倍福可以為各種應用提供擴展的能源測量和電網分析解決方案，這些應用包括設備、生產設施、製造工廠和生產大樓以及風力發電和水力發電裝置。管理工業用機械設備和各種發電廠需要滿足市電監測、過程控製和高端電力監測等要求。倍福最近推出了一係列具有高性價比的 EtherCAT 能源和電力測量端子模塊，即EL37x3 係列和四款全新的 EL34x3 係列 EtherCAT I/O。
新型 EtherCAT 能源和狀態管理端子模塊可以與成熟的超采樣電力監測端子模塊和相應的 TwinCAT Power Monitoring 軟件庫配套使用，可以很好地滿足各種應用需求。
除了在持續監管壓力之下實施 ISO 50.001 標準之外，安裝能源管理係統（如國際能源署所述）還可以帶來多項直接效益，例如：
– 節能 = 節約成本
– 供電安全 = 生產可靠性
– 工業生產率 = 提升銷售業績
– 資源管理 = 提高利潤率
即使隻是用作獨立的電能表，倍福的模塊化解決方案也要優於傳統設備。I/O 係統支持靈活的設備組合，如配備 Ethernet 接口的緊湊型EK9160 物聯網總線耦合器和優化用於物聯網領域的 EL3423 電力測量端子模塊。與此同時，用戶也能從成熟且價格合理的標準工業組件中獲益（見圖 1）。
圖 1：將如總線耦合器和能源測量 I/O 端子模塊等整合在一起，構成價格經濟的獨立電能表
另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)，從(cong)更(geng)全(quan)麵(mian)的(de)角(jiao)度(du)分(fen)析(xi)，它(ta)將(jiang)幫(bang)助(zhu)企(qi)業(ye)打(da)開(kai)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)提(ti)升(sheng)的(de)大(da)門(men)。倍(bei)福(fu)開(kai)放(fang)的(de)總(zong)線(xian)端(duan)子(zi)模(mo)塊(kuai)和(he)軟(ruan)件(jian)係(xi)統(tong)組(zu)合(he)在(zai)一(yi)起(qi)，能(neng)夠(gou)實(shi)施(shi)簡(jian)單(dan)、經濟高效且（最重要的是）無縫集成入現有自動化係統中的能源管理解決方案。采集所有用電設備數據（包括來自直流用電設備的數據）可以詳細了解能源類型以及在工廠或大樓中的任何地方使用了多少能源。由於可以在 I/O 係統中直接調用這些測量數據，因此無需再
使用額外的自動化係統。人們可以根據需要將總線端子模塊和/或軟件模塊輕鬆添加到控製係統中，從而降低采集能源使用數據以及提供有關設備以及所有子過程總耗能信息的成本。
也可以使用更高級別的網關 PC 將異構係統（如隨著時間的推移而不斷發展的係統）再次集成到功能齊全的端到端係統中 — 即使組件來自許多不同的製造商（見圖 2）。
圖 2：有多種選擇可提供用於數據采集、存儲和分析：獨立的電能表，用於設備控製器的軟件解決方案或者用作多個小型控製器或第三方設備的網關 PC 的 C6015
有很多 I/O 模塊可用於采集能源數據，從而奠定了通用型解決方案的基礎。煤氣表、水表和熱量表可以通過 M-Bus 或 LON 接口輕鬆集成到配備有加/減計數器（如 EL1512 EtherCAT 端子模塊）或 KL6781 和KL6401 總線端子模塊的係統中。此外，用戶還可以使用 KM37xx 係列差壓測量端子模塊或者 EP3744 分布式差壓測量端子盒監測其壓縮控製器使用情況（以及檢查是否有泄漏）。IO Link 傳感器可以通過KL/EL6224 端子模塊集成。使用可用於維護、電力測量和電力監測等三種應用場合的各種係統集成式電力測量端子模塊可以方便地采集電氣變量（見圖 3）。
圖 3：有三類能源和電力測量端子模塊：維護、電力測量和電力監測
EL3483 和 EL3423 用於維護目的可以使用用於測量電壓、頻率和相位的 EL3483 三相市電監測端子模塊來代替保護繼電器，檢測不對稱誤差或頻率誤差，以及保護不受控電機的相位和電壓。另外，EL3483 不bu僅jin能neng夠gou在zai故gu障zhang發fa生sheng後hou生sheng成cheng錯cuo誤wu信xin息xi，用yong戶hu還hai能neng夠gou預yu設she所suo有you監jian測ce值zhi的de閾yu值zhi，以yi便bian啟qi用yong警jing報bao通tong知zhi，從cong而er能neng夠gou采cai取qu有you力li的de主zhu動dong糾jiu正zheng措cuo施shi，縮suo短duan設she備bei停ting機ji時shi間jian。由you於yu端duan子zi模mo塊kuai提ti供gong電dian能neng質zhi量liang因yin數shu，並bing且qie可ke以yi以yi相xiang對dui較jiao低di的de成cheng本ben獲huo取qu，因yin此ci它ta可ke以yi用yong於yu安an裝zhuang一yi套tao綜zong合he的de電dian源yuan電dian壓ya監jian測ce係xi統tong。電dian能neng質zhi量liang因yin數shu對dui電dian源yuan電dian壓ya質zhi量liang的de影ying響xiang最zui大da，它ta讓rang用yong戶hu能neng夠gou用yong簡jian單dan的de方fang式shi評ping估gu設she備bei的de供gong電dian可ke靠kao性xing，隻zhi需xu一yi個ge數shu字zi即ji可ke，無wu需xu詳xiang細xi了le解jie諧xie波bo、失真因數及其它因數。
