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沈建伟
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上海东冠纸业电能管理系统的设计与应用

    摘要

    本文介绍了一种电能管理系统的设计、系统构成以及系统的功能,Acrel-3000组态软件可以实现对现场设备的系统集成,数据的采集、传输以及存储,从而实现对工厂用电数据统计及分析。系统实现远程精细化和实时性数据采集,避免人工采集数据的偏差,提高了供电质量和管理水平,具有简明实用、投资少等优点。

    关键词:电能管理;系统集成;安科瑞;东冠纸业;应用

    0 引言

           随着工业现代化程度的不断提供,对工厂供配电系统的可靠性、安全性和连续性的要求越来越高,以PC硬件和组态软件为代表的计算机技术已在我国各个行业得到广泛应用。目前工厂供电系统计算机应用主要体现在对工厂内部用电进行分析对比,方便管理层根据数据决策。

           针对以上问题和现状,本课题提出了利用安科瑞公司网络电能管理仪表和Acrel-3000组态软件研制了一套适用于工厂的高、低压配电的集中监控系统。该课题的研究和实施,可实现工厂高压变电所的用电数据集中管理。对于提高供电系统的可靠性和经济运行指标,促进供电系统管理的科学化、现代化,有着非常重要的现实意义。

    1项目概况

           上海东冠纸业有限公司电能管理系统是主要针对改厂区配电系统进行改造,改造的范围包括高压配电间部分回路及1-4号车间的配电回路,对回路电参量进行监测,强调对电度的计量及分析,为厂区内部考核提供依据。

    2用户需求

           根据现场实际情况,上海东冠纸业配电管理部,提出以下系统需求:

           1、现场仪表必须实现实时显示功能:电压、电流、功率、功率因数、频率及电度等监测信息实时刷新,并以一次图形式直观动态显示。

           2、现场数据报表需满足自动生成日、周、月报表,并具有导出打印功能。

           3、对各配电回路的电流具有趋势曲线功能。

           4、可以对各监测点的通讯状态或异常用电进行报警,便于管理人员实时掌握并分析配电运行情况。

    3设计方案

           根据现场要求,安科瑞电气股份有限公司为上海东冠纸业有限公司设计了Acrel-3000电能管理软件,下面针对Acrel-3000电能管理软件参数做具体说明。

    3.1 Acrel-3000设计参照标准

           上海东冠纸业有限公司电能管理系统以现行国家及电力行业的有效标准为依据,其中国标未列入部分应参考IEC最新标准和规范。如标准间有矛盾时,应以较高标准为准。

           系统的设计满足以下所列制造和试验标准:

            ISO/IEC11801 《国际综合布线标准》

            JGJ/T 16-92 《民用建筑电气设计规范》

            GB/J63-90 《电力装置的电测量仪表装置设计规范》

            GA/T70-94 《中华人民共和国公共安全行业标准》

            GB/T13730 《地区电网数据采集与监控系统通用技术条件》

            GBJ63-93 《电力装置电测量仪表装置设计规程》

            GB2887 《计算站场地技术要求》

            GB/50198-94 《监控系统工程技术规范》

     

    3.2网络结构拓扑图

    1. 高压配电间内我司智能仪表ACR220EL共28台,采用1根屏蔽双绞线连接至通讯管理机,进行数据的集中采集;2车间及3车间内我司智能仪表ACR220EL共11台,采用1根屏蔽双绞线连接至通讯管理机;1车间内我司智能仪表ACR220EL共5台,采用1根屏蔽双绞线连接至通讯管理机,进行数据的集中采集;4车间内我司智能仪表ACR220EL共3台,采用1根屏蔽双绞线连接至通讯管理机,进行数据的集中采集;通讯线缆均采取屏蔽线接地,防止强电信号干扰,末端加装120欧电阻,增强线路信号,保障了数据传输的实时性。
    2. 以上我司智能仪表ACR220EL均采用MODBUS-RTU通讯协议进行数据上传,其中数据传输波特率为9600 bit/s上位机采用TCP/IP通讯协议进行数据采集。

