《能源监控系统在塞维斯公司的设计与应用》
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摘 要：介绍塞维斯公司能源管理系统,采用智能能源仪表,采集配电、天然气、空气等现场的各种用能参量.系统采用现场就地组网的方式,组网后通过现场总线通讯并远传至集中控制室的数据采集器,通过Acrel-3000监控系统实现全公司用能回路的用电,天然气,工艺空气以及其它需要监控的参数的实时监控和管理,达到对能源的管控,从而实现节能的目的.
关键词：工厂能源管理系统;智能电力仪表;总线;通讯
1概述
上海塞维斯公司主要为集团各个组装厂进行绝缘子玻璃件的配套制造,生产用于国内外电网高压输配电的玻璃绝缘子,能源使用主要有电、天然气、压缩空气等,基于国家能源管理政策的要求,节能减排要求越来越高,塞维斯公司决定对全公司的所有能源进行系统管理,塞维斯公司电力系统是从上海星火站引入35KV线路一条,配电室两台35/10KV变压器,然后多台10/0.4KV变压器的配电方式,变配电站内多功能仪表采用施耐德PM1200和安科瑞ACR系列仪表,合计电能表48台.天然气由奉贤区燃气公司接入两路天然气分别用于玻璃窑炉和压制工艺生产线,配备2台入户燃气表,窑炉熔化和后道共有4台分支燃气表;压制工艺生产线共使用10台燃气表分别满足不同的工艺需求,共16台燃气表采用的是埃尔斯特EK220型带积算仪的燃气表.各压力等级空压机出口流量计使用的是VPS R200流量计,合计14台.所有仪表采用RS485总线组网接入控制室内的数据采集器.进而接入值班室监控主机.
2能源在线监测系统的设计
监测系统需要完成公司内部能耗计量仪表和能耗数据采集装置的安装,实现从生产现场采集能耗数据,远程传输数据,数据统计与展示的功能.整个系统包括能耗数据的原始采集、能耗数据的在线传输、能耗数据的在线分析诊断等,通过能耗计量装置的安装,实现能耗数据的原始采集;通过通讯管理机的安装,实现能耗数据的在线传输;通过能耗数据的采集存储,形成可视化趋势,确定较高能耗范围 诊断形成高能耗的原因;通过后期的配置节能节电产品 改进运营管理模式,进行节能降耗;通过节能降耗前后数据对比,查看节能降耗实施效果.
对各回路的参数集抄功能,并可生成时间段内符合管理需求的各参数报表.
各回路仪表进行实时通讯状态显示.
多用户权限管理,便于分级操作.
2.1 原始数据的采集
能耗数据的原始采集是整个能耗在线监测系统的基础,是整个能耗在线监测系统的基本构成元素.塞维斯公司能耗包括耗电量,耗天然气量,耗气量等等,分项能耗数据是指分类能耗数据中的一类或多类再细分为若干项.在各分支上安装相应的仪表实现分项目采集.
多功能电表采用交流采样技术,能分别测量电网中的电流、电压、功率、功率因数和电能等参数.带RS-485通讯接口,采用Modbus-RTU通信协议,所有多功能电表有功电度计量精度达到0.5级.
多功能天然气和空气流量计能分别测量介质的瞬时流量、累计流量、压力、温度等参数.
2.2数据传输
数据传输是指原始分类分项数据经由数据采集器通过Internet或GPRS等远程通讯方式将能耗原始数据从有离散分布的工厂上传到数据中心,并将数据进行处理,完成原始数据存储的过程.整个系统的数据传输网络包括现场计量采集装置与采集器之间的485网络以及采集器与数据中心之间以太网,现场计量采集装置与采集器之间通过RS-485的总线方式.采集器与数据中心之间通过工厂内部智能化网络实现数据的远传传输,整个系统的网络结构（如图1）所示：
2.2.1站控管理层
站控管理层针对监控系统的管理人员,是人机交互的直接窗口.在主要指置于值班室的工控机、显示器、UPS等.
2.2.2网络通讯层
通讯层主要是由数据采集器及总线网络组成.数据采集器主要功能是监测现场智能仪表;总线网络的主要功能是实现数据交互,使配电系统管理集中化、信息化、智能化,提高了配电系统的安全性、可靠性和稳定性,真正达到了无人值守的目的.
2.2.3现场设备层
现场设备层是数据采集终端,智能仪表通过屏蔽双绞线RS485接口,采用MODBUS通讯协议总线型连接接入数据采集器,经数据采集器到达该配电间监控主机进行组网,实现远程监控.
2.3 监测系统软件功能设计
2.3.1分项用能数据统计
将电耗、燃气和空气消耗等进行逐时、逐日、逐月、逐年统计.统计数据采用饼图、柱状图、线图、区域图等各种图形展示方式,直观反映各项统计数据的数值、趋势和分布情况.（如图2）
2.3.2用能支路趋势分析
统计各区域、各设备电能,燃气和空气的消耗,准确定位用能源消耗回路,制定节能绩效考核制度,推动节能降耗的有效执行.为用能设备建立运行记录档案,长期跟踪记录设备运行过程中的能效分析评估结果,结合设备维护保养记录,为设备的运行维护提供依据.（如图3）
2.3.3能耗数据同环比分析
将各种类型和各主要耗能设备的能耗与去年同期值和上月值进行同比环比分析,检验节能效果,根据分析结果执行节能绩效考核,以及节能目标的修正.
2.3.4能耗数据分时统计
将能源类型、负荷类型、区域能耗按照时间区分,按时、天、月、年、工作日、非工作日等对用能数据进行对比分析,掌握能源具体消耗情况.可将每天用能按时段设置峰、平、谷,统计各时段能耗,降低闲时能耗.（如图4）
通过高精度智能儀表以技术手段实现自动化全实时、高密度的实时用能监测,减少用能的“跑、冒、滴、漏”和计量误差.实时监视现场仪表的回传数据,对能源进行合理的管控和预警,及时发现并改正运行中存在的用能异常,随时处理.按需设置重要设备的超标预警值,超标时醒目提醒并主动记录.
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