(yōu)化、設備運行與能源管理等方面發(fā)揮重要作用。

  近年來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展日趨成熟，它融*了先進制造技術以及互聯(lián)網(wǎng)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息技術，是一種新型的網(wǎng)絡化制造服務模式，是工業(yè)互聯(lián)的信息*樞，是制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)融*的新型基礎設施在智慧工廠建設或企業(yè)智能制造升級改造中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正逐步應用于設備管理、生產過程控制、供應鏈管理安環(huán)管理!3-61等環(huán)節(jié)。本文將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的設計理念應用于設備電能監(jiān)控系統(tǒng)，研究了基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的工廠設備電能監(jiān)控系統(tǒng)的架構體系，設計與開發(fā)了該系統(tǒng)，并在實際工廠中開展應用，實現(xiàn)了工廠設備電能的實時采集監(jiān)控及處理與分析，有效地支撐了設備電能優(yōu)化應用，優(yōu)化生產計劃，提高生產效率、機器效能，降低用電成本。

2 電能監(jiān)測

2.1 電能監(jiān)測點

  工廠中用電消耗關注點主要為高能耗的設備、產線車間，通用輔助設備、設施及工廠等。首先需對工廠全域進行電能監(jiān)測點的統(tǒng)計。某工廠電能監(jiān)測點統(tǒng)計示例如表1所示。

2.2 智能電表選擇

  工廠設備常用380 V三相電，考慮設備電能監(jiān)測需要高精度、高質量、安全可靠和經濟實惠，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進行設備的電能監(jiān)測它是針對電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公共設施等的電能監(jiān)控需求而設計的，符合 Class 0.5S/Class 1精度標準，具有三相交流有功功率、無功功率和視在功率測量與顯示具有 RS485 通信接口(Modbus RTU協(xié)議)，可用于供電質量的綜合監(jiān)控診斷以及電能管理。

2.3 電能數(shù)據(jù)采集

  首先，通過串口服務器USR-N580-H7 連接智能電表，實現(xiàn)RS485-以太網(wǎng)接口轉換，將電表接入設備監(jiān)控網(wǎng)中。然后，采用工業(yè)網(wǎng)關、SCADA或數(shù)據(jù)采集軟件實現(xiàn)電表參數(shù)的采集。由于電表的通信協(xié)議為 ModbusRTU，其協(xié)議棧簡單，考慮低成本、自主可控因素，本文利用自行開發(fā)數(shù)據(jù)采集平臺，進行設備的電能采集。

3 電能管理解決方案

3.1概述

  用戶端消耗著整個電網(wǎng)80%的電能，用戶端智能化用電管理對用戶可靠、安全、節(jié)約用電有十分重要的意義。構建智能用電服務體系，推廣用戶端智能儀表、智能用電管理終端等設備用電管理解決方案，實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的雙向良性互動。用戶端急需解決的研究內容主要包括：先進的表計，智能樓宇、智能電器、增值服務、客戶用電管理系統(tǒng)、需求側管理等課題。

  安科瑞Acrel-3000WEB電能管理解決方案通過對用戶端用電情況進行細分和統(tǒng)計，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用電的使用消耗情況，便于找出高耗能點或不合理的耗能習慣，有效節(jié)約電能，為用戶進一步節(jié)能改造或設備升級提供準確的數(shù)據(jù)支撐。

3.2應用場所

（1）辦公建筑（商務辦公、大型公共建筑等）；

（2）商業(yè)建筑（商場、金融機構建筑等）；

（3）旅游建筑（賓館飯店、娛樂場所等）；

（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）交通運輸建筑（機場、車站、碼頭建筑等）。

3.3系統(tǒng)結構

4 系統(tǒng)功能

1）實時監(jiān)測

2）電能統(tǒng)計報表

3）詳細電參量查詢

4）運行報表

5）變壓器運行監(jiān)視

6）實時報警

7）歷史事件查詢

8）電能質量監(jiān)測

9）遙控操作

10）用戶權限管理

11）通訊狀態(tài)圖

12）視頻監(jiān)控

13）用戶報告

14）APP支持

5 系統(tǒng)硬件配置清單