摘要
工業(yè)智能化是現(xiàn)代工業(yè)化發(fā)展的必然趨勢。通過在工廠各個(gè)重要區(qū)域的用能回路安裝相應(yīng)的智能探測器，通過后臺系統(tǒng)來實(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人值守。通過用能的實(shí)時(shí)監(jiān)測，數(shù)據(jù)的采集及存儲，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)對工業(yè)自動化和智能化做一簡要介紹。
關(guān)鍵詞：聯(lián)合利華 電能管理 無人值守 節(jié)能改造 智能配電系統(tǒng) 配電自動化
0引言
工業(yè)用能智能化監(jiān)測是工業(yè)用能智能化、科學(xué)化管理的重要組成部分。通過智能化設(shè)備對整個(gè)工廠的用能實(shí)時(shí)監(jiān)測，通過用能數(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，使用智能儀表以及智能用電管理終端設(shè)備，以此達(dá)到、科學(xué)、技能的用能目的。
Acrel-3000電能管理系統(tǒng)正是針對以上趨勢而研發(fā)的用戶端電能管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)通過對四川聯(lián)合利華工廠內(nèi)的部分重要回路進(jìn)行計(jì)量，通過對監(jiān)測回路用能的實(shí)時(shí)計(jì)量、存儲、分析，以表格或圖形的形式來顯示整個(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，為節(jié)約能源，用戶進(jìn)一步節(jié)能改造或設(shè)備升級提供準(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）生產(chǎn)基地。聯(lián)合利華(四川)生產(chǎn)基地是其在華的第三個(gè)*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)奧妙無磷洗衣粉的全系列產(chǎn)品，年產(chǎn)能近20萬噸，主要供應(yīng)中國西部市場，未來將逐步生產(chǎn)聯(lián)合利華中國旗下的全線產(chǎn)品。
針對本項(xiàng)目的工業(yè)性質(zhì)，現(xiàn)針對聯(lián)合利華（四川）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，通過智能儀表和系統(tǒng)后臺的實(shí)時(shí)監(jiān)測，數(shù)據(jù)采集存儲、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)。所有的用能都存儲在系統(tǒng)后臺主機(jī)內(nèi)，通過對固定時(shí)間段的數(shù)據(jù)分析，掌握整個(gè)廠區(qū)的用能狀態(tài)，針對用能的趨勢，制定合理的用能計(jì)劃和節(jié)能措施。
本項(xiàng)目主要是針對變電所內(nèi)的開關(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。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)通過對智能計(jì)量儀表的數(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
① 電壓、電流、功率、功率因數(shù)及頻率等監(jiān)測信息實(shí)時(shí)刷新，并以一次圖形式直觀動態(tài)顯示。各回路子畫面上顯示該回路各電參量、回路名稱、CT變比、電流越限值及開關(guān)狀態(tài)等信息。
② 對用水回路的智能水表的參量實(shí)時(shí)采集、顯示、存儲。
③ 對其負(fù)載繪制電流趨勢曲線，便于分析該回路配電運(yùn)行工況
④ 越限報(bào)警，針對客戶的特定回路來設(shè)置越限報(bào)警
⑤ 對各回路的電能集抄功能，并自動生成符合客戶管理需求的用電報(bào)表
⑥ 報(bào)警事件記錄，便于維護(hù)人員來根據(jù)事件發(fā)生的時(shí)間性質(zhì)對電路進(jìn)行維護(hù)。
⑦ 用戶權(quán)限管理，不同等級權(quán)限實(shí)現(xiàn)不同等級操作。
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 《電力裝置的電測量儀表裝置設(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)場安裝的智能儀表通過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)，通過軟件進(jìn)行設(shè)備配置、數(shù)據(jù)庫變量配置、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)和客戶的要求來設(shè)計(jì)。初始界面為“登錄界面”，客戶需通過用戶名，輸入相應(yīng)密碼，方能進(jìn)入本系統(tǒng)。
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。通過界面模塊顏色的變化來反映整個(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)測詳圖
監(jiān)測詳圖反應(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)測回路的在過去某時(shí)間點(diǎn)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過當(dāng)前或者過去某時(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 趨勢曲線
趨勢曲線可以查詢各回路電壓，功率負(fù)荷趨勢，查看其歷史趨勢線；幫助用戶進(jìn)線趨勢分析和故障追憶。負(fù)荷曲線圖界面如圖7所示。
圖7 趨勢曲線
4.2.7實(shí)時(shí)報(bào)警
本系統(tǒng)還針對主要電參量的遙測量（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
工業(yè)用能智能化管理作為未來工業(yè)管理的必然趨勢。用戶對廠區(qū)內(nèi)用能的遠(yuǎn)程監(jiān)測、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)對四川聯(lián)合利華各監(jiān)測回路的實(shí)時(shí)監(jiān)測，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)，也是對整個(gè)廠區(qū)用能架構(gòu)的詳細(xì)梳理，通過對用能情況的細(xì)致分類，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)
[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
[2].周中.電力儀表在大型商業(yè)酒店電能分項(xiàng)計(jì)量中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代建筑電氣 2010. 6
作者簡介：周菁 女 本科
任職單位：現(xiàn)任職于江蘇安科瑞電器制造有限公司
