摘(zhāi)要(yào): 針(zhēn)對製造(zào)業智(zhì)能(néng)製造(zào)升(shēng)級(jí)改造(zào)過(guò)程中(zhōng)，設備(bèi)電能監(jiān)控(kòng)管理的(dí)需(xū)求，提出(chū)一(yī)種(zhǒng)基於工(gōng)業(yè)互聯網理(lǐ)念的設備電(diàn)能監控係(xì)統的架(jià)構(gòu)體係(xì)，研究(jiū)係統的網絡(luò)架構以及平台架(jià)構(gòu)，進行電能監測，係統功能(néng)，係統界麵(miàn)的設(shè)計與(yǔ)開(kāi)發(fā)。該係統(tǒng)采用智(zhì)能電表監(jiān)測(cè)設(shè)備的(dí)電能(néng)參數(shù)，通過(guò)數(shù)據(jù)采集(jí)平台(tái)把電表的 Modbus 協議(yì)轉(zhuǎn)換成(chéng)MOTT協議，並(bìng)上傳到雲平(píng)台。在(zài)某工廠(chǎng)實際(jì)場景(jǐng)下，進行(háng)係(xì)統(tǒng)的安裝(zhuāng)部署及應用(yòng)，實現設(shè)備電(diàn)能參(cān)數的實(shí)時(shí)采集(jí)，監(jiān)控與統(tǒng)計分析，實(shí)現(xiàn)該工(gōng)廠的設備(bèi)，產(chǎn)綫，車(chē)間用(yòng)電(diàn)的*確(què)計量，提高了(liǎo)設(shè)備用(yòng)電(diàn)統計(jì)分(fēn)析(xī)效(xiào)率(shuài)，有效(xiào)地(dì)支(zhī)撐(chēng)了工廠(chǎng)電能(néng)管理，用(yòng)電(diàn)優化，提高機器生產效(xiào)率。該係統具有建(jiàn)設成(chéng)本低，容易(yì)實現(xiàn)，運行可靠利於復(fù)製(zhì)推廣的優點(diǎn)，可以(yǐ)基於工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平台(tái)積(jī)累(léi)數(shù)據，進(jìn)一步挖掘(jué)分(fēn)析(xī)，構(gòu)建能(néng)耗優化模(mó)型，實(shí)現(xiàn)工(gōng)廠電(diàn)能的(dí)智(zhì)能(néng)管理(lǐ)。

關(guān)鍵(jiàn)詞: 電(diàn)能監控(kòng)；工業(yè)互聯網；電能管(guǎn)理(lǐ)；能(néng)源管理(lǐ)；雲平(píng)台；工業(yè)互(hù)聯(lián)網(wǎng)平台

0引言

在我(wǒ)國的(dí)能(néng)源(yuán)消耗(hào)中(zhōng)，企業(yè)是(shì)能(néng)源(yuán)消耗的(dí)大戶，企(qǐ)業(yè)能源消耗量(liáng)占(zhān)全國能(néng)源消耗總量的70%左(zuǒ)右。電能消(xiāo)耗，是企(qǐ)業生(shēng)產的主(zhǔ)要成(chéng)本(běn)，降低用(yòng)電成(chéng)本，是生(shēng)產(chǎn)過程(chéng)的主(zhǔ)要(yào)關注點之(zhī)一(yī)。建設一個(gè)集(jí)中(zhōng)統(tǒng)一(yī)的工廠電(diàn)能監控係(xì)統(tǒng)，已(yǐ)成為(wéi)近(jìn)年(nián)研(yán)究(jiū)的熱點(diǎn)。通過獲(huò)取機(jī)器(qì)詳細(xì)用電數據，電能監控(kòng)係統可實現對生產設備(bèi)電能的(dí)集中采(cǎi)集，監控，計算(suàn)，分析及處理，以(yǐ)直觀(guān)的數據和圖表(biǎo)向(xiàng)管理(lǐ)人員(yuán)或(huò)者(zhě)決策層展示(shì)設備(bèi)能耗(hào)情(qíng)況，便於(yú)找出高耗能點和不合理(lǐ)的耗能習(xí)慣(guàn)，有利(lì)於電(diàn)能消耗的(dí)*確分析(xī)與(yǔ)優化，有效節約能(néng)源，從而在企業(yè)能(néng)源平衡，調度與優(yōu)化，設(shè)備(bèi)運(yùn)行與能源管(guǎn)理等方麵(miàn)發揮(huī)重要作用(yòng)。

