工控自動化技術文摘：安科瑞電能管理係統在工業中的應用

　　電dian能neng消xiao耗hao是shi工gong業ye生sheng產chan成cheng本ben中zhong最zui重zhong要yao的de可ke控kong部bu分fen，合he理li安an排pai電dian能neng分fen配pei及ji使shi用yong是shi降jiang低di企qi業ye成cheng本ben的de重zhong要yao途tu徑jing。中zhong國guo的de各ge類lei工gong業ye行xing業ye向xiang來lai是shi用yong電dian大da戶hu，隨sui著zhe大da家jia對dui生sheng活huo品pin質zhi要yao求qiu的de增zeng加jia、工業化生產質量的提高、國(guo)外(wai)先(xian)進(jin)技(ji)術(shu)和(he)成(cheng)套(tao)設(she)備(bei)的(de)大(da)量(liang)引(yin)進(jin)，中(zhong)國(guo)的(de)工(gong)業(ye)生(sheng)產(chan)從(cong)過(guo)去(qu)的(de)低(di)速(su)手(shou)工(gong)生(sheng)產(chan)發(fa)展(zhan)到(dao)高(gao)速(su)全(quan)自(zi)動(dong)生(sheng)產(chan)，對(dui)電(dian)能(neng)的(de)消(xiao)耗(hao)是(shi)越(yue)來(lai)越(yue)大(da)，因(yin)此(ci)降(jiang)低(di)電(dian)能(neng)的(de)損(sun)耗(hao)、合理調配電能將直接提高其生產效益。

　　近20年nian來lai，隨sui著zhe計ji算suan機ji和he網wang絡luo技ji術shu的de不bu斷duan發fa展zhan，可ke靠kao性xing的de不bu斷duan提ti高gao，以yi及ji價jia格ge的de大da幅fu度du降jiang低di，計ji算suan機ji在zai工gong業ye中zhong的de應ying用yong越yue來lai越yue普pu及ji，社she會hui的de網wang絡luo化hua程cheng度du越yue來lai越yue高gao。可ke編bian程cheng控kong製zhi器qi（PLC）配pei合he一yi個ge或huo多duo個ge計ji算suan機ji通tong過guo現xian場chang總zong線xian技ji術shu構gou成cheng的de邏luo輯ji控kong製zhi管guan理li係xi統tong被bei廣guang泛fan地di應ying用yong到dao各ge行xing各ge業ye。對dui於yu現xian今jin中zhong國guo越yue來lai越yue多duo的de具ju有you通tong訊xun功gong能neng的de電dian氣qi產chan品pin，可ke直zhi接jie接jie入ru現xian場chang總zong線xian係xi統tong中zhong，由youPLC直接安全、可靠、合理、優化地監管其停止、運轉等，已達到更多地節省電能損耗。

　　是基於網絡化的“平台”理念，通過共同的數據管理、共同的通信以及共同的工程設計環境，實現無縫的互操作性和透明性，是從設計和工程組態、安裝與調試、運行、維wei護hu，直zhi至zhi現xian代dai化hua升sheng級ji和he改gai造zao的de整zheng個ge產chan品pin生sheng命ming周zhou期qi得de以yi充chong分fen優you化hua，成cheng功gong的de實shi現xian了le整zheng個ge自zi動dong化hua係xi統tong在zai生sheng產chan過guo程cheng中zhong的de橫heng向xiang和he縱zong向xiang的de集ji成cheng，進jin而er確que保bao減jian少shao工gong程cheng成cheng本ben，提ti高gao生sheng產chan率lv，降jiang低di產chan品pin生sheng命ming周zhou期qi成cheng本ben。

是麵向工業建築、商業樓宇、基礎設施以及民用建築領域，針對配電係統的前期規劃設計、係統裝配、運行與維護，通過提供全係列高質量、模塊化、集ji成cheng化hua的de節jie能neng配pei電dian產chan品pin和he配pei電dian監jian控kong係xi統tong，優you化hua配pei電dian係xi統tong的de設she計ji成cheng本ben和he運yun行xing維wei護hu成cheng本ben，有you利li於yu運yun行xing管guan理li人ren員yuan利li用yong係xi統tong提ti供gong的de配pei電dian實shi時shi信xin息xi，合he理li安an排pai設she備bei調tiao度du停ting運yun、故障預維護、檢修計劃及電耗管理等，從而確保配電係統的安全、經濟運行。

