方小燕 董建鋒
上海安科瑞電氣股份有限公司，上海嘉定 201801
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配電現(xiàn)場的各種電參量和開關信號的采集。通過總線型組網(wǎng)方式，把數(shù)據(jù)上傳至后臺，進行智能化組網(wǎng)。Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在赫斯基注塑的應用，符合了國家對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，實現(xiàn)了工廠電能管理智能化。
關鍵詞：赫斯基注塑 智能電力儀表 Acrel-3000型 電能管理系統(tǒng)
0 項目概況
赫斯基注塑系統(tǒng)（上海）有限公司由加拿大著名的機械制造企業(yè)赫斯基集團投資設立，位于上海浦東新區(qū)外高橋保稅區(qū)，是為塑料工業(yè)提供注塑設備和服務的領先供應商，設計和制造業(yè)內最全面的注塑設備系列，包括機器、模具、熱流道和機械手。原有配電系統(tǒng)只在全廠總進線回路上裝有電力部門的電度表，管理者只能從每個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，節(jié)能措施有沒有起到相應的效果，企業(yè)管理者都不是很清楚，亟待需要一個合理的電能考核機制來實現(xiàn)電能的科學管理。針對以上存在問題，并根據(jù)客戶要求，對原有配電系統(tǒng)進行改造，改造后的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)，不僅能實現(xiàn)對各配電回路的遠程監(jiān)控和集中管理，實現(xiàn)了分類電能統(tǒng)計，復費率電能統(tǒng)計、日能耗統(tǒng)計和月耗電能統(tǒng)計，最大需量報警，為科學地節(jié)能管理提供了依據(jù)。
1 用戶需求
客戶要求針對赫斯基注塑系統(tǒng)（上海）有限公司內的共計40個待改造回路進行設計改造，實現(xiàn)對改造后回路的電力參數(shù)的測量顯示和電能計量，電流越限報警（現(xiàn)場采用三層紅黃綠信號燈顯示）。采用Acrel-3000電能管理系統(tǒng)實現(xiàn)遠程電參量（電流，電壓，功率，功率因素等）實時監(jiān)測與分類電能計量。以現(xiàn)場測得的最大需量（MD）與系統(tǒng)預先設定的需量限定值進行比較，在超量時報警。
2 設計方案
上海安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)赫斯基注塑現(xiàn)場的實際情況為其選用了Acrel-3000電能管理系統(tǒng)。
2.1 Acrel-3000符合的標準
本技術方案以現(xiàn)行國家及電力行業(yè)的有效標準為依據(jù)，國標未列入部分應參考IEC最新標準和規(guī)范。如標準間有矛盾時，應以較高標準為準。
ISO/IEC11801 《國際綜合布線標準》
JGJ/T 16-92 《民用建筑電氣設計規(guī)范》
GA/T74-94 《中華人民共和國安全防范行業(yè)標準》
GA/T70-94 《中華人民共和國公共安全行業(yè)標準》
GB/50198-94 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術規(guī)范》
IEC-61131-3 《圖形可編程標準》
GB50254/59-96 《電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范》
GB/T17626.5 《浪涌（沖擊）抗擾度試驗》
GB/T17626.6 《射頻場感應的傳導騷擾抗擾度》
GB/T17626.8 《工頻磁場的抗擾度試驗》
GB/T17626.10 《阻尼振蕩磁場抗擾度試驗》
GB/T17626.11 《電壓暫降、短時中斷和電壓變化抗擾度試驗》
GB/T17626.12 《振蕩波抗擾度試驗》
GB/50171-92 《電氣裝置安裝工作盤柜及二次回路結線施工及驗收規(guī)范》
GB/T13729-92 《遠動終端通用技術條件》
GB/J63-90 《電力裝置的電測量儀表裝置設計規(guī)范》
GB/T15145-94 《微機保護裝置通用技術條件》
GB/T13729 《遠動終端通用技術條件》
DL/T630 《交流采樣遠動終端通用技術條件》
GB/T13850 《交流電量轉換為模擬量或數(shù)字信號的電測量變送器》
GB/T13730 《地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術條件》
GBJ63-93 《電力裝置電測量儀表裝置設計規(guī)程》
GB2887 《計算站場地技術要求》
2.2 Acrel-3000設計方案
圖1
在該項目上的具體應用拓撲圖；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、打印機、UPS電源）、通訊管理層（4口通訊管理機）、現(xiàn)場設備層（現(xiàn)場智能裝置）。
如上圖所示：現(xiàn)場中的IO設備的通訊線纜采用RVSP 2*1.5屏蔽雙絞線，連接至4口通訊管理機。
2.2.1現(xiàn)場設備層