近(jìn)年來工(gōng)業(yè)互聯網(wǎng)發展(zhǎn)日趨(qū)成(chéng)熟(shú)，它(tā)融合(hé)了(liǎo)先進製(zhì)造(zào)技術(shù)以(yǐ)及互聯網(wǎng)，雲計算(suàn)，物聯(lián)網(wǎng)，大數據(jù)等信(xìn)息(xī)技(jì)術，是一種新(xīn)型的網絡化製造(zào)服(fú)務(wù)模式(shì)，是工(gōng)業(yè)互聯的(dí)信(xìn)息*樞，是(shì)製(zhì)造(zào)業(yè)與(yǔ)互(hù)聯網融合(hé)的(dí)新型(xíng)基礎設(shè)施在智(zhì)慧(huì)工廠建(jiàn)設(shè)或企(qǐ)業智能(néng)製造(zào)升級改造中，工(gōng)業(yè)互聯網正逐(zhú)步應用(yòng)於設備管(guǎn)理，生產過(guò)程(chéng)控製，供應鏈管理安(ān)環管理(lǐ)!3-61等環節。本(běn)文將(jiāng)工(gōng)業互聯(lián)網的(dí)設計理(lǐ)念應用於(yú)設備(bèi)電能(néng)監控(kòng)係統(tǒng)，研究了基(jī)於工業(yè)互(hù)聯網(wǎng)的(dí)工廠(chǎng)設(shè)備電(diàn)能監(jiān)控係(xì)統的架構體係，設計與(yǔ)開(kāi)發了該係統，並在實際工廠(chǎng)中(zhōng)開展應用，實現(xiàn)了(liǎo)工廠設(shè)備電(diàn)能的實時采集監(jiān)控及(jí)處理與(yǔ)分(fēn)析(xī)，有效地(dì)支撐了(liǎo)設備(bèi)電能優(yōu)化應用，優(yōu)化(huà)生(shēng)產計(jì)劃(huá)，提(tí)高(gāo)生產(chǎn)效率，機器效(xiào)能(néng)，降(jiàng)低(dī)用電成本。

1 架(jià)構設(shè)計(jì)

1.1 網絡(luò)架(jià)構(gòu)

該係統(tǒng)的(dí)網(wǎng)絡(luò)構架如圖(tú)1所示(shì)，由(yóu)設備(bèi)監(jiān)控網(wǎng)，車間局域網(wǎng)，企業級(jí)網(wǎng)絡組成。設備監控(kòng)網主要負責設備層級(jí)聯網，是指現場總(zǒng)綫，工(gōng)業以(yǐ)太(tài)網(wǎng)，Loral/WiFi/5G等設備(bèi)層級(jí)局域網(wǎng);車間(jiān)局域網一(yī)般(bān)是(shì)以太網(wǎng)，光(guāng)纖(xiān)通信網或5G專網構建的車(chē)間級的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)；企(qǐ)業生產網(wǎng)是(shì)為(wéi)企(qǐ)業生(shēng)產與辦(bàn)公設計的以太網或光(guāng)纖通(tōng)信網。

在*點高耗能設備(bèi)上安(ān)裝智能電表，在車間或產綫(xiàn)側(cè)部署數(shù)據(jù)采(cǎi)集終(zhōng)端，采集(jí)電表中的(dí)電能參數(shù)並發送(sòng)至雲端(duān)，雲平台接收設備(bèi)電能數據後(hòu)，進(jìn)行(háng)處理(lǐ)，存儲與展示分析。

1.2 基(jī)於工業互(hù)聯網的係(xì)統平台(tái)架(jià)構(gòu)

基(jī)於工業互聯網(wǎng)架構(gòu)設計(jì)理(lǐ)念17-201設(shè)計(jì)的電能監控(kòng)係(xì)統平台(tái)架(jià)構如圖2所示，分別由邊緣層，基礎設施層(IaaS)，工業平(píng)台層(PaaS)，工業應用層 (SaaS) 及工業安(ān)全防護模塊組(zǔ)成(chéng)。

邊(biān)緣層麵向工廠(chǎng)設備(bèi)，傳感器接入與數(shù)據采集(jí)而(ér)設計，在能(néng)源監控管理(lǐ)係(xì)統中(zhōng)，主(zhǔ)要(yào)負責接入(rù)各類能源消耗相(xiāng)關傳(chuán)感(gǎn)器和儀表(biǎo)並采集(jí)數據。

IaaS層是(shì)虛擬化(huà)的(dí)計算(suàn)，存儲(chǔ)，網絡(luò)基礎設施資源(yuán)可(kě)以通(tōng)過(guò) OpenStack，VMware 等軟(ruǎn)件自(zì)行搭(dā)建(jiàn)，或者(zhě)選用(yòng)華為雲，阿裏(lǐ)雲等(děng)商業雲搭建(jiàn)。

PaaS層主要(yào)包(bāo)含中(zhōng)間件，通用(yòng)PaaS平(píng)台，工業建模和數據(jù)分析(xī)，應用開(kāi)發，工業微(wēi)服(fú)務庫(kù)等模塊。其(qí)中中(zhōng)間件提供電表(biǎo)接(jiē)入，數(shù)據接(jiē)收(shōu)，預處(chǔ)理及存儲服務通用PaaS平(píng)台(tái)模塊提(tí)供基礎資源的管(guǎn)理(lǐ)與(yǔ)運維(wéi)能(néng)力(lì);工業建模(mó)和數據分析(xī)模塊提(tí)供電(diàn)能模型，設備建模(mó)，工(gōng)廠(chǎng)建(jiàn)模等的建模與分(fēn)析能力;應用開發與工(gōng)業微服(fú)務庫模塊(kuài)提供(gōng)平台工具(jù)支(zhī)撐(chēng)係(xì)統的(dí)開發，運(yùn)行與管理。

