能源計量管理系統(tǒng)應(yīng)用

定義

    能源計量是節(jié)能減排量化數(shù)據(jù)的體現(xiàn)，起著舉足輕重的作用。同時作為一種管理工具和手段，利用能源計量數(shù)據(jù)的采集，診斷，分析，實施有效管理，科學(xué)準(zhǔn)確的計量數(shù)據(jù)能夠指導(dǎo)建筑能源的利用，由此達到節(jié)能降耗的目的。此外能源計量還是一種工藝手段，一種測量技術(shù)，幫助建筑節(jié)能建立科學(xué)合理的節(jié)能流程，為今后的建筑節(jié)能提供科學(xué)準(zhǔn)確的基礎(chǔ)條件。EMS智能能源管理系統(tǒng)是為了滿足用戶在生產(chǎn)過程中對能源的規(guī)劃、計量、分析、調(diào)度等進行實時監(jiān)控的需要而設(shè)計開發(fā)的能源綜合管理系統(tǒng)。

需求分析

　　根據(jù)能源計量管理的運作模式，能源計量統(tǒng)計管理人員對計量管理軟件提出了一系列要求，主要有：

　　使原有的計量數(shù)據(jù)庫動態(tài)化，能夠增減和更改能源用戶、能源名稱和計量單位等；能自動生成能源計量統(tǒng)計的日、月報表；能夠?qū)崟r記錄和長期保存生儀化公司各單位的能耗信息；數(shù)據(jù)修改方便；軟件加密，防止統(tǒng)計數(shù)據(jù)被越權(quán)改動。

　　對用戶提出的上述各項要求進行具體分析，可見軟件的總體設(shè)計方案須做到以下各點方能滿足用戶需求：

　　為能源計量管理人員提供一個良好的界面，使其可根據(jù)各種菜單提示，方便地完成各項操作，為用戶提供兩級權(quán)限保護；數(shù)據(jù)錄入簡單、便捷；要實現(xiàn)能源用戶名稱、計量單位、數(shù)據(jù)寬度等項目可更改，在保留原有計量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上須增添計量單位、計量用戶名稱、日用量、月用量等數(shù)據(jù)庫；根據(jù)用戶提供的時間范圍，能夠?qū)崿F(xiàn)在任何時候以任何時間段自動生成能源計量統(tǒng)計報表。

設(shè)計思想

　　目前市面上的開發(fā)軟件很多，使用什么軟件開發(fā)應(yīng)用程序應(yīng)根據(jù)具體情況靈活選擇。經(jīng)過多年的實踐與開發(fā)，企業(yè)在變配電監(jiān)控、數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)，電力調(diào)度等多個方面提供了系列軟件產(chǎn)品，電能管理組態(tài)系列軟件可以為企業(yè)提供“監(jiān)控一體化”的整體解決方案，為企業(yè)MES系統(tǒng)提供核心歷史數(shù)據(jù)“引擎”，電能管理組態(tài)系列軟件包括企業(yè)級實時歷史數(shù)據(jù)庫AcrSpace、工業(yè)自動化組態(tài)軟件AcrControl、電力自動化軟件AcrNetPower、“軟”控制策略軟件AcrStrategy、通信網(wǎng)關(guān)服務(wù)器AcrFieldComm、OPC產(chǎn)品、Web門戶工具等，同時具有英文版、繁體、簡體版等版本，這些產(chǎn)品不是孤立的，它是一個應(yīng)用規(guī)?？梢宰杂缮炜s的體系結(jié)構(gòu)，整個軟件系統(tǒng)都是按照軟件標(biāo)準(zhǔn)而嚴(yán)格設(shè)計的，其中實時歷史數(shù)據(jù)庫是全部產(chǎn)品數(shù)據(jù)的核心，分布式的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用是電能管理組態(tài)軟件的最大特點，該系列產(chǎn)品可以廣泛的應(yīng)用于企業(yè)信息化、DCS系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)、樓宇I(lǐng)BMS等監(jiān)控系統(tǒng)中。

系統(tǒng)模塊

　　從能源計量管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖看，整個軟件系統(tǒng)可分成五個功能模塊，能源計量管理結(jié)構(gòu)圖的每一分支就是一個模塊。各功能模塊可以獨立存在、修改、調(diào)試、運行^[1]。

    （1）權(quán)限保護模塊：為用戶提供權(quán)限保護。

　?。?）能源計量管理系統(tǒng)主模塊：系統(tǒng)的核心部分，作用是核對用戶權(quán)限，提供主菜單，選擇各功能子模塊。該模塊利用FOXPRO具有良好界面的特點，通過人機對話方式進行所需條件選擇，界面比較直觀，使用人員只需按照菜單提示進行操作，非常簡單，降低了對使用人員計算機水平的要求。

　?。?）錄入抄表數(shù)模塊：提供用戶輸入計量抄表數(shù)據(jù)信息的菜單。錄入數(shù)據(jù)工作是系統(tǒng)中最基本，也是最重要的部分。為了便于用戶輸入數(shù)據(jù)，本模塊采用循環(huán)輸入方式，可即時修改，也可任意定位輸入。在提供存盤返回按鈕的同時，也提供了放棄輸入返回的按鈕，以避免誤操作所帶來的不便。

　?。?）統(tǒng)計報表模塊：按要求統(tǒng)計及打印報表。報表的數(shù)據(jù)統(tǒng)計計算比較復(fù)雜，在數(shù)據(jù)量較大時程序運行時間較長，為了縮短程序的執(zhí)行時間，在設(shè)計中我們盡量使用一些功能相同的函數(shù)來代替語句，以提高程序運行速度。

