安科瑞 繆凱倫

摘要：介紹(shao)華蘭生物二期，采用(yong)智(zhi)能(neng)電(dian)(dian)(dian)力儀表、采集配電(dian)(dian)(dian)現場的各種電(dian)(dian)(dian)參量和開(kai)關(guan)信號。系(xi)(xi)統采用(yong)現場就地組網(wang)的方式，組網(wang)后通過現場總線通訊(xun)并遠傳至后臺，通過Acrel-2000型電(dian)(dian)(dian)力監(jian)控(kong)系(xi)(xi)統實(shi)現配電(dian)(dian)(dian)室配電(dian)(dian)(dian)回路用(yong)電(dian)(dian)(dian)的實(shi)時監(jian)控(kong)和管理。

關鍵(jian)詞：華(hua)蘭生物(wu)；智能電(dian)力儀表(biao);Acrel-2000;電(dian)力監控(kong)系統;

0  概(gai)述

本項(xiang)目為華蘭生物(wu)工(gong)程(cheng)股份有限(xian)公司新建(jian)(jian)(jian)中原經濟區生物(wu)醫藥產業園啟動(dong)區中的A8號建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)（中試車間(jian)）內(nei)部(bu)改造項(xiang)目，該(gai)建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)主(zhu)體(ti)(ti)為地(di)(di)上(shang)三(san)層(ceng)，地(di)(di)下(xia)一(yi)層(ceng)鋼(gang)筋(jin)砼架結構。該(gai)建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)占地(di)(di)面(mian)積(ji)為6768.34m,建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)面(mian)積(ji)20544.46m,m2（其中地(di)(di)下(xia)建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)面(mian)積(ji)為7271.20m2）。本次工(gong)程(cheng)供(gong)電變配電站在原A8號建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)1軸-12軸的西半車間(jian)地(di)(di)下(xia)室。本次工(gong)程(cheng)供(gong)電范圍(wei)：1) A8號建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)單克隆(long)抗體(ti)(ti)車間(jian)供(gong)電；2) 綜合樓2區預留供(gong)電回路。

本次項目(mu)主要涉及華蘭生(sheng)物配(pei)電室(shi)內的(de)(de)新增的(de)(de)二個(ge)變壓(ya)器（3號及4號變壓(ya)器）網絡(luo)多功能(neng)儀表，共計68個(ge)回路(lu)需(xu)要監(jian)測，監(jian)控主機位于(yu)地(di)下一層的(de)(de)值班室(shi)。該項目(mu)的(de)(de)一期工(gong)程(cheng)為該配(pei)電室(shi)內的(de)(de)1號及2號變壓(ya)器,38只安科(ke)瑞多功能(neng)儀表。

1  需求分析

為保證生(sheng)產管理用電負荷(he)的統計與(yu)分析(xi)(xi)及(ji)對危(wei)險源實(shi)時(shi)(shi)(shi)監(jian)控。需要對項目現場的配電室中進線(xian)及(ji)出線(xian)回路進行(xing)(xing)電壓(ya)、電流(liu)、功(gong)率等參數進行(xing)(xing)實(shi)時(shi)(shi)(shi)在線(xian)監(jian)控。一(yi)旦監(jian)控點被(bei)監(jian)視參數異常，能夠及(ji)時(shi)(shi)(shi)檢測報警，有關(guan)人員采取必要的措施，避免安(an)全事(shi)故的發(fa)生(sheng)。自動抄表功(gong)能節省了人力物力，功(gong)率趨勢(shi)曲(qu)線(xian)功(gong)能能夠直觀的顯示各(ge)回路的工作狀態(tai)與(yu)時(shi)(shi)(shi)間(jian)，方便(bian)用戶找出非正常用電回路并且及(ji)時(shi)(shi)(shi)進行(xing)(xing)整改，建立(li)電能多級計量體系(xi)提供用能分析(xi)(xi)依(yi)據。