　　由you於yu每mei個ge配pei電dian室shi大da部bu分fen配pei電dian分fen路lu都dou需xu電dian能neng測ce量liang儀yi表biao進jin行xing監jian控kong，需xu要yao滿man足zu各ge種zhong常chang規gui監jian控kong要yao求qiu，而er且qie還hai能neng采cai集ji諧xie波bo畸ji變bian率lv等deng，並bing能neng實shi現xian四si遙yao功gong能neng，使shi得de全quan麵mian檢jian測ce電dian能neng質zhi量liang。所suo以yi我wo們men選xuan用yongACR330ELH/ACR220EL多功能儀表配合帶有通訊功能的斷路器以及馬達保護器等來進行監控線路情況。

因為ACR330ELHyongyoujingqueerquanmiandecelianggongneng，ketigongsuoxudeceliangshuju。yudianyuanguanlichengxuhechengxukuaikuxiangjiehe，ankeruitigongleyizhongchuangxinhemianxiangweilaidejiejuefangan，keshidiannengliyongdedaoyouhua，zainengyuanchengbenshangdadaogaoda20%的節約潛力。

該表為電能質量分析儀表，主要功能有：LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計量、複費率電能統計；THDu，THDi、2-31次各次諧波分量；電壓波峰係數、電話波形因子、電流K係數、電壓與電流不平衡度計算；電網電壓電流正、負、零序分量（含負序電流）測量；4DI+3DO（DO3做過壓、欠壓、過流、不平衡報警）；RS485通訊接口、Modbus協議或DL/T645規約。外形尺寸：120×120mm，開孔尺寸：108×108mm。適用於高壓重要回路或低壓進線櫃。

該表主要功能有：LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限電能計量、複費率電能統計、最大需量統計；4DI+2DO；RS485通訊接口、Modbus協議。外形尺寸：96×96mm，開孔尺寸：88×88mm。適用於低壓聯絡櫃、出線櫃。

　　a. 計量正反向有功電量，功率潮流方向自動識別並指示，具有4費率及總電能計量功能。
　　b. 分時複費率功能，日時段可設4費率、8時段，時段內的最小時間單位為1min。
　　c. 按月凍結轉存功能，可統計上上月、上月及本月的總用電量和分時電量，用於月用電費的結算及監測用電情況。
　　d. 實時監測功能，測量顯示電壓、電流、頻率、功率、功率因數。
　　e. 輸出接口。帶光電隔離的電量脈衝數據輸出接口，可用於校表和實現DCS（集散控製係統）遠傳，RS485通訊接口可以實現遠程抄表和負荷監測。

3.2電能管理需求分析及係統構成
　　某公司廠房共有一期配電房1個、二期配電房2個，提供全廠的生產、照明、空(kong)調(tiao)用(yong)電(dian)及(ji)其(qi)它(ta)用(yong)電(dian)等(deng)。原(yuan)有(you)配(pei)電(dian)係(xi)統(tong)隻(zhi)在(zai)全(quan)廠(chang)總(zong)進(jin)線(xian)回(hui)路(lu)上(shang)裝(zhuang)有(you)電(dian)力(li)部(bu)門(men)的(de)電(dian)度(du)表(biao)，管(guan)理(li)者(zhe)隻(zhi)能(neng)從(cong)每(mei)個(ge)月(yue)電(dian)力(li)部(bu)門(men)提(ti)供(gong)的(de)用(yong)電(dian)總(zong)數(shu)值(zhi)得(de)知(zhi)本(ben)月(yue)電(dian)量(liang)能(neng)耗(hao)，至(zhi)於(yu)電(dian)能(neng)都(dou)用(yong)在(zai)了(le)什(shen)麼(me)地(di)方(fang)，有(you)沒(mei)有(you)電(dian)能(neng)浪(lang)費(fei)，節(jie)能(neng)措(cuo)施(shi)有(you)沒(mei)有(you)收(shou)到(dao)應(ying)有(you)的(de)效(xiao)果(guo)，企(qi)業(ye)管(guan)理(li)者(zhe)不(bu)是(shi)很(hen)清(qing)楚(chu)。亟(ji)待(dai)一(yi)個(ge)合(he)理(li)的(de)電(dian)能(neng)考(kao)核(he)機(ji)製(zhi)來(lai)實(shi)現(xian)電(dian)能(neng)的(de)科(ke)學(xue)管(guan)理(li)。

