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：本文主要介紹了赫斯基注塑（上海）公司采用我司智能電力儀表對(duì)配電現(xiàn)場的各種電參量和開關(guān)信號(hào)的采集。通過總線型組網(wǎng)方式，把數(shù)據(jù)上傳至后臺(tái)，進(jìn)行智能化組網(wǎng)。Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在赫斯基注塑的應(yīng)用，符合了對(duì)智能工廠電能管理的要求，也為赫斯基注塑節(jié)約了大量人力成本，實(shí)現(xiàn)了工廠電能管理智能化。
關(guān)鍵詞：赫斯基注塑 智能電力儀表 Acrel-3000型 電能管理系統(tǒng)
0 項(xiàng)目概況
赫斯基注塑系統(tǒng)（上海）有限公司由加拿大的機(jī)械制造企業(yè)赫斯基集團(tuán)投資設(shè)立，位于上海浦東新區(qū)外高橋保稅區(qū)，是為塑料工業(yè)提供注塑設(shè)備和服務(wù)的供應(yīng)商，設(shè)計(jì)和制造業(yè)內(nèi)的注塑設(shè)備系列，包括機(jī)器、模具、熱流道和機(jī)械手。原有配電系統(tǒng)只在全廠總進(jìn)線回路上裝有電力部門的電度表，管理者只能從每個(gè)月電力部門提供的用電總數(shù)值得知本月電量能耗，至于電能都用在了什么地方、有沒有電能浪費(fèi)，節(jié)能措施有沒有起到相應(yīng)的效果，企業(yè)管理者都不是很清楚，亟待需要一個(gè)合理的電能考核機(jī)制來實(shí)現(xiàn)電能的科學(xué)管理。針對(duì)以上存在問題，并根據(jù)客戶要求，對(duì)原有配電系統(tǒng)進(jìn)行改造，改造后的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)，不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)各配電回路的遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中管理，實(shí)現(xiàn)了分類電能統(tǒng)計(jì)，復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、日能耗統(tǒng)計(jì)和月耗電能統(tǒng)計(jì)，大需量報(bào)警，為科學(xué)地節(jié)能管理提供了依據(jù)。
1 用戶需求
客戶要求針對(duì)赫斯基注塑系統(tǒng)（上海）有限公司內(nèi)的共計(jì)40個(gè)待改造回路進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，實(shí)現(xiàn)對(duì)改造后回路的電力參數(shù)的測量顯示和電能計(jì)量，電流越限報(bào)警（現(xiàn)場采用三層紅黃綠信號(hào)燈顯示）。采用Acrel-3000電能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程電參量（電流，電壓，功率，功率因素等）實(shí)時(shí)監(jiān)測與分類電能計(jì)量。以現(xiàn)場測得的大需量（MD）與系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的需量限定值進(jìn)行比較，在超量時(shí)報(bào)警。
2 設(shè)計(jì)方案
江蘇安科瑞電器制造有限公司根據(jù)赫斯基注塑現(xiàn)場的實(shí)際情況為其選用了Acrel-3000電能管理系統(tǒng)。
2.1 Acrel-3000符合的標(biāo)準(zhǔn)
本技術(shù)方案以現(xiàn)行及電力行業(yè)的有效標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，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)。
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》
GA/T74-94 《中華人民共和國防范行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》
GA/T70-94 《中華人民共和國公共行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》
GB/50198-94 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》
IEC-61131-3 《圖形可編程標(biāo)準(zhǔn)》
GB50254/59-96 《電氣裝置安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》
GB/T17626.5 《浪涌（沖擊）抗擾度試驗(yàn)》
GB/T17626.6 《射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度》
GB/T17626.8 《工頻磁場的抗擾度試驗(yàn)》
GB/T17626.10 《阻尼振蕩磁場抗擾度試驗(yàn)》
GB/T17626.11 《電壓暫降、短時(shí)中斷和電壓變化抗擾度試驗(yàn)》