SaaS層(céng)為(wéi)微服務(wù)化(huà)部署的設備(bèi)電能監測，產綫電(diàn)能(néng)監(jiān)控，能耗(hào)預(yù)警，電能(néng)統計分(fēn)析(xī)，電能對比(bǐ)分析，能耗優化分析等應用(yòng)，支撐工廠電(diàn)能(néng)全要(yào)素，多(duō)維度的(dí)監控實現(xiàn)數據驅(qū)動的(dí)分析改(gǎi)善，助力(lì)電能(néng)管理優(yōu)化。

2 電能(néng)監測

2.1 電能監測點

工(gōng)廠中用(yòng)電(diàn)消耗關(guān)注點主要為(wéi)高能耗的設備，產(chǎn)綫車間，通用輔助設(shè)備，設(shè)施(shī)及(jí)工廠等。首(shǒu)先需對(duì)工廠全域進行電能監(jiān)測點的統(tǒng)計。某工廠電能監(jiān)測點(diǎn)統計(jì)示例如表1所示(shì)。

2.2 智能電(diàn)表(biǎo)選(xuǎn)擇

工廠(chǎng)設(shè)備常用380 V三相電(diàn)，考(kǎo)慮設(shè)備電(diàn)能監測需(xū)要高精(jīng)度(dù)，高質量(liáng)，安全(quán)可(kě)靠和經濟實惠，且(qiě)外形(xíng)緊湊具(jù)備(bèi)通(tōng)信接口，易於(yú)安裝的(dí)需求，本文選擇安(ān)科(kē)瑞(ruì)三相(xiāng)電能表ACR230ELH/ACR330ELH進行(háng)設(shè)備(bèi)的電(diàn)能監測它是針對(duì)電(diàn)力係(xì)統，工礦企(qǐ)業，公共(gòng)設施等(děng)的電(diàn)能監控需求而設計(jì)的，符合 Class 0.5S/Class 1精(jīng)度標準(zhǔn)，具(jù)有三相交流(liú)有功功率(shuài)，無(wú)功功(gōng)率(shuài)和(hé)視(shì)在功(gōng)率測量(liáng)與(yǔ)顯(xiǎn)示具有 RS485 通信接(jiē)口(kǒu)(Modbus RTU協議)，可用於(yú)供電質(zhì)量的(dí)綜合監(jiān)控診斷以及(jí)電(diàn)能(néng)管理(lǐ)。

2.3 電(diàn)能數(shù)據(jù)采集(jí)

首(shǒu)先(xiān)，通(tōng)過(guò)串(chuàn)口(kǒu)服務(wù)器(qì)USR-N580-H7 連接智能電表(biǎo)，實現(xiàn)RS485-以(yǐ)太網接口轉(zhuǎn)換(huàn)，將電表接入設備(bèi)監控(kòng)網中。然(rán)後，采用(yòng)工業(yè)網(wǎng)關(guān)，SCADA或數據(jù)采集(jí)軟件實現電表(biǎo)參數(shù)的(dí)采集。由(yóu)於(yú)電表(biǎo)的(dí)通信協議(yì)為 ModbusRTU，其(qí)協議棧簡單(dān)，考慮(lǜ)低(dī)成本(běn)，自主可(kě)控因素，本(běn)文(wén)利用(yòng)自行(háng)開發(fā)數據采集(jí)平台(tái)，進(jìn)行設備的電能采(cǎi)集(jí)。

3 係統設計

3.1 係(xì)統功能設(shè)計

電(diàn)能(néng)監控係統(tǒng)的功(gōng)能(néng)框圖(tú)如圖3所(suǒ)示。係統(tǒng)主要(yào)實(shí)現數據采集(jí)與處理，係統建模，數(shù)據展示(shì)與(yǔ)分(fēn)析(xī)，能耗(hào)預(yù)警，權(quán)限控製(zhì)等功能(néng).

(1) 數據采集與處(chǔ)理。在各(gè)用電計(jì)量節(jié)點(diǎn)及重(zhòng)要(yào)耗(hào)電設(shè)備的(dí)配電櫃荃癌(ái)傲憊斑(bān)艾挨卑啊奔耙豹愛(ài)豹(bào)拆(chāi)斃滁(chú)胺(àn)班(bān)苞襖(ǎo)奔榜苞堡報內安裝智能電表(biǎo)，進(jìn)行電能參數(shù)的監測，利用邊(biān)緣側(cè)的(dí)數據采集平台把電(diàn)能參數發(fā)送到(dào)雲端(duān)，雲(yún)端中間件(jiàn)接收電(diàn)能(néng)參(cān)數(shù)數據，進(jìn)行數(shù)據的(dí)解(jiě)析(xī)，處理(lǐ)與(yǔ)存儲(chǔ)。