根據(jù)赫斯基注塑現(xiàn)場要求：智能儀表需滿足對全電參量采集（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，完全滿足了現(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項測量參數(shù)。除以上功能外，還可選配其它功能，以下3項功能可共選也可選擇其中幾項：F(復費率電能統(tǒng)計)、D(最大需量)、CP(Profibus-DP)。以下3項功能只能選擇其中一項：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)計算機（IPC810B），完成對整個電站的計算機監(jiān)控系統(tǒng)的管理，數(shù)據(jù)庫管理，在線及離線計算，運行監(jiān)視控制，各圖表曲線的生成，數(shù)據(jù)報表等系統(tǒng)監(jiān)測等功能。
計算機主要配置：
CPU：PIV 3.0
內存：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PCI、2個USB口，聲卡，14槽工業(yè)級底板等DVD/VCD光驅刻錄機
4U標準上架式機箱
漫步者音箱一套（用于音響報警）
該計算機為工業(yè)計算機，大風量風扇設計，開門抽拉可拆換濾網(wǎng)，散熱可靠、維護簡便、特殊的抗震措施，保證機器在惡劣工業(yè)環(huán)境中正常工作；
UPS電源為C1KS/1KVA 待機30分鐘 塔式
監(jiān)控主機采用正版簡體中文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 用戶權限管理
針對不同級別的用戶，設置不同的權限，方便不同權限的管理人員對系統(tǒng)的不同操作，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運行。通過用戶管理進行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶對賬號和權限的修改。
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)設備狀態(tài)及相應實時運行參數(shù)，畫面定時輪巡切換；畫面實時動態(tài)刷新；模擬量顯示；開關量顯示；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)。
登錄普通權限用戶，通過主界面的操作，可以查看各回路運行的電參量（電流、電壓、有功、無功、功率因數(shù)、電度）；登錄最高權限用戶，可以實現(xiàn)系統(tǒng)內部電度報表、電流曲線、報警信息的打印及導出功能。
3.3 系統(tǒng)遙信狀態(tài)報警
圖3
圖4
系統(tǒng)發(fā)生運行故障時，會及時發(fā)出聲光報警提示用戶及時響應故障回路，同時自動記錄事件發(fā)生的時間和回路名稱，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)提供了實時曲線和歷史趨勢兩種曲線的分析界面，通過調用相關回路實時曲線界面分析該回路當前的負荷運行狀況。如通過調用某配出回路的實時曲線
可分析該回路的電氣設備所引起的信號波動情況。系統(tǒng)的歷史趨勢即系統(tǒng)對所有已存儲數(shù)據(jù)均可查看其歷史趨勢，方便工程人員對監(jiān)測的配電網(wǎng)絡進行質量分析。
3.5 報表統(tǒng)計
圖6
圖7
赫斯基注塑系統(tǒng)中分電能報表為時報表、日報表、月報表三種報表。選擇要查詢的日期，可顯示每個時段的用電量，顯示每個時段用電量的報表對比柱狀圖，方便管理員查看分析（日報表和月報表也具有柱狀圖分析功能），同時系統(tǒng)將采集的有功電度數(shù)據(jù)，按照回路名稱的不同，自動生成報表并有報表打印功能，可對某一回路的某一時間段內的用電量進行查詢與打印，這些報表均支持Excel導出功能。
3.6 電能餅圖
圖8
可以查看任意時段不同回路的電能百分比，方便了公司內部能耗的調整。
4 運行效果
隨著社會的發(fā)展及電力的廣泛應用，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)在赫斯基注塑項目的應用，可以實現(xiàn)遠程遙測、遙信功能，實時的顯示了現(xiàn)場電參量，方便值班人員查看；給高級用戶設置定值修改功能同樣人性化地提高了值班人員操作的安全系數(shù)；同時系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，并生成各種電能報表、分析曲線、棒圖等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究；報警窗口的彈出有助于提醒值班人員及時檢查現(xiàn)場設備的運行狀況。
在Acrel-3000電能管理系統(tǒng)應用之前，整個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)場的設備運行狀態(tài)也不能及時被值班人員掌控，增加了配電房各回路運行時的隱患。Acrel-3000電能管理系統(tǒng)完成以后，減少了電氣值班人員，實現(xiàn)了現(xiàn)場信息的實時監(jiān)測；通過報警窗口的應用，消除了電氣故障，防止過負荷運行而產生電氣隱患；同時人性化電度報表及棒圖的顯示，不僅為用戶節(jié)約的大量的人力成本，而且快捷的對各個時段用電量進行分析，實現(xiàn)了工廠電能管理智能化。
參考文獻：
[1].任致程 周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應用指南[M]. 北京.中國電力出版社. 2007. 4
作者簡介：董建鋒（1984－），男，漢族，本科，工程師，主要研究方向為智能建筑供配電監(jiān)控系統(tǒng)