　　針對以上問題，並根據客戶要求，對原有配電係統進行了改造，改造後的Acrel-3000電能管理係統，不僅能實現對各配電回路的遠程監控和集中管理，而且還實現了根據各監控設備進行分類電能統計、複費率電能統計、8小時班組能耗統計、日能耗統計和月耗電能統計，自動計算出單位產量能耗用電，為科學地節能管理提供了依據。

3.2.1 項目分析
　　該gai電dian能neng管guan理li係xi統tong是shi在zai原yuan有you變bian配pei電dian櫃gui基ji礎chu上shang增zeng加jia帶dai通tong訊xun接jie口kou的de電dian能neng表biao，將jiang電dian量liang參can數shu遠yuan傳chuan至zhi監jian控kong中zhong心xin，從cong而er實shi現xian集ji中zhong遠yuan程cheng監jian控kong和he管guan理li的de一yi個ge低di壓ya配pei電dian改gai造zao項xiang目mu。

　　yaoshixianduimeiyitaijiqiyongdianliangdetongji，jiduimeiyichuxianhuiludiannengshujudecaiji，bixuzaimeiyichuxianhuiluanzhuangyikuaidiannengjiliangbiao，danmuqianshichangshangdediannengjiliangbiaopubiancaiyongchuantongdebiguashianzhuangfangshi，tijida，anzhuangbufangbian。gaigongsiyuanyoupeidianxitongdepeidianguijunweichoutigui，zaiyuanyouchoutiguimianbanshangyijinganzhuangledianliubiaohexinhaozhishideng，anzhuangkongjianfeichangxiaxiao，bukenengzaichoutimianbanshangzengjiarenhechuantongdediannengbiao。choutineibuanzhuangdeyuanqijianyifeichangjinmi，zaianzhuangchuantongdiannengbiaohuoshuzishidianliwangluoyibiaodoushibukenengde。

　　如(ru)果(guo)從(cong)每(mei)個(ge)回(hui)路(lu)互(hu)感(gan)器(qi)引(yin)出(chu)測(ce)量(liang)線(xian)路(lu)，重(zhong)新(xin)製(zhi)作(zuo)新(xin)電(dian)表(biao)箱(xiang)放(fang)置(zhi)在(zai)配(pei)電(dian)櫃(gui)旁(pang)邊(bian)，將(jiang)電(dian)能(neng)表(biao)集(ji)中(zhong)安(an)裝(zhuang)在(zai)電(dian)表(biao)箱(xiang)裏(li)呢(ne)？這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)會(hui)使(shi)電(dian)表(biao)箱(xiang)到(dao)配(pei)電(dian)櫃(gui)的(de)線(xian)纜(lan)特(te)別(bie)多(duo)，鑒(jian)於(yu)該(gai)公(gong)司(si)廠(chang)房(fang)配(pei)電(dian)回(hui)路(lu)數(shu)較(jiao)多(duo)，安(an)裝(zhuang)接(jie)線(xian)比(bi)較(jiao)麻(ma)煩(fan)，且(qie)以(yi)後(hou)的(de)檢(jian)修(xiu)維(wei)護(hu)也(ye)會(hui)比(bi)較(jiao)困(kun)難(nan)，增(zeng)加(jia)如(ru)此(ci)多(duo)的(de)電(dian)纜(lan)線(xian)和(he)新(xin)增(zeng)加(jia)的(de)電(dian)表(biao)箱(xiang)也(ye)會(hui)增(zeng)加(jia)了(le)用(yong)戶(hu)的(de)經(jing)濟(ji)成(cheng)本(ben)，因(yin)此(ci)這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)是(shi)不(bu)可(ke)取(qu)的(de)。