(2)係統(tǒng)建(jiàn)模(mó)。係統建模包括工廠建模和設備(bèi)建模工廠建(jiàn)模是(shì)指根(gēn)據(jù)實(shí)施規劃，進(jìn)行工(gōng)廠(chǎng)的(dí)實體(tǐ)建模(mó)，配(pèi)置(zhì)好(hǎo)工(gōng)序，車間，工(gōng)廠，基地，集團(tuán)等(děng)關係，並按照管理(lǐ)要(yào)求構(gòu)建用(yòng)電(diàn)成本(běn)中(zhōng)心;設(shè)備建模是(shì)指(zhǐ)創建設(shè)備類型(xíng)設(shè)備(bèi)屬性，設備(bèi)配置，並實(shí)例化現(xiàn)場設備(bèi)，包(bāo)括:智能(néng)儀表(biǎo)，車(chē)間配(pèi)電櫃(guì)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等(děng)。

(3) 數據(jù)展示與(yǔ)分(fēn)析。能源(yuán)圖表(biǎo)以所(suǒ)建模型(xíng)為(wéi)原(yuán)型將相關點設備數據及(jí)實時電能參(cān)數在(zài)模型上(shàng)打(dǎ)點，顯示實時采集數(shù)據(jù)值(zhí)和(hé)電能流(liú)向，並(bìng)以顏色(sè)差異(yì)提供初步狀(zhuàng)態(tài)提(tí)示(shì)，能(néng)按產綫，按(àn)區域，按設(shè)備類(lèi)型，按(àn)時(shí)段(duàn)展(zhǎn)示(shì)與(yǔ)分(fēn)析(xī)，查(chá)詢(xún)設備(bèi)的實時電能參數(shù)與狀(zhuàng)態，歷(lì)史數(shù)據(jù)數(shù)據曲綫，生(shēng)成(chéng)分(fēn)析(xī)報(bào)表等(děng)。

(4)能(néng)耗(hào)預警。設置係(xì)統(tǒng)中(zhōng)的報(bào)警(jǐng)類(lèi)型(xíng)以(yǐ)及(jí)報警(jǐng)之後(hòu)對(duì)應的應(yīng)對措(cuò)施(shī)。當設備發生能耗(hào)異(yì)常(cháng)報警，以短信微信，郵(yóu)件，頁(yè)麵(miàn)消息等(děng)方式通知到(dào)對應的責(zé)任(rèn)人。

(5) 權限控(kòng)製。主要是部門，角色(sè)，用(yòng)戶，菜單的係(xì)統賬(zhàng)號(hào)及賬號的權(quán)限管理。

3.2 係統界(jiè)麵設(shè)計(jì)

(1)設備(bèi)電能監(jiān)控界麵

係統通過監(jiān)控(kòng)界(jiè)麵進(jìn)行數據(jù)展示(shì)與分析，設備(bèi)電能監控界(jiè)麵如圖(tú)4所示(shì)，主要(yào)實現(xiàn)設(shè)備，產(chǎn)綫，車間(jiān)的電能(néng)參(cān)數的實時監控(kòng)與(yǔ)展示。

(2)設(shè)備電能統計及趨(qū)勢(shì)分析(xī)界麵

以(yǐ)一台 (套)機器的能(néng)耗作為分析對象(xiàng)，依據機(jī)器(qì)的(dí)性(xìng)能及技術參數，結(jié)合生產運行數(shù)據，對機器的(dí)電(diàn)能數(shù)據(jù)建(jiàn)模(mó)計算(suàn)分(fēn)析(xī)，以可(kě)視化(huà)的(dí)圖表(biǎo)，展示機(jī)器(qì)的性能及(jí)生(shēng)產運(yùn)行是(shì)否(fǒu)經(jīng)濟(jì)，高效，生成(chéng)計劃(huá)，維(wéi)護，維修建議，讓(ràng)機器保(bǎo)持(chí)高(gāo)效運(yùn)行。設備(bèi)電能(néng)統計及趨(qū)勢(shì)分析界(jiè)麵(miàn)如圖(tú)5所示(shì)。

(3)廠區/車間/產綫能耗對(duì)比(bǐ)分析界麵

係統能(néng)實(shí)現(xiàn)以時(shí)間(jiān)為維(wéi)度，查(chá)詢與展(zhǎn)示生產和非(fēi)生產時段的設(shè)備(bèi)，產綫，車間(jiān)的(dí)耗(hào)能情況以(yǐ)及趨勢，能夠進(jìn)行電(diàn)能數據(jù)分析(xī)，統(tǒng)計，可(kě)以展開廠區(qū)，車(chē)間，產綫(xiàn)能(néng)耗同比(bǐ)，環(huán)比，量化對(duì)比(bǐ)分析(xī)。廠區，車間，產綫(xiàn)能(néng)耗對(duì)比分析(xī)界麵如圖(tú)6所示。