該組別的第二台代表性設備是一個真正的能源和電力測量端子模塊，因為它用電流測量通道補充了 EL3483 中的電壓分析。EL3423 全功能型 I/O 設備可以用作上述三相電力測量端子模塊的經濟型版本，可以在 15 分鍾間隔時間內計算其測量值。另一方麵，刷新速度可以自由選擇，最快可達 10 秒miao平ping均jun值zhi。除chu了le確que定ding平ping均jun值zhi之zhi外wai，端duan子zi模mo塊kuai可ke采cai集ji所suo選xuan時shi段duan的de功gong率lv最zui小xiao值zhi和he最zui大da值zhi。考kao慮lv到dao時shi間jian上shang的de限xian製zhi，可ke以yi使shi用yong價jia格ge更geng經jing濟ji的de端duan子zi模mo塊kuai。
如果要在機器控製情況下測量功率值和/或其它值，那麼 10 秒鍾的測量間隔可能會不夠。在這種情況下，建議使用下一個類別的端子模塊。
EL3443 和 EL3453 用於電力測量應用
EL3443 是(shi)倍(bei)福(fu)最(zui)新(xin)推(tui)出(chu)的(de)標(biao)準(zhun)電(dian)力(li)測(ce)量(liang)端(duan)子(zi)模(mo)塊(kuai)，具(ju)有(you)許(xu)多(duo)附(fu)加(jia)功(gong)能(neng)，響(xiang)應(ying)時(shi)間(jian)明(ming)顯(xian)快(kuai)於(yu)其(qi)上(shang)一(yi)代(dai)產(chan)品(pin)。具(ju)有(you)擴(kuo)展(zhan)功(gong)能(neng)的(de)三(san)相(xiang)電(dian)力(li)測(ce)量(liang)端(duan)子(zi)模(mo)塊(kuai)每(mei)個(ge)全(quan)波(bo)（50 Hz 時 20 ms）更新一次測量值，它還可以提供 400 多個有關電源和電源消耗當前狀態詳細信息的測量值。除此之外，端子模塊能測量三相電流和電壓的前 41 次諧波。
該組件類的兩個更專業化特點是能夠檢測電壓過零的發生以及在內部計算剩餘電流（見圖 4）。電(dian)壓(ya)過(guo)零(ling)檢(jian)測(ce)使(shi)得(de)通(tong)過(guo)在(zai)零(ling)交(jiao)越(yue)期(qi)間(jian)以(yi)微(wei)秒(miao)精(jing)度(du)執(zhi)行(xing)開(kai)關(guan)操(cao)作(zuo)來(lai)實(shi)現(xian)創(chuang)新(xin)的(de)控(kong)製(zhi)方(fang)案(an)成(cheng)為(wei)可(ke)能(neng)。這(zhe)樣(yang)可(ke)以(yi)保(bao)護(hu)開(kai)關(guan)元(yuan)件(jian)和(he)下(xia)遊(you)設(she)備(bei)免(mian)受(shou)浪(lang)湧(yong)電(dian)流(liu)峰(feng)值(zhi)的(de)影(ying)響(xiang)。有(you)效(xiao)計(ji)算(suan)剩(sheng)餘(yu)電(dian)流(liu)能(neng)夠(gou)在(zai)未(wei)明(ming)確(que)測(ce)量(liang)中(zhong)性(xing)線(xian)電(dian)流(liu)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)對(dui)其(qi)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi)評(ping)估(gu)。使(shi)用(yong)可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)測(ce)量(liang)中(zhong)性(xing)線(xian)電(dian)流(liu)的(de) EL3453 後，計算得出的剩餘電流等於差動電流，它會進一步監測哪些功能可能對其它應用有益，如對 IT 服務器機架的操作。
圖 4：通過電壓過零檢測和在內部計算剩餘電流來避免達到功率峰值
波功率和能量，它可以產生 600 多個可用的測量值。
第三類也是最後一類，是由針對高端應用的 EL37x3 係列電力測量端子模塊構成。這些端子模塊完全遵循基於 PC 的控製原理，采集高分辨率電流和電壓值，並將這些值以非常快的速度傳輸給控製器，但不
進jin行xing任ren何he處chu理li。這zhe種zhong方fang法fa的de最zui大da優you點dian是shi控kong製zhi器qi可ke以yi處chu理li所suo有you的de原yuan始shi數shu據ju，並bing能neng最zui大da限xian度du保bao留liu運yun行xing細xi節jie，甚shen至zhi連lian示shi波bo器qi應ying用yong也ye可ke以yi用yong這zhe種zhong方fang式shi實shi現xian。由you於yu自zi動dong化hua控kong製zhi器qi的de算suan力li更geng強qiang，因yin此ci能neng夠gou以yi更geng大da的de細xi節jie級ji別bie