GB/T17626.12 《振蕩波抗擾度試驗(yàn)》
GB/50171-92 《電氣裝置安裝工作盤柜及二次回路結(jié)線施工及驗(yàn)收規(guī)范》
GB/T13729-92 《遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件》
GB/J63-90 《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》
GB/T15145-94 《微機(jī)保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》
GB/T13729 《遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件》
DL/T630 《交流采樣遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件》
GB/T13850 《交流電量轉(zhuǎn)換為模擬量或數(shù)字信號(hào)的電測量變送器》
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》
2.2 Acrel-3000設(shè)計(jì)方案
圖1
在該項(xiàng)目上的具體應(yīng)用拓?fù)鋱D；Acrel-3000變配電監(jiān)控系統(tǒng)主要分為3層：站控管理層（工控機(jī)、打印機(jī)、UPS電源）、通訊管理層（4口通訊管理機(jī)）、現(xiàn)場設(shè)備層（現(xiàn)場智能裝置）。
如上圖所示：現(xiàn)場中的IO設(shè)備的通訊線纜采用RVSP 2*1.5屏蔽雙絞線，連接至4口通訊管理機(jī)。
2.2.1現(xiàn)場設(shè)備層
根據(jù)赫斯基注塑現(xiàn)場要求：智能儀表需滿足對(duì)全電參量采集（三相電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、電度、開關(guān)量等）；我司根據(jù)客戶要求，為其在現(xiàn)場選配ACR220EL/K的多功能儀表，*了現(xiàn)場的要求。
ACR220EL是LCD液晶屏顯示，可監(jiān)測三相電流、三相電壓、電網(wǎng)頻率、三相（有功功率、無功功率、功率因數(shù)）、三相有功電能、三相無功電能6項(xiàng)測量參數(shù)。除以上功能外，還可選配其它功能，以下3項(xiàng)功能可共選也可選擇其中幾項(xiàng)：F（復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)）、D（大需量）、CP（Profibus-DP）。以下3項(xiàng)功能只能選擇其中一項(xiàng)：M（模擬量）、K（2DI/2DO）。
2.2.2站控管理層
配置為EVOC IPC-810B Core2 2.66G /2G/500G +鍵鼠+音箱等。
深圳研祥工業(yè)計(jì)算機(jī)（IPC810B），完成對(duì)整個(gè)電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的管理，數(shù)據(jù)庫管理，在線及離線計(jì)算，運(yùn)行監(jiān)視控制，各圖表曲線的生成，數(shù)據(jù)報(bào)表等系統(tǒng)監(jiān)測等功能。
計(jì)算機(jī)主要配置：
CPU：PIV 3.0
內(nèi)存：2G
硬盤：監(jiān)控工作站500G
顯示器：三星19寸寬屏LCD顯示
接口：1000M以太網(wǎng)、RS232接口、LPT口、BNC視頻輸出接口、4個(gè)PCI、2個(gè)USB口，聲卡，14槽工業(yè)級(jí)底板等DVD/VCD光驅(qū)刻錄機(jī)
4U標(biāo)準(zhǔn)上架式機(jī)箱
漫步者音箱一套（用于音響報(bào)警）
該計(jì)算機(jī)為工業(yè)計(jì)算機(jī)，大風(fēng)量風(fēng)扇設(shè)計(jì)，開門抽拉可拆換濾網(wǎng)，散熱可靠、維護(hù)簡便、特殊的抗震措施，保證機(jī)器在惡劣工業(yè)環(huán)境中正常工作；
UPS電源為C1KS/1KVA 待機(jī)30分鐘 塔式
監(jiān)控主機(jī)采用正版簡體中文WindowsXP操作系統(tǒng)軟件，電能管理軟件采用安科瑞Acrel-3000型電能管理組態(tài)軟件
3 系統(tǒng)功能
3.1 用戶權(quán)限管理
針對(duì)不同級(jí)別的用戶，設(shè)置不同的權(quán)限，方便不同權(quán)限的管理人員對(duì)系統(tǒng)的不同操作，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的，可靠運(yùn)行。通過用戶管理進(jìn)行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶對(duì)賬號(hào)和權(quán)限的修改。
3.2 系統(tǒng)主界面
圖2