    4 系统变更

           在系统调试阶段,业主要求,为了更好的方便管理车间内的能耗数据,希望我司将采集到得数据上传至车间内原有的ERP系统内。

            我司根据客户的实际要求,对原有软件方案进行变更,将我司数据库的数据上传至SQL数据库中,定时(默认15分钟1次)上传至ERP系统,可把能耗量和产值进行对比,方便了工厂内部考核指标的定制。具体数据转储对应表格如下图所示:

    数据转储对应表格

    数据转储对应表格

    序号

    回路名称

    安装位置

    N

    所属部门

    序号

    回路名称

    安装位置

    N

    所属部门

    OCP1#机

    OCP4#机

    1

    高浓碎浆机310KW

    1AA21-A

    a5

    1#车间

    1

    二车间空压机3#

    MCC柜

    C7

    2#车间北

    2

    1-11浆池A

    1AA22-A

    b17

    1#车间

    2

    二车间空压机4#

    MCC柜

    C8

    2#车间北

    3

    1-11浆池B

    1AA22-B

    b18

    1#车间

    3

    OCP4#碎浆机

    1AA15-B

    B7

    2#车间北

    4

    疏解机及其他

    1AA25-D

    b22

    1#车间

    4

    4MCC 1L1

    4MCC 1L1

    C6

    2#车间北

    5

    疏解机及压力筛

    1AA25-E

    b23

    1#车间

    5

    4MCC 1L5

    4MCC 1L5

    C9

    2#车间北

    6

    低浓水力碎浆机

    1AA26-D

    b26

    1#车间

     

    7

    纸机传动

    1AA13-A

    b1

    1#车间

    OCP5#机

    8

    热风气罩

    1AA13-B

    b2

    1#车间

    1

    三车间5#空压机

    MCC柜

    C3

    3#车间南

    9

    流送系统1

    1AA14-C

    b5

    1#车间

    2

    5MCC 1L1

    5MCC 1L1

    C4

    3#车间南

    10

    真空泵1#

    1AA14-A

    b3

    1#车间

    3

    5MCC 1L5

    5MCC 1L5

    C5

    3#车间南

    11

    真空泵2#

    1AA15-D

    b8

    1#车间

     

    12

    流送系统2

    1AA15-E

    b9

    1#车间

    OCP6#机

    13

    双盘磨1#

    1AA16-C

    b12

    1#车间

    1

    6MCC 1L5

    6MCC 1L5

    C1

    3#车间北

    14

    双盘磨2#

    1AA16-D

    b13

    1#车间

    2

    6MCC 1L1

    6MCC 1L1

    C2

     

    15

    流送系统3

    1AA16-E

    b14

    1#车间

     

     

    公用部分

    OCP2#机

    1

    上水处理

    1AA26-A

    B24

    水处理

    1

    制浆机1P1

    MCC柜

    A7

    1#车间南

    2

    污水处理

    1AA25-B

    B20

    水处理

    2

    打浆机3P1

    MCC柜

    A6

    1#车间南

    3

    污水处理

    1AA22-C

    B19

    水处理

    3

    制浆机2P1

    MCC柜

    A8

    1#车间南

    4

    锅炉房

    1AA21-B

    B16

    锅炉房

    4

    OCP2#国产磨盘

    1AA21-A

    B15

    1#车间南

    5

    站用电

    1AA36-A

    B27

    站用电

    5

    OCP2#稀释水泵

    5#变压器

    B28

    1#车间南

    6

    综合楼

    1AA26-B

    B25

     

     

    7

    仓库照明

    1AA15-A

    B6

     

    OCP3#机

    8

    成品仓库

    1AA25-C

    B21

     

    1

    OCP3#碎浆机

    1AA16-B

    B11

    2#车间南

     

    2

    二车间动力箱

    1AA16-A

    B10

    2#车间南

    OCP7#机

    3

    3MCC 2L1

    3MCC 2L1

    C10

    2#车间南

    1

    1P1 电源进线

    1P1

    A1

     

    4

    3MCC 2L5

    3MCC 2L5

    C11

    2#车间南

    2

    2P1 电源进线

    2P1

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