通過統計分(fēn)析(xī)，整體(tǐ)把握(wò)工(gōng)廠能耗情況(kuàng)，並與上一(yī)周(zhōu)，月(yuè)或年的數(shù)據(jù)做橫向對(duì)比，可結合產(chǎn)量，將(jiāng)能(néng)耗(hào)預分(fēn)配到一個(gè)單(dān)位(wèi)的產品耗能上(shàng)。在(zài)此基(jī)礎上(shàng)細分，可(kě)下分(fēn)到產綫(xiàn)，班組(zǔ)，工(gōng)位(wèi)等。以(yǐ)此(cǐ)可分析(xī)出企業整體(tǐ)耗能情況，*點耗能(néng)區(qū)域，做總(zǒng)體(tǐ)量化(huà)自身(shēn)趨(qū)勢分析。根據不同(tóng)的方(fāng)式和(hé)算(suàn)法進(jìn)行(háng)分析處(chǔ)理，挖(wā)掘出(chū)其中(zhōng)的(dí)某(mǒu)種規(guī)律(lǜ)並給(gěi)出節能(néng)優化建(jiàn)議(yì)，提供(gōng)給(gěi)管(guǎn)理人(rén)員(yuán)作為(wéi)參考決策實(shí)現工(gōng)廠(chǎng)電(diàn)能的優化(huà)管理(lǐ)。

4係(xì)統(tǒng)實(shí)施

4.1智能電表(biǎo)安裝部(bù)署

在(zài)某(mǒu)工(gōng)廠現場(cháng)實(shí)際設(shè)備的控製(zhì)櫃(guì)中安(ān)裝(zhuāng)電流互(hù)感器與(yǔ)智(zhì)能(néng)電表。通過安(ān)裝電流互(hù)感(gǎn)器感(gǎn)應(yīng)回(huí)路中(zhōng)電流的(dí)大小，智能電表與電流(liú)互感器(qì)連(lián)接，進行(háng)回(huí)路電流，電(diàn)壓(yā)，功(gōng)率(shuài)，電耗等電(diàn)能參數的監測(cè)，來(lái)獲取車(chē)間，產綫(xiàn)，機(jī)器的(dí)電(diàn)能(néng)參數。

4.2係統配置(zhì)

智(zhì)能電表配置(zhì)參(cān)數:協議(yì)ModbusRTU，波特率(shuài)9600停止(zhǐ)位(wèi)1位，偶檢驗(yàn);串(chuàn)口服務器USR-N580-H7的配置(zhì)參(cān)數是通信方(fāng)式(shì)設置為雙向(xiàng)透明傳輸(shū)，其(qí)他(tā)參數設置與(yǔ)智能電表相同:參數配置完成後，需要給(gěi)智能(néng)電(diàn)表串口(kǒu)服務(wù)器重新上(shàng)電，實(shí)現重啟。

4.3係統具體(tǐ)應(yīng)用

某工廠中(zhōng)實際場景(jǐng)下部(bù)署(shǔ)的(dí)設備電能數據(jù)采(cǎi)集平台如(rú)圖(tú)7所(suǒ)示。係(xì)統實現了 75台智能電(diàn)表(biǎo)的電能參數監(jiān)測與(yǔ)采集(jí)，並以(yǐ)MOTT協議(yì)把采(cǎi)集(jí)到(dào)的(dí)電能參數上傳雲(yún)端(duān)。

電(diàn)能(néng)監(jiān)控係統(tǒng)實(shí)際應用中(zhōng)的(dí) WEB 界麵(miàn)(部分截(jié)圖) 如(rú)圖8所(suǒ)示(shì)。實(shí)現(xiàn)設備(bèi)電能參數的實時(shí)采集，監(jiān)控與統計分析(xī)，實現該(gāi)工廠(chǎng)的設備，產(chǎn)綫，車(chē)間用(yòng)電的(dí)*確(què)計(jì)量(liáng)。

在(zài)該工(gōng)廠(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用中(zhōng)，通過設備電(diàn)能(néng)監控係(xì)統實(shí)現了設備電能數據(jù)統(tǒng)計(jì)分(fēn)析(xī)效率(shuài)提高 300%，有效(xiào)地支撐了工廠(chǎng)電能(néng)管(guǎn)理，用電優化(huà)。結(jié)合設備生產(chǎn)運(yùn)行(háng)數據係(xì)統以可視(shì)化(huà)的(dí)圖(tú)表展示機器(qì)的(dí)性(xìng)能及生產(chǎn)運行(háng)是否經濟(jì)，高效(xiào)，為生產計(jì)劃，設(shè)備維護，維(wéi)修提供建議(yì)，提高(gāo)機(jī)器生產效率。

5 安科瑞(ruì)Acrel-3000WEB電能(néng)管(guǎn)理解(jiě)決方案

5.1概述(shù)

  用(yòng)戶端(duān)消(xiāo)耗(hào)著(zhuó)整個電(diàn)網80%的電能，用(yòng)戶端(duān)智(zhì)能化用電(diàn)管理對用(yòng)戶(hù)可(kě)靠(kào)，安(ān)全，節約用(yòng)電有(yǒu)十分重(zhòng)要的(dí)意(yì)義(yì)。構(gòu)建智能(néng)用電服務體係(xì)，推廣用戶端智能儀表，智能用電(diàn)管(guǎn)理終端等設備用(yòng)電(diàn)管理解決方(fāng)案，實現電網(wǎng)與(yǔ)用戶的雙向良(liáng)性互動。用(yòng)戶(hù)端(duān)急需(xū)解決(jué)的研究(jiū)內容主要包括(kuò)：先進的表計(jì)，智能(néng)樓(lóu)宇(yǔ)，智能(néng)電(diàn)器(qì)，增值服務(wù)，客戶用電管理(lǐ)係(xì)統(tǒng)，需(xū)求側管理等課(kè)題(tí)。