本(ben)技(ji)術(shu)條件適用于華蘭生物配電(dian)室(shi)。供(gong)方(fang)產(chan)品(pin)應具有高安(an)全性(xing)(xing)與可(ke)靠性(xing)(xing)、易于擴展、便于維修與維護。供(gong)方(fang)提供(gong)的產(chan)品(pin)應至少滿(man)足(zu)(zu)本(ben)技(ji)術(shu)條件，但不僅于此(ci)，其技(ji)術(shu)性(xing)(xing)能應滿(man)足(zu)(zu)對(dui)配電(dian)室(shi)數據監控的要求。

數據采集

自動采(cai)集(ji)現(xian)場(chang)(chang)所有電量儀表的模擬量數(shu)據，自動采(cai)集(ji)現(xian)場(chang)(chang)開關(guan)狀態(tai)以及故障狀態(tai)等開關(guan)量數(shu)據。

支持實時(shi)采集(ji)、自動周期采集(ji)（定時(shi)采集(ji)）可(ke)配置(zhi)周期（1分鐘～24小時(shi)）。

支持數據傳輸正確性檢驗(yan)，異常數據自動處理。

支持多(duo)線程處理機制，提高數據(ju)采集效率，能同(tong)時對多(duo)個設(she)備進行數據(ju)采集。

數據實時顯示采用(yong)主接線圖直觀顯示模式(shi)，各回路開關斷合以及故障(zhang)狀態直觀可見。

數據分析與處理

數(shu)據(ju)的綜(zong)合統計、分析需要實現以(yi)下功能：

各設備用電數據小(xiao)時(shi)、日(ri)、月、年等時(shi)間段內的統計、計算。

各設備的用電負(fu)荷（有(you)功(gong)、無功(gong)）大(da)、小值、平均(jun)值計算。

統計各分站及整體的(de)用電量（有功、無(wu)功）。

數據查詢與展示

要求能方(fang)便實現客戶端查(cha)詢(xun)(xun)和各(ge)級(ji)管理人(ren)員的(de)(de)查(cha)詢(xun)(xun)，查(cha)詢(xun)(xun)界面能適應各(ge)級(ji)管理人(ren)員的(de)(de)要求能夠支(zhi)持靈活的(de)(de)條件組合查(cha)詢(xun)(xun)和對(dui)比分(fen)析，各(ge)類統計分(fen)析的(de)(de)數據(ju)可靈活采用報表(biao)等多(duo)種圖表(biao)方(fang)式直觀的(de)(de)展示功能。

數據(ju)展示功(gong)能按照不(bu)同(tong)用戶的(de)不(bu)同(tong)的(de)權限，分(fen)為操(cao)作層(ceng)、管理(li)層(ceng)、決策(ce)層(ceng)三層(ceng)用能展示。

操作層具備用能分析(xi)、累計用量、實時監測、運行(xing)記(ji)錄及比(bi)例、對(dui)比(bi)、對(dui)標分析(xi)等(deng)功能。

管理層(ceng)具(ju)備用(yong)能數據統計和(he)分(fen)析、分(fen)類分(fen)項的對比、對標分(fen)析等功(gong)能。

決策層(ceng)具備用能數據分析、數據刪除、數據庫導入/導出等功能。

權限管理

要(yao)求(qiu)對不同用(yong)戶(hu)賦予(yu)不同角(jiao)色的權限，能授權到功(gong)能子菜單(dan)、具體檔案(an)記錄、數據記錄等。

系統要求具備合理完善的(de)用(yong)戶安全控制機制，能使(shi)應用(yong)環境中的(de)信息資源(yuan)得(de)到(dao)有效地(di)保護，防(fang)止信息的(de)丟失(shi)、失(shi)竊和破(po)壞。

節能改造及效果評估

要求(qiu)為生產節能改(gai)造(zao)提供(gong)(gong)數據支撐，并能提供(gong)(gong)節能改(gai)造(zao)前(qian)后的效果評估(gu)。