　　綜合考慮儀表安裝、調試及後期維護等多種因素，最終選用ADL係xi列lie導dao軌gui式shi安an裝zhuang電dian能neng表biao。該gai係xi列lie儀yi表biao可ke以yi很hen方fang便bian地di安an裝zhuang在zai配pei電dian櫃gui背bei麵mian的de導dao軌gui上shang，不bu需xu要yao對dui配pei電dian櫃gui重zhong新xin開kai孔kong，也ye不bu用yong將jiang大da量liang的de電dian纜lan引yin出chu到dao新xin的de電dian表biao箱xiang中zhong，安an裝zhuang方fang便bian又you節jie約yue了le大da量liang電dian纜lan和he電dian表biao箱xiang的de成cheng本ben，而er且qie這zhe種zhong一yi對dui一yi式shi的de測ce量liang，對dui於yu將jiang來lai係xi統tong的de檢jian修xiu維wei護hu也ye是shi非fei常chang清qing晰xi方fang便bian的de。

　　儀表之間采用屏蔽雙絞線進行總線型連接，通過通訊擴展卡進入監控主機。圖2所示為ADL儀(yi)表(biao)通(tong)訊(xun)電(dian)纜(lan)接(jie)線(xian)示(shi)意(yi)圖(tu)。通(tong)過(guo)對(dui)配(pei)電(dian)係(xi)統(tong)的(de)二(er)次(ci)設(she)備(bei)進(jin)行(xing)組(zu)網(wang)，經(jing)由(you)通(tong)訊(xun)網(wang)絡(luo)到(dao)達(da)監(jian)控(kong)主(zhu)機(ji)，將(jiang)分(fen)散(san)的(de)配(pei)電(dian)所(suo)的(de)現(xian)場(chang)設(she)備(bei)連(lian)接(jie)為(wei)一(yi)個(ge)整(zheng)體(ti)。

3.3.2 係統功能
　　整個係統實現了對一期配電房和二期配電房所有回路電能的采集和統計，遠程自動抄表、電能統計等功能，包括：
　　a. 遠程電量參數測量，包括實時電能、分攤電能、總電能以及按各監控設備統計電能。
　　b. 運行狀態監測，通訊異常報警提示。
　　c. 用戶管理，不同用戶權限具備不同操作功能，各級權限具有口令修改操作功能和權限防誤功能。
　　d. 電能報表，實現了所有電能報表的按時間查詢，分為分鍾、小時、班組、日、月五種類型，包括總、尖、峰、平、穀複費率電能及用電量。
　　e. 電能柱形圖，任意回路電能實時電能柱形圖顯示，包括總、尖、峰、平、穀電能。
　　f. 彙總表，所有監控設備電能彙總，按時間段查詢，自動計算任意時段用電量。
　　g. 單位能耗，自動計算單位產量能耗，並可打印及導出。單位產量能耗計算界麵如圖3所示。
　　h. 打印及導出，所有報表及界麵均可打印，或以EXCEL、WORD格式導出。

　　ADL導軌式電能表的應用對於準確計量電能、節省安裝空間、節約工程成本，均具有現實意義，對比傳統的壁掛式電度表，其體積小巧、外形簡潔、接線方式靈活、安裝方便，為電能管理係統的改造簡單化、集中化提供了方便。

　　該係統完全按照客戶要求對各個監控設備進行分別計算，計算共同設備的電能分攤數及單位產量能耗數，並做了分鍾、小時、日、月4種(zhong)類(lei)型(xing)報(bao)表(biao)。方(fang)便(bian)的(de)電(dian)能(neng)數(shu)據(ju)庫(ku)報(bao)表(biao)極(ji)大(da)地(di)減(jian)少(shao)了(le)用(yong)戶(hu)進(jin)行(xing)電(dian)能(neng)抄(chao)表(biao)人(ren)力(li)的(de)投(tou)入(ru)，為(wei)管(guan)理(li)者(zhe)進(jin)行(xing)內(nei)部(bu)計(ji)量(liang)考(kao)核(he)提(ti)供(gong)了(le)直(zhi)觀(guan)的(de)依(yi)據(ju)，為(wei)進(jin)一(yi)步(bu)的(de)節(jie)能(neng)管(guan)理(li)及(ji)節(jie)能(neng)措(cuo)施(shi)的(de)實(shi)施(shi)打(da)下(xia)了(le)基(ji)礎(chu)。