   安科(kē)瑞Acrel-3000WEB電能管理解決方(fāng)案通過(guò)對(duì)用(yòng)戶端(duān)用電情況(kuàng)進(jìn)行(háng)細分和(hé)統計(jì)，以直(zhí)觀的(dí)數據和圖表(biǎo)向管理人員或決策層展示(shì)各(gè)分(fēn)項用電的使(shǐ)用(yòng)消耗情(qíng)況，便於找(zhǎo)出高耗(hào)能點(diǎn)或(huò)不(bù)合理的耗能習(xí)慣(guàn)，有效(xiào)節(jié)約電能，為(wéi)用戶進(jìn)一(yī)步(bù)節能(néng)改造或設(shè)備(bèi)升(shēng)級提供準確的數(shù)據(jù)支撐(chēng)。

5.2應(yīng)用場(cháng)所(suǒ)

   （1）辦(bàn)公建(jiàn)築（商務辦(bàn)公，大型(xíng)公(gōng)共建(jiàn)築等）；

   （2）商業建(jiàn)築（商(shāng)場(cháng)，金融機(jī)構建築等）；

   （3）旅(lǚ)遊(yóu)建築（賓(bīn)館飯店(diàn)，娛樂(lè)場所(suǒ)等）；

   （4）科教(jiào)文(wén)衛(wèi)建築(zhù)（文化，教(jiào)育(yù)，科(kē)研，醫(yī)療衛生(shēng)，體育(yù)建築(zhù)等）；

   （5）通(tōng)信建築(zhù)（郵電(diàn)，通信，廣播(bō)，電(diàn)視，數據中心等(děng)）；

   （6）交通運輸(shū)建築（機(jī)場(cháng)，車站，碼頭建築等(děng)）。

5.3係統結構

5.4係統功能(néng)

1）實時(shí)監(jiān)測

係(xì)統人(rén)機(jī)界(jiè)麵友好，以配(pèi)電一次圖(tú)的形(xíng)式直(zhí)觀顯示配電綫(xiàn)路的運行狀(zhuàng)態(tài)，實(shí)時(shí)監測各回路電(diàn)壓，電流，功率(shuài)，功率因(yīn)數，電(diàn)能等電(diàn)參(cān)數信息(xī)，動態監視各配(pèi)電回路斷路(lù)器(qì)，隔離(lí)開(kāi)關，地刀等合，分狀態(tài)，以(yǐ)及有關(guān)故(gù)障，告警(jǐng)等(děng)信號(hào)。

2）電(diàn)能統計報(bào)表

係統(tǒng)以(yǐ)豐(fēng)富的報(bào)表(biǎo)支(zhī)撐計量(liáng)體係(xì)的(dí)完(wán)整性。係(xì)統具備定(dìng)時抄表(biǎo)匯(huì)總統(tǒng)計(jì)功能(néng)，用(yòng)戶(hù)可以(yǐ)自由(yóu)查詢(xún)自係統(tǒng)正(zhèng)常(cháng)運行(háng)以(yǐ)來任意時間段(duàn)內各配電(diàn)節點(diǎn)的用(yòng)電(diàn)情(qíng)況(kuàng)，即(jí)該節點進綫用電(diàn)量與(yǔ)各分支回路消耗電量的統(tǒng)計(jì)分(fēn)析報表。該功(gōng)能使(shǐ)得用(yòng)電(diàn)可(kě)視透(tòu)明，並在用(yòng)電(diàn)誤(wù)差偏大時可分析(xī)追(zhuī)溯(sù)，維(wéi)護計(jì)量(liáng)體係的正確(què)性(xìng)。

3）詳細電(diàn)參(cān)量查詢(xún)

在(zài)配(pèi)電一次圖(tú)中，當鼠標移動(dòng)到每(měi)個回(huí)路附近(jìn)時，鼠標(biāo)指針(zhēn)變(biàn)為(wéi)手(shǒu)形，鼠(shǔ)標(biāo)單擊(jī)可查(chá)看(kàn)該回(huí)路詳(xiáng)細電(diàn)參(cān)量(liáng)，包(bāo)括三(sān)相電(diàn)流(liú)，三(sān)相(xiāng)電壓，三相(xiāng)總有(yǒu)功(gōng)功率，總無功功率，總功率因數，正向有功電能，並可以查看24小(xiǎo)時相(xiāng)電流趨(qū)勢曲綫及(jí)24小(xiǎo)時電壓趨勢曲(qū)綫(xiàn)。

4）運行報表(biǎo)

