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电能管理系统在金锣集团(半程)肉制品有限公司的应用

更新时间: 2023-12-18   点击次数: 377次

1项目概述

本方案针对金锣集团(半程)肉制品有限公司新建厂区和半程总厂驻地的电能管理系统。仪表分布情况如下:

新厂区共计电表236块, 分别为:

新建屠宰1#配电室70块;新建屠宰2#配电室56块;新建屠宰3#配电室11块;新建屠宰4#配电室9块;新建屠宰5#配电室2块;高温六车间配电室41块;高压总配电室3块;新屠宰仓库1块;新屠宰污水站配电室2块;三餐厅2块;高低温六车间机房配电室23块;低温六配电室16块;

半程总厂驻地共计电表452块,其中437块为间接表,15块为100A直通表;

半程总厂驻外单位共计电表39块,其中33块为间接表,6块为100A直通表,分别为:园艺场山庄配电室9块;园艺场夏庄配电室1块;沙汀养殖场2块;金锣花园箱变12块;金锣医院配电室2块;张庄水厂东配电室2块;张庄水厂西配电室2块;小闵庄泵站配电室2块;沙汀泵站配电室2块;东哨水厂配电室3块;新河村泵站配电室2块。

2用户需求

电能管理系统软件需要能实现新建厂区和半程总厂驻地以及驻外单位共计727台仪表的集中抄表、图形显示和远程监测功能,并提供日//年电能数据报表。[此次安装工作需接入的设备仅限于东配电室电气设备(高压表1个,低压表17个),其他区域的电表后期逐渐接入系统]

实现东配电室高低压开关柜的开关量显示及远程操作。(高压开关2个,低压智能断路器7个)

将高、低压开关柜节点无原测温系统的数据以及变压器的温度监控数据传输到电能管理系统并可实现显示、查询、报警等功能。(无源温度显示触摸屏1个;收发器11个)

将低压开关柜火灾报警系统的数据传输到电能管理系统并可实现显示、查询、报警等功能。(电气火灾探测器4个,每个探测器接收4个出线回路的剩余电流及线路温度数据)

开通APP功能,可手机查询信息、数据及报警信息等。

2.1 遥测功能

1、10/0.4kV馈线回路三相(I、U、Kw、Kuar、Kwh、Kuarh、Hz、cosø)、THDu、THDi、2-31次各次谐波分量、RS485/Modbus、四象限电能、电压不平衡度、电流不平衡度、极值(最大值、最小值)、平均值、最大需量、开关量等功能。

2、无源测温点数据。

3、开关的开关量及状态显示。

4、电气火灾报警探测数据。

2.2 软件要求

系统功能包括:

1) 系统运行监控:支持变配电系统一次图显示模式,实时采集显示高低压回路的电流、电压、功率、功率因素、谐波等电量参数;具备各种显示颜色区分分合闸状态显示并提供声光报警提示。

2) 远程控制及参数设置;可对回路实现远程分合闸控制,保护投退设定,报警保护参数调整;并对报警或跳闸回路进行事件分析和故障录波数据分析,查找报警或跳闸原因,为操作者提供各类报警故障显示,并提示系统潜在的故障隐患报告。

3) 趋势曲线分析:实时连续监测设备的运行参数,如用电功率负荷、故障发生瞬间的波形铺捉等,为用户动态分析各类数据的历史变化状况

4) 事件顺序记录集查询:实时监视各回路的报警状态、跳闸状态、开关变位状态等各种状态事件信息,对报警、跳闸监测事件发出明显声光报警,并记录系统所发生的所有事件。

5) 系统可生成各种运行统计动态图像系统,如电压棒图、饼图、相角图,可图形化分析各类电网参数的实时变化(如不平衡度、相位角等);可对影响系统负荷正常运行的敏感性电力参数设置报警和跳闸限值,提前发出警报或自动发送跳闸输出控制,确保系统的可靠性。