參數設置

可通過(guo)采集(ji)柜(ju)設(she)置各回路互(hu)感器(qi)變比，各種電流電壓保護整(zheng)定值。

故(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)判斷(duan)與(yu)(yu)報警(jing)(jing)具(ju)有(you)故(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)自動(dong)判斷(duan)并采(cai)用(yong)聲光方(fang)式報警(jing)(jing)功能。報警(jing)(jing)類型包括(kuo)開關故(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)，電(dian)(dian)(dian)壓、電(dian)(dian)(dian)流超限，現(xian)(xian)場(chang)采(cai)集模(mo)塊通訊故(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)，與(yu)(yu)監控系(xi)統通訊故(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)等(deng)。報警(jing)(jing)時間自動(dong)記入系(xi)統數(shu)據庫，方(fang)便用(yong)戶查詢(xun)，工作人員可隨時掌握變(bian)配電(dian)(dian)(dian)站實時運行(xing)狀態，發現(xian)(xian)變(bian)配電(dian)(dian)(dian)運行(xing)故(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)并作出(chu)相應處理(li)，提(ti)高(gao)變(bian)配電(dian)(dian)(dian)的(de)管理(li)效率(lv)，提(ti)升電(dian)(dian)(dian)力(li)系(xi)統安全性(xing)、可靠性(xing)。

2  系統方案

安(an)科(ke)瑞Acrel-2000系統根據(ju)華蘭生(sheng)物二期現場實(shi)際情況，整(zheng)體網絡結構(gou)采(cai)用屏蔽雙絞(jiao)線直接接至(zhi)數據(ju)采(cai)集(ji)器然后通過網線直接接至(zhi)配電室的(de)監控主(zhu)機，保障了電力管理監控系統傳輸的(de)穩(wen)定性(xing)與(yu)實(shi)時性(xing)。

現場配電室(shi)內共有68只安科瑞(rui)儀(yi)表,分為3條RS485總線(xian)(xian)接至(zhi)串口服務器，串口服務器通過網線(xian)(xian)拉至(zhi)值班室(shi)連接到監(jian)控主機(ji)實現總線(xian)(xian)上(shang)儀(yi)表與監(jian)控主機(ji)的數(shu)據連通。

1）站控管理層

站(zhan)控(kong)(kong)管(guan)理層(ceng)針對(dui)電(dian)(dian)力監控(kong)(kong)系統的管(guan)理人(ren)員(yuan)，是人(ren)機交互(hu)的直(zhi)接窗口。在上海電(dian)(dian)氣電(dian)(dian)站(zhan)輔機二廠工程中主要指置于(yu)一(yi)層(ceng)配電(dian)(dian)室的監控(kong)(kong)主機。

2）網絡通訊層

通訊層主(zhu)要(yao)是由Nport5630-8一(yi)臺、以太網設備及總(zong)線網絡組成。Nport5630-8串口(kou)服(fu)務器(qi)主(zhu)要(yao)功(gong)能(neng)是監測現場智能(neng)儀表(biao)；以太網設備及總(zong)線網絡的(de)主(zhu)要(yao)功(gong)能(neng)是實現分站與主(zhu)站之間(jian)的(de)數據交互(hu)，使配(pei)電(dian)系統管理(li)集中化、信息化、智能(neng)化，提高了配(pei)電(dian)系統的(de)安全性(xing)、可靠性(xing)和穩(wen)定(ding)性(xing)，達到了無人值守的(de)目(mu)的(de)。

3）現場設備層

現場(chang)設備層(ceng)是數據采集終端，主要(yao)由(you)智(zhi)能儀表(biao)組成，智(zhi)能儀表(biao)通(tong)過屏蔽雙絞線(xian)RS485接(jie)口，采用MODBUS通(tong)訊(xun)協議總(zong)線(xian)型連接(jie)接(jie)入通(tong)訊(xun)服務器，經通(tong)訊(xun)服務器到(dao)達(da)該(gai)配電間監控主機進行(xing)組網(wang)，實現遠程控制。