係(xì)統具有(yǒu)實(shí)時(shí)電(diàn)力(lì)參數和歷史(shǐ)電力(lì)參(cān)數的存儲和管理功能(néng)，所有(yǒu)實時(shí)采集(jí)的數據(jù)，順序事件(jiàn)記錄(lù)等(děng)均可(kě)保(bǎo)存到(dào)數據庫，在查(chá)詢界麵(miàn)中能(néng)夠(gòu)自定(dìng)義需要(yào)查(chá)詢的參數(shù)，確定時間(jiān)或(huò)選擇(zé)查(chá)詢(xún)更新(xīn)的記錄(lù)數(shù)據等，並(bìng)通過報表方式顯(xiǎn)示出來。用戶可(kě)以根據需要定製運行(háng)日(rì)報(bào)，月報(bào)，支(zhī)持(chí)導出(chū)Excel格式(shì)文(wén)件(jiàn)，還可(kě)以根(gēn)據用戶要求(qiú)導出PDF格式(shì)文件(jiàn)。

5）變(biàn)壓(yā)器(qì)運(yùn)行(háng)監視(shì)

係(xì)統對配(pèi)電(diàn)係統(tǒng)總(zǒng)進綫，主(zhǔ)變壓(yā)器(qì)，重(zhòng)要(yào)負荷出綫的(dí)運行狀態進(jìn)行在(zài)綫(xiàn)實時(shí)監視(shì)，用(yòng)曲綫顯示(shì)電(diàn)流(liú)，變(biàn)壓(yā)器(qì)運行溫(wēn)度(dù)，有(yǒu)功需量，有(yǒu)功功(gōng)率(shuài)，視在(zài)功(gōng)率，變壓(yā)器負(fù)荷率等(děng)運(yùn)行(háng)趨勢(shì)，分(fēn)析變壓器負荷(hé)率及損耗，方便(biàn)運行(háng)維(wéi)護人員(yuán)及時(shí)掌握運行水平和用(yòng)電需求，確保供電安全可(kě)靠。

6）實時(shí)報警

係(xì)統具有實(shí)時(shí)報警(jǐng)功(gōng)能(néng)，係統能夠對配電(diàn)回(huí)路斷路器(qì)，隔離(lí)開關(guān)，接地(dì)刀(dāo)分(fēn)，合動作(zuò)等遙信變(biàn)位(wèi)，保(bǎo)護動作，事(shì)故跳閘，以及(jí)電壓(yā)，電流，功率，功率因數越限等事件進行實(shí)時(shí)監測，並根據事件(jiàn)等級發(fā)出告警。係統報警時自動彈出實時報警窗口，並發出聲(shēng)音或語音提醒。

7）歷史(shǐ)事件查詢(xún)

係統能夠(gòu)對(duì)遙信變位，保護(hù)動作(zuò)，事故跳閘，以(yǐ)及電壓，電(diàn)流，功(gōng)率，功(gōng)率因(yīn)數越限(xiàn)等(děng)事件(jiàn)記(jì)錄進行存(cún)儲和(hé)管理，方(fāng)便用戶(hù)對係統事(shì)件(jiàn)和報(bào)警進行歷(lì)史追溯，查(chá)詢(xún)統(tǒng)計，事故(gù)分(fēn)析。

8）電能質量監測

係統可(kě)以(yǐ)對整個(gè)配(pèi)電係統範圍(wéi)內(nèi)的(dí)電能(néng)質(zhì)量進(jìn)行持(chí)續性(xìng)的監測，運(yùn)行維護(hù)人員(yuán)可(kě)以(yǐ)通過(guò)諧波分(fēn)析棒(bàng)圖，報表(biǎo)掌握(wò)進(jìn)綫(xiàn)，變壓器，重(zhòng)要(yào)回路(lù)的(dí)電(diàn)壓，電流(liú)諧波畸(jī)變率(shuài)，諧(xié)波含(hán)量(liáng)，電壓(yā)不(bù)平衡(héng)度等(děng)，及時(shí)采(cǎi)取相應的措施，降低(dī)諧(xié)波損(sǔn)耗(hào)，減少因諧波造(zào)成(chéng)的異(yì)常和事故(該功能(néng)需要(yào)選配帶(dài)諧(xié)波(bō)監測(cè)功能的電(diàn)力儀(yí)表(biǎo)，不需要可刪除。

9）遙控(kòng)操作(zuò)

係統支持(chí)對斷(duàn)路(lù)器(qì)，隔離開(kāi)關(guān)，接(jiē)地(dì)刀(dāo)等(děng)進行分(fēn)，合(hé)遙控操作。係統(tǒng)具有(yǒu)嚴格的密(mì)碼保護和操(cāo)作權(quán)限管理功能(néng)，對(duì)於每(měi)次(cì)遙控(kòng)操(cāo)作，係統自(zì)動(dòng)生成操作記(jì)錄(lù)，記(jì)錄內(nèi)容包含操作(zuò)人，操(cāo)作(zuò)時間，操作(zuò)類(lèi)型等(děng)。實現(xiàn)該(gāi)功能需要斷路(lù)器(qì)本(běn)身具有電操(cāo)機(jī)構及(jí)保(bǎo)護(hù)保測(cè)控(kòng)裝置具(jù)備遙控(kòng)功能(néng)等硬(yìng)件(jiàn)設備(bèi)的支持(chí)。