6) 实时数据报表系统:为运行系统提供统一表格模式的数据和状态实时显示,可实时对各回路进行动态比较和监视,实时报表支持EXCEL格式导出数据。

7) 历史数据报表查询:提供各类历史数据报表查询,如日报表、月报表、季报表、年报表等,对如电流、电压、功率负荷、电能计量等各类历史数据查询,生成各类统计数据,为用户计量统计、内耗分析等需求提供数据支持。

8) 第三方设备接入:系统支持各类串口、以太网总线的通讯规约,可对非标准规约进行底层开发设计,方便设备的接入、集成,如各厂家的微机保护装置、直流屏控制器、变压器温控仪、智能模拟屏等,实现集中统一的监控。

9) 支持手机监测、查询功能。

3方案设计

3.1 系统结构

电能管理系统基于以场内局域网和以串行通信为现场智能设备通信方式为主的RS485现场总线相结合的上下级分层结构,分为三级结构:

第一级:监控管理层,即在值班室设置的能源管理系统,配置工作站和管理软件,工作站主要完成对配电室的电能集抄和界面显示功能

同时配置Acrel-5000能耗管理系统,采用B/S架构,支持多平台、多终端网络访问。

第二级:通信网络层。本工程各配电室和值班室之间的通讯采用厂内局域网实现电能管理的通信功能。

配电室智能设备采集的数据信息通过通讯管理机采集并整理分析,通过局域网上传至电能管理工作站驻外单位通过无线方式采集电能数据并上传系统。

第三级:现场设备层。包括安装在现场的多功能仪表漏电电流和温度采集仪表、无线测温单元等设备,用于采集现场电气和温度等参数

系统使用高可靠性工业控制计算机及软、硬件系统,高性能的现场总线技术及网络通信技术,整个系统运行安全、稳定可靠、使用维护方便。

监控主站包含监控计算机、网络交换机、打印机、UPS、以及Acrel-3000电能管理软件Acrel-5000能耗管理软件作为配电监控、运行及专业人员的人机交互窗口,以图形显示、报表打印、音响报警等各种方式对系统运行状况进行实时监视,完成远程抄表功能;现场控制多功能电力仪表对相关一次设备进行测量和控制,对采集的信息进行处理上送同时通过能耗管理软件进行数据统计和对比分析,并进行网络访问

监控计算机从通讯管理机提取数据,并且以各种图形和数据的方式显示在显示器上,供操作人员运行和控制的人机界面。

半程总厂和新建厂区内配电室设备通过厂内局域网和后台主机通信,局域网需要给每台数据采集器分配局域网IP地址,并且保证在一个网段内。

驻外单位如果没有局域网,可采用GPRS无线通讯方式,后台主机需要具有固定IP地址的互联网接入,并分配端口号。


3.2 现场控制层设备

终端设备层设备主要是配电室多功能电力仪表,厂区。

配电室设备数量如下表:

新建厂区

序号

名称

型号、规格

单位

数量

备注

1

1#配电室

 现场型号

70

已安装

2

2#配电室

 现场型号

56

已安装

3

3#配电室

 现场型号

11

已安装

4

4#配电室

 现场型号

9

已安装

5

5#配电室

 现场型号

2

已安装

6

高温六配电室

 现场型号

41

已安装

7

低温六配电室

 现场型号

16

已安装

8

高低温六机房配电室

 现场型号

23

已安装

9

高压总配电室

 现场型号

3

已安装

10

仓库

 现场型号

1

已安装

11

新屠宰污水站配电室

 现场型号

2

已安装

12

三餐厅

 现场型号

2

已安装

13

漏电电流监测仪表

ARCM200L-J4T4

按需

安科瑞

14

无线测温系统


按需

安科瑞

注:系统接入现场已安装和需要改造更换的多功能仪表,第三方设备需具备MODBUS-RTU通讯协议。

半程总厂

序号

名称

型号、规格

单位

数量

备注

1

水务环保车间配电室

DTSF1352/C

2

需改造 

2

科技公司配电室

DTSF1352/C

3

需改造 

3

新办公楼配电室

DTSF1352/C

2

需改造 

4

制药厂配电室

DTSF1352/C

21

需改造 

5

蛋白六厂配电室

DTSF1352/C

5

需改造 

6

豆粕厂配电室

DTSF1352/C

17

需改造 

7

豆粕厂三期配电室

DTSF1352/C

6

需改造 

8

13车间配电室

DTSF1352/C

1

需改造 

9

11车间配电室

DTSF1352/C

1

需改造 

10

蛋白五厂配电室

DTSF1352/C

28

需改造 

11

地磅室办公室

DTSF1352/C

1

需改造 

12

低温成品库

DTSF1352/C

1

需改造 

13

骨素2#库

DTSF1352/C

4

需改造 

14

辅配库

DTSF1352/C

1

需改造 

15

高温一车间配电室

DTSF1352/C

37

需改造 

16

低温二车间配电室

DTSF1352/C

9

需改造 

17

二餐厅

DTSF1352/C

2

需改造 

18

低聚糖配电室

DTSF1352/C

21

需改造 

19

西二蛋白配电室

DTSF1352/C

24

需改造 

20

高温四车间配电室

DTSF1352/C

8

需改造 

21

低温机房箱变

DTSF1352/C

6

需改造 

22

低温机房配电室

DTSF1352/C

11

需改造 

23

污水站西配电室

DTSF1352/C

3

需改造 

24

污水站南箱变

DTSF1352/C

2

需改造 

25

污水站东配电室

DTSF1352/C

2

需改造 

26

污水站东箱变

DTSF1352/C

2

需改造 

27

调理品配电室

DTSF1352/C

11

需改造 

28

北配电室

DTSF1352/C

16

需改造 

29

总厂配电室

DTSF1352/C

9

需改造 

30

餐厅配电室

DTSF1352/C

3

需改造 

31

万吨库机房配电室

DTSF1352/C

42

需改造 

32

西营业厅

DTSF1352/C

4

需改造 

33

南配电室

DTSF1352/C

20

需改造 

34

新配电室

DTSF1352/C

22

需改造 

35

公寓楼配电室

DTSF1352/C

8

需改造 

36

招待楼西侧楼梯口配电箱

DTSF1352/C

2

需改造 

37

经营部配电箱

DTSF1352/C

2

需改造 

38

调味品事业部

DTSF1352/C

29

需改造 

39

卤制品箱变

DTSF1352/C

6

需改造 

40

乳酸钠车间

DTSF1352/C

3

需改造 

41

蛋白一厂配电室

DTSF1352/C

8

需改造 

42

肠衣厂配电室

DTSF1352/C

47

需改造 

43

漏电电流监测仪表

ARCM200L-J4T4

按需

安科瑞

44

无线测温系统


按需

安科瑞

驻外单位

序号

名称

型号、规格

单位

数量

备注

1

园艺场山庄配电室

DTSF1352/C

9

需改造 

2

园艺场夏庄配电室

DTSF1352/C

1

需改造 

3

沙汀养殖场

DTSF1352/C

2

需改造 

4

金锣花园箱变

DTSF1352/C

12

需改造 

5

金锣医院配电室

DTSF1352/C

2

需改造 

6

张庄水厂东配电室

DTSF1352/C

2

需改造 

7

张庄水厂西配电室

DTSF1352/C

2

需改造 

8

小闵庄泵站配电室

DTSF1352/C

2

需改造 

9

沙汀泵站配电室

DTSF1352/C

2

需改造 

10

东哨水厂配电室

DTSF1352/C

3

   需改造

11

新河村泵站配电室

DTSF1352/C

2

   需改造


3.3通讯网络层

新建厂区共12个仪表数据采集点,其中7个点仪表数量在10只以下;

半程总厂驻地共42个仪表数据采集点,其中29个点仪表数量在10只以下。

由于厂区面积比较大,仪表安装比较分散,如果铺设通讯线施工量会比较大,通讯采用厂区局域网通信,驻外单位如果没有局域网可采用GPRS通信。通过局域网通信,每台数据采集器都需要厂区网络部门配IP地址。