系統結構圖

進線回路采(cai)(cai)用(yong)ACR330ELKH多功(gong)(gong)能液晶顯示儀表(biao)，出(chu)線回路采(cai)(cai)用(yong)ACR220ELK及ACR110ELK，能夠測量所有(you)常規電力參數(shu)，如：三相電壓(ya)、電流(liu)、有(you)功(gong)(gong)功(gong)(gong)率(lv)、無(wu)功(gong)(gong)功(gong)(gong)率(lv)、功(gong)(gong)率(lv)因數(shu)、頻率(lv)、有(you)功(gong)(gong)電度(du)、無(wu)功(gong)(gong)電度(du)。

3  系統功能

變(bian)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)所實時(shi)監控系統圖為主(zhu)監控畫(hua)面，主(zhu)要實時(shi)監測變(bian)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)所所有回路的(de)(de)運(yun)行狀態，紅色代表合(he)閘，綠色代表分閘。在(zai)系統圖中可以(yi)直(zhi)觀(guan)的(de)(de)看到(dao)每路進線(xian)(xian)和出(chu)線(xian)(xian)的(de)(de)運(yun)行參(can)數(shu)和狀態，可以(yi)看到(dao)變(bian)壓器出(chu)線(xian)(xian)側的(de)(de)所有常規(gui)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力參(can)數(shu)，如：三相電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓、電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)、有功(gong)功(gong)率、無功(gong)功(gong)率、功(gong)率因數(shu)、頻(pin)率、有功(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)度等(deng)。如下圖所：

一次系統圖

遙(yao)信和(he)(he)遙(yao)測報(bao)警功能，主要(yao)完(wan)成對低(di)壓各出(chu)線(xian)回(hui)路的開關(guan)運行(xing)狀(zhuang)態和(he)(he)負(fu)載(zai)(zai)進線(xian)監控，對開關(guan)變(bian)位(wei)(wei)和(he)(he)負(fu)載(zai)(zai)越限(xian)彈出(chu)報(bao)警界面指示(shi)具體(ti)的報(bao)警位(wei)(wei)置并聲音報(bao)警，提醒值班人員及時處理(li)。負(fu)載(zai)(zai)越限(xian)值在相應權限(xian)下(xia)可自由設置。

事件告警記錄(lu)功能，主要完成對查詢時(shi)間段內出(chu)現的報警信息事件記錄(lu)以及發(fa)生時(shi)間，為值(zhi)班人員提(ti)供依據并且分(fen)析事故發(fa)生的原(yuan)因，如(ru)下圖所示(shi)：

報警功能實時查詢

參(can)數(shu)抄表(biao)功(gong)能，主要對低(di)(di)壓各(ge)出線(xian)回路(lu)的電(dian)參(can)數(shu)進線(xian)查詢。支持任(ren)意時刻電(dian)參(can)數(shu)查詢，具備數(shu)據(ju)導(dao)出和報(bao)表(biao)打印(yin)等功(gong)能。該報(bao)表(biao)查詢西安婦幼保(bao)健醫院(yuan)配電(dian)室(shi)進出線(xian)各(ge)低(di)(di)壓回路(lu)的電(dian)參(can)數(shu)，主要包括：三相電(dian)流、有(you)功(gong)功(gong)率和有(you)功(gong)電(dian)度。該報(bao)表(biao)各(ge)回路(lu)名稱和數(shu)據(ju)庫關聯，方便用戶修改回路(lu)名稱。如下(xia)圖所(suo)示:

電參數抄表

用(yong)電量報(bao)(bao)表(biao)(biao)(biao)功能，可(ke)選(xuan)擇時間段(duan)進(jin)行查(cha)(cha)詢，支持任意時間段(duan)電度累計查(cha)(cha)詢，具備數據導出和(he)報(bao)(bao)表(biao)(biao)(biao)打印(yin)等功能。為(wei)值班人員提供了可(ke)靠的電能報(bao)(bao)表(biao)(biao)(biao)。該報(bao)(bao)表(biao)(biao)(biao)各回路名稱和(he)數據庫關(guan)聯，方(fang)便用(yong)戶(hu)修改回路名稱。如下圖所(suo)示(shi)，用(yong)戶(hu)可(ke)以(yi)(yi)直接打印(yin)報(bao)(bao)表(biao)(biao)(biao)，可(ke)以(yi)(yi)以(yi)(yi)EXCEL格(ge)式另存到其他位(wei)置。 如下圖所(suo)示(shi)：

電能報表

系(xi)統通(tong)訊(xun)(xun)結構(gou)(gou)(gou)示意圖(tu)，主要顯示系(xi)統的組(zu)網(wang)結構(gou)(gou)(gou)，系(xi)統采用分(fen)層分(fen)布式結構(gou)(gou)(gou)，同(tong)時(shi)監測間隔層設備的通(tong)信狀態(tai)。紅色(se)表(biao)示通(tong)訊(xun)(xun)正(zheng)常，綠色(se)表(biao)示通(tong)訊(xun)(xun)故障。下圖(tu)為變電(dian)所(suo)通(tong)訊(xun)(xun)狀態(tai)示意圖(tu)。

通訊結構示意圖

負(fu)荷趨勢曲(qu)(qu)線(xian)界面中可(ke)直(zhi)觀的(de)查看回路的(de)負(fu)荷運行(xing)情(qing)況(kuang)。查看實時和歷史(shi)趨勢曲(qu)(qu)線(xian)，點擊畫面相(xiang)應按鈕或菜單項可(ke)以完成(cheng)相(xiang)應功能的(de)切(qie)換；幫助用戶進線(xian)趨勢分析和故障追憶，具備曲(qu)(qu)線(xian)打印功能。為分析整個系統的(de)運行(xing)狀況(kuang)提供了直(zhi)觀而方便的(de)軟件支持。如下圖所示：

趨勢曲線圖

4  結束(shu)語(yu)

在當今配電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)設施(shi)的(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)中，工廠類項(xiang)目(mu)的(de)(de)配電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)安(an)全(quan)性至關(guan)重要(yao)，本(ben)文介紹的(de)(de)Acrel-2000電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力監控系統(tong)在華蘭生(sheng)物二期的(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)，可(ke)以(yi)(yi)實現(xian)對配電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)室(shi)供配電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)回(hui)路用(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)實時(shi)(shi)監控，不僅能(neng)顯(xian)示(shi)回(hui)路用(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)狀況，還具有(you)網絡通訊功能(neng)，可(ke)以(yi)(yi)與(yu)串口服務器(qi)、計算機等組(zu)成電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)管理(li)系統(tong)。系統(tong)實現(xian)對采集數據的(de)(de)分析(xi)、處理(li)，實時(shi)(shi)顯(xian)示(shi)配電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)室(shi)內(nei)各(ge)(ge)配電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)回(hui)路的(de)(de)運(yun)行狀態(tai)，對負載越限具有(you)彈出(chu)報警對話(hua)框、語音(yin)提示(shi)，并(bing)生(sheng)成各(ge)(ge)種(zhong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)報表、分析(xi)曲線、圖形等，便于電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)的(de)(de)遠程抄(chao)表以(yi)(yi)及分析(xi)、研究，該系統(tong)運(yun)行安(an)全(quan)、可(ke)靠(kao)、穩(wen)定，為商業廣場(chang)項(xiang)目(mu)解決用(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)問題提供了(le)真實可(ke)靠(kao)的(de)(de)依(yi)據，取得了(le)較好(hao)的(de)(de)企業效(xiao)益。