10）用戶權限管理(lǐ)

係統為保(bǎo)障(zhàng)係統安(ān)全穩(wěn)定運行，設(shè)置了用戶權限(xiàn)管理功能(néng)。通過用戶權限管理能(néng)夠防止(zhǐ)未經授權的(dí)操(cāo)作（如(rú)配電回路(lù)名稱(chēng)修(xiū)改(gǎi)等(děng)）。可以定義(yì)不(bù)同級別(bié)用戶的登(dēng)錄名(míng)，密(mì)碼及操(cāo)作(zuò)權限(xiàn)，為係統運行，維(wéi)護，管理提供可靠(kào)的安(ān)全保(bǎo)障。

11）通訊狀(zhuàng)態(tài)圖(tú)

係統支(zhī)持(chí)實(shí)時監(jiān)視接(jiē)入係統的(dí)各(gè)設備的通訊狀態(tài)，能(néng)夠(gòu)完整的顯示整個(gè)係(xì)統(tǒng)網絡結(jié)構；可(kě)在(zài)綫診斷設(shè)備(bèi)通(tōng)訊(xùn)狀態(tài)，發生(shēng)網絡異常(cháng)時能自(zì)動(dòng)在界(jiè)麵上顯示(shì)故(gù)障(zhàng)設備或(huò)元件(jiàn)及其故障部位。從(cóng)而(ér)方便運行(háng)維護(hù)人(rén)員(yuán)實時掌握現場各設(shè)備(bèi)的通(tōng)訊狀態(tài)，及(jí)時維護(hù)出現(xiàn)異常(cháng)的設(shè)備，保(bǎo)證係統(tǒng)的穩定(dìng)運行(háng)。

12）視頻(pín)監控

視(shì)頻監(jiān)控(kòng)展(zhǎn)示了當前實時(shí)畫(huà)麵（視頻直播），選中某一(yī)個變(biàn)配(pèi)電(diàn)站(zhàn)，即可查看(kàn)該變配電(diàn)站內視頻信息。

13）用(yòng)戶報告(gào)

用戶報告頁麵主(zhǔ)要(yào)用於對選定(dìng)的(dí)變(biàn)配電站(zhàn)自動匯總(zǒng)一個(gè)月的運行(háng)數據(jù)，對變壓器負(fù)荷，配電回路用電量，功率因數(shù)，報警(jǐng)事(shì)件等(děng)進行統(tǒng)計分(fēn)析。

14）APP支持

電力運維手機支(zhī)持“監(jiān)控(kòng)係(xì)統”，“設備檔(dàng)案”，“待(dài)辦事(shì)項”，“巡檢記錄”和“缺陷記錄(lù)”五(wǔ)大模(mó)塊，支持(chí)一次圖，需量，用電量(liáng)，視頻，曲(qū)綫，溫濕度，同比，環(huán)比，電能(néng)質量，各種(zhǒng)事件(jiàn)報(bào)警查(chá)詢(xún)，設備(bèi)檔(dàng)案查(chá)詢，待辦事件處(chǔ)理，巡檢記錄(lù)查詢(xún)等。

5.5係統(tǒng)硬(yìng)件配(pèi)置(zhì)清單

6 結(jié)束(shù)語(yǔ)

本文(wén)研(yán)究了(liǎo)一種基於(yú)工業(yè)互(hù)聯網(wǎng)平(píng)台架構(gòu)體係的(dí)設備電能(néng)監控係(xì)統，進行了(liǎo)係統功(gōng)能，架構(gòu)，電(diàn)能(néng)監(jiān)測(cè)以及(jí)用戶(hù)交互界(jiè)麵的設(shè)計與開發，並在實際(jì)工(gōng)廠中落地應用，實現了工廠設備(bèi)電能的實(shí)時采(cǎi)集(jí)，電能監控(kòng)，設備用(yòng)電統計分析，以及(jí)廠(chǎng)區，車間，產綫的多維度(dù)能耗對(duì)比分(fēn)析(xī)，有(yǒu)效(xiào)地(dì)支撐了(liǎo)設備電能優化應用，優化(huà)生產(chǎn)計(jì)劃(huá)，提高生(shēng)產(chǎn)效率，機器(qì)效(xiào)能(néng)，降(jiàng)低用電(diàn)成本。該係統(tǒng)具(jù)有(yǒu)建設成本低(dī)，容易(yì)實(shí)現，運(yùn)行可靠，利於復(fù)製推廠的(dí)優點。利(lì)用(yòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平(píng)台(tái)，可(kě)以(yǐ)積(jī)累數據，進一(yī)步挖掘分析(xī)，構建能(néng)耗優化模(mó)型，實現(xiàn)工廠電能(néng)的智能(néng)管理。未來(lái)係(xì)統(tǒng)進(jìn)一步擴展，可建(jiàn)成(chéng)工(gōng)廠的(dí)水(shuǐ)，電，汽(qì)，熱(rè)等(děng)全要素(sù)能源(yuán)智(zhì)慧管(guǎn)理(lǐ)係統(tǒng)。