GPRS DTU设备需要配置SIM卡,每月费用约为20元/卡/月。

数据采集器配置如下:

序号

位置

名称

型号、规格

单位

数量

备注

1

新建厂区

数据采集器(10)

ANet-4E10

2


2

数据采集器(4)

ANet-2E4

3


3

串口服务器(2口)

N1S02-485I-ETS


7


4

半程总厂

数据采集器(4口)

ANet-2E4

12


5

串口服务器(2口)

N1S02-485I-ETS

30


6

驻外单位

GPRS DTU

CM3160V

11


7

中控室

数据采集器

ANet-4E10

2


 

数据采集器采用安科瑞电气股份有限公司ANet-4E10和ANet-2E4,向上与监控主机进行通信,向下与现场子网各终端设备进行通信,完成终端设备的数据采集、存储和转发,实现遥测、遥信、遥控等功能;同时起到协议规约转换作用。 数据采集器可实现工业现场多种设备的数据接入和转发推送功能, 具备4路串口/10路串口, 每路端口均可做为采集或者转发通道,灵活配置实现多点采集转发。具备全新的远程协助能力,可随时随地将千里之外的现场设备虚拟到您身边,实现设备诊断维护,极大地降低了传统模式所带来的维护管理成本。

内置的时序调度应用能够基于日期、天、每天的时间实现本地控制;

计量数据内部缓存,防止网络或中心设备故障造成的数据丢失;

提供时钟功能;

支持双绞线通信;

执行现场总线至以太网路由功能;

将现场监控模块连接至以太网;

能够自动检测10/100Mbps Ethernet 网络;

2/4个自适应 10/100 Mbps 以太网RJ45接口4/10RS485

支持TCP ServerTCP clientUDP,和驱动程序模式;

核心设计理念

平台化设计思想

数据采集器核心平台是一套针对业务数据处理的“操作系统"。

数据采集器将设备通讯封装成了驱动程序,将采集、转发等封装成了各种“操作系统"服务。。

标准化兼容能力

数据采集器作为第三方上层软件系统的业务数据支撑平台,开发了多种标准化数据服务协议,比如OPCServerBACNetDNP3.0IEC101/102/103/104等等,以及大多数实时数据库系统的专用对接模块。

江苏省住建厅能耗认证

数据采集器通过江苏省住建厅能耗采集器推广证,并可以和江苏省能耗管理平台以及各市级平台对接。 


5.4监控管理层设备

监控管理层负责完成对整个监控系统的数据采集、处理、显示和监视功能,并在满足权限和逻辑时,对相应的设备进行控制,还为运行人员提供各种控制管理功能,并提供多种外部系统接入接口。监控计算机是监控系统的主要人机界面,用于图形及报表显示、事件记录及报警状态显示和查询,设备状态和参数的查询,操作控制命令的解释和下达等。通过监控计算机,在允许的权限下实现对变电站生产运行设备的运行监视和操作控制,监控计算机通过鼠标能实现常规主控制屏的全部功能。

后台监控系统的计算机采用高性能工控机,同时配置大屏幕彩色液晶显示器,提供良好的人机界面。后台音响设备可提供语音报警,打印机可以记录系统信息,并可召唤或者定时打印数据报表。

监控计算机采用高性能的研华工控机,采用I5-2400芯片组,4G内存,1TB硬盘,可以随时把系统数据刻盘存放,适应长期不间断运行。

计算机配置22寸液晶显示器,可以显示丰富的人机界面,便于监视和操作。

监控系统以 Windows XP为操作系统平台,提供美观、友好、安全、方便的人机界面。实时动态显示潮流数据;运用声、光、色、动画等多种手段实现告警提示;遥控、遥调和顺控等操作界面符合电厂运行规程和操作习惯。提供各种数据的录入和查询功能。在线验证操作员的操作权限及身份,并存储操作的结果。