進行分析。倍福提供的 TwinCAT Power Monitoring 軟件庫 TF3650 旨在高效實施所需的分析功能。相比之下，雖然 EL3773 每秒鍾隻能測量10,000 次，速度並不算快，但它集成了濾波器並具有直流能力。而另一方麵，EL3783 的采樣率為 20 ksps，電流和電壓的過載能力為 130%至 650%。這樣可以保證全麵的數據概覽，即使在錯誤狀態下也不會丟失任何測量值。
所有的這些功能，組成了一個完整的能源管理係統，可以滿足客戶的任何需求。用戶可以選擇在雲端或者在本地管理數據（見圖 5），而er在zai本ben地di管guan理li數shu據ju是shi最zui常chang見jian的de選xuan擇ze。如ru果guo選xuan擇ze了le本ben地di化hua的de解jie決jue方fang案an，重zhong要yao的de是shi不bu要yao忘wang記ji簡jian單dan易yi用yong的de界jie麵mian和he集ji中zhong訪fang問wen選xuan項xiang所suo帶dai來lai的de好hao處chu。與yu過guo去qu用yong戶hu必bi須xu監jian測ce多duo台tai嵌qian入ru式shi設she備bei相xiang比bi，通tong過guo多duo點dian觸chu控kong麵mian板ban集ji中zhong進jin行xing數shu據ju訪fang問wen清qing晰xi度du更geng高gao，也ye更geng方fang便bian。如ru果guo使shi用yong倍bei福fu基ji於yu HTML5 的TwinCAT3 HMI，甚至可以通過諸如智能手機和平板電腦等很多其它終端備來顯示相同的可視化界麵。
圖 5：該圖顯示了如何通過中央用戶界麵彙總和顯示來源不同的測量數據
使用 TwinCAT Analytics 實現拖放分析功能
有了 TwinCAT Analytics ，就可以通過拖放分析功能輕鬆彙總和評估在整個公司範圍內采集到的所有數據，並與其它測量數據相結合（見圖 6），yibianqingsongjisuanchumeigegongjiandeshengchannenghao。yitaobeifuzhengtijiejuefanganshenzhikeyitigongyibandenengyuanguanlixitongwufahuoqudeshuju，yinweihouzhewufafangwenshebeikongzhishuju。
圖 6：基於 TwinCAT Analytics 的能源和狀態管理係統的基本架構
zheyangjiukeyishouxiancedingbutongcaozuotiaojianxiadenenghaoshuju，ranhouquedingyubiaozhunzhidepianchashiduoshao。suirannenghaoguodakenengyushizhezhouchengchuxianlemosun，dannenghaoguodiyekenengyiweizhechanpinzhiliangbugao。tongguo PLC 代碼的自動生成，甚至可以將上述易於創建的拖放分析功能集成到全自動永久分析係統中。在自動創建項目後，用戶可以集成 HMI 應用程序控製台，用於分析全公司的能源數據。TwinCAT 3 HMI 為(wei)這(zhe)一(yi)能(neng)力(li)的(de)實(shi)現(xian)奠(dian)定(ding)了(le)堅(jian)實(shi)的(de)基(ji)礎(chu)。在(zai)全(quan)公(gong)司(si)範(fan)圍(wei)內(nei)監(jian)測(ce)整(zheng)個(ge)分(fen)布(bu)式(shi)位(wei)置(zhi)和(he)係(xi)統(tong)能(neng)夠(gou)在(zai)停(ting)機(ji)事(shi)件(jian)發(fa)生(sheng)前(qian)及(ji)時(shi)對(dui)即(ji)將(jiang)出(chu)現(xian)的(de)故(gu)障(zhang)做(zuo)出(chu)響(xiang)應(ying)：它ta還hai能neng夠gou發fa現xian先xian前qian未wei確que認ren的de優you化hua潛qian力li，例li如ru，在zai操cao作zuo模mo式shi改gai變bian時shi。通tong過guo電dian能neng質zhi量liang因yin數shu，用yong戶hu無wu需xu具ju備bei廣guang博bo的de電dian氣qi工gong程cheng方fang麵mian的de專zhuan業ye知zhi識shi，即ji可ke解jie決jue因yin電dian源yuan波bo動dong引yin起qi的de原yuan因yin不bu明ming的de設she備bei問wen題ti。有you了le這zhe些xie使shi用yong方fang便bian的de工gong具ju，即ji使shi是shi細xi節jie級ji別bie較jiao高gao的de高gao級ji狀zhuang態tai管guan理li係xi統tong也ye很hen容rong易yi實shi現xian。