系統(tǒng)提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面，CAD圖形顯示配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖，顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)，畫面定時(shí)輪巡切換；畫面實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新；模擬量顯示；開關(guān)量顯示；連續(xù)記錄顯示等，通過畫面顏色的變化（紅色表示合閘狀態(tài)、綠色表示分閘狀態(tài)）可以看到各回路的分合閘狀態(tài)。
登錄普通權(quán)限用戶，通過主界面的操作，可以查看各回路運(yùn)行的電參量（電流、電壓、有功、無功、功率因數(shù)、電度）；登錄高權(quán)限用戶，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部電度報(bào)表、電流曲線、報(bào)警信息的打印及導(dǎo)出功能。
3.3 系統(tǒng)遙信狀態(tài)報(bào)警
圖3
圖4
系統(tǒng)發(fā)生運(yùn)行故障時(shí)，會(huì)及時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警提示用戶及時(shí)響應(yīng)故障回路，同時(shí)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。
3.4 趨勢曲線分析
圖5
Acrel-3000電能管理系統(tǒng)提供了實(shí)時(shí)曲線和歷史趨勢兩種曲線的分析界面，通過調(diào)用相關(guān)回路實(shí)時(shí)曲線界面分析該回路當(dāng)前的負(fù)荷運(yùn)行狀況。如通過調(diào)用某配出回路的實(shí)時(shí)曲線
可分析該回路的電氣設(shè)備所引起的信號(hào)波動(dòng)情況。系統(tǒng)的歷史趨勢即系統(tǒng)對(duì)所有已存儲(chǔ)數(shù)據(jù)均可查看其歷史趨勢，方便工程人員對(duì)監(jiān)測的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行質(zhì)量分析。
3.5 報(bào)表統(tǒng)計(jì)
圖6
圖7
赫斯基注塑系統(tǒng)中分電能報(bào)表為時(shí)報(bào)表、日報(bào)表、月報(bào)表三種報(bào)表。選擇要查詢的日期，可顯示每個(gè)時(shí)段的用電量，顯示每個(gè)時(shí)段用電量的報(bào)表對(duì)比柱狀圖，方便管理員查看分析（日報(bào)表和月報(bào)表也具有柱狀圖分析功能），同時(shí)系統(tǒng)將采集的有功電度數(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(duì)某一回路的某一時(shí)間段內(nèi)的用電量進(jìn)行查詢與打印，這些報(bào)表均支持Excel導(dǎo)出功能。
3.6 電能餅圖
圖8
可以查看任意時(shí)段不同回路的電能百分比，方便了公司內(nèi)部能耗的調(diào)整。
4 運(yùn)行效果
隨著社會(huì)的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用，智能電能管理系統(tǒng)已成為大型智能工廠必然選擇，本文介紹的電力儀表及Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在赫斯基注塑項(xiàng)目的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙測、遙信功能，實(shí)時(shí)的顯示了現(xiàn)場電參量，方便值班人員查看；給用戶設(shè)置定值修改功能同樣人性化地提高了值班人員操作的系數(shù)；同時(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析、處理，并生成各種電能報(bào)表、分析曲線、棒圖等，便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究；報(bào)警窗口的彈出有助于提醒值班人員及時(shí)檢查現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀況。
在Acrel-3000電能管理系統(tǒng)應(yīng)用之前，整個(gè)工廠的用電基本上靠人工來抄表，投入了大量的人力資源，現(xiàn)場的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)也不能及時(shí)被值班人員掌控，增加了配電房各回路運(yùn)行時(shí)的隱患。Acrel-3000電能管理系統(tǒng)完成以后，減少了電氣值班人員，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測；通過報(bào)警窗口的應(yīng)用，了電氣故障，防止過負(fù)荷運(yùn)行而產(chǎn)生電氣隱患；同時(shí)人性化電度報(bào)表及棒圖的顯示，不僅為用戶節(jié)約的大量的人力成本，而且快捷的對(duì)各個(gè)時(shí)段用電量進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)了工廠電能管理智能化。
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