　?。?）更改能源用戶模塊：根據(jù)用戶要求，按照菜單提示，能源計量使用人員可便捷地更改計量用戶信息，動態(tài)管理數(shù)據(jù)庫，使整個系統(tǒng)智能化。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　各個結(jié)構(gòu)層的具體形式如下：

　　（1）主站層（站控管理層）

　　位于監(jiān)控室內(nèi)，具體包括：安裝有智能電 力監(jiān)控系統(tǒng)的后臺主機等相關(guān)外設(shè)。負(fù)責(zé)將通訊間隔層上傳的數(shù)據(jù)解包，進行集中管理和分析，執(zhí)行相關(guān)操作，負(fù)責(zé)整個變配電系統(tǒng)的整體監(jiān)控。智能電力監(jiān)控系統(tǒng)提供專用的通訊功能模塊，通過專用的以太網(wǎng)硬件通訊接口，以O(shè)PC方式或其它通訊協(xié)議向上一級系統(tǒng)（如：BAS 、DCS 或調(diào)度系統(tǒng)）發(fā)送相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息，實現(xiàn)系統(tǒng)的集成。

　?。?）通訊間隔層（網(wǎng)絡(luò)通訊層）

　　采用通訊管理機，負(fù)責(zé)與現(xiàn)場設(shè)備層的各類裝置進行通訊，采集各類裝置的數(shù)據(jù)、參數(shù)，進行處理后集中打包傳輸?shù)街髡緦?，同時作為中轉(zhuǎn)單元，接受主站層下發(fā)的指令，轉(zhuǎn)發(fā)給現(xiàn)場設(shè)備層各類裝置。

　?。?）現(xiàn)場設(shè)備層

　　位于中低壓變配電現(xiàn)場，具體包括：微機保護裝置、多功能儀表、直流屏、溫濕控制器、電動機保護器等。負(fù)責(zé)采集電力現(xiàn)場的各類數(shù)據(jù)和信息狀態(tài)，發(fā)送給通訊間隔層，同時也作為執(zhí)行單元，執(zhí)行通訊間隔層下發(fā)的各類指令。

系統(tǒng)功能

　　生產(chǎn)企業(yè)消耗的能源一般有水、電、氣、幾大類。水能源主要包括熱水和自來水；氣主要包括天然氣和壓縮空氣。因此能源計量系統(tǒng)就是對熱水、自來水、電、天然氣、壓縮空氣的使用情況進行監(jiān)控計量，成本核算及生成各種企業(yè)報表，并對能源異常消耗進行報警。根據(jù)反復(fù)調(diào)研和用戶需求，所設(shè)計的能源計量系統(tǒng)主要包括以下幾個方面功能。

　?。?）總線接口功能。利用RS-485總線將工控機和現(xiàn)場智能儀表連成一個分布式網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)可以在一定范圍內(nèi)增減現(xiàn)場智能儀表，以提供系統(tǒng)的通用性和可擴充性。

　?。?）自動采集、瞬時計量功能。能自動計量各種能源的使用量。

　　（3）參數(shù)顯示、統(tǒng)計和報表功能。對能源系統(tǒng)進行監(jiān)控計量，顯示每一計量節(jié)點的參數(shù)，對各種能源的使用量進行日統(tǒng)計、月統(tǒng)計、年統(tǒng)計，生成相應(yīng)的日報表、月報表、年報表并完成成本核算，為企業(yè)決策提供科學(xué)依據(jù)。

　　（4）畫面顯示功能。系統(tǒng)以友好、靈活的圖形界面顯示實時能源數(shù)據(jù)，創(chuàng)建各能源的管線圖、趨勢曲線圖、運行參數(shù)棒圖。

　?。?）查詢、打印功能。系統(tǒng)可以按照用戶任意指定的日、月、年進行數(shù)據(jù)查詢、打印。

　?。?）報警功能。系統(tǒng)對能源消耗異常數(shù)據(jù)進行報警（聲音報警、畫面報警），并且通過畫面直觀地顯示該能源的流向，方便維修人員排除?

　　故障。

　?。?）Web訪問功能。系統(tǒng)對外進行實時Web發(fā)布，方便用戶遠(yuǎn)程監(jiān)控。

能源管理表計的選型方案

　　（1）高壓回路或低壓進線回路選ACR330ELH儀表^[2]

　　該表為電能質(zhì)量分析儀表，主要功能有：LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計量、復(fù)費率電能統(tǒng)計；THDu，THDi、2-31次各次諧波分量；電壓波峰系數(shù)、電話波形因子、電流K系數(shù)、電壓與電流不平衡度計算；電網(wǎng)電壓電流正、負(fù)、零序分量（含負(fù)序電流）測量；4DI+3DO（DO3做過壓、欠壓、過流、不平衡報警）；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T645規(guī)約。外形尺寸：120×120mm，開孔尺寸：108×108mm。適用于高壓重要回路或低壓進線柜。

　　（2）低壓聯(lián)絡(luò)或出線回路選ACR220EL電力儀表^[2]

　　該表主要功能有：LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限電能計量、復(fù)費率電能統(tǒng)計、最大需量統(tǒng)計；4DI+2DO；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議。外形尺寸：96×96mm，開孔尺寸：88×88mm。適用于低壓聯(lián)絡(luò)柜、出線柜。

　　（3）動力柜、照明箱選ACR120EL電力儀表^[2]或?qū)к壥诫姳?sup>[3]

　　ACR120EL電力儀表主要功能有：LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限電能計量、復(fù)費率電能統(tǒng)計、最大需量統(tǒng)計；2DI+2DO；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議。外形尺寸：開孔尺寸80×80mm，開孔尺寸72×72mm。適用于動力柜。

　　DTSD1352導(dǎo)軌式電表主要功能：LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計量、復(fù)費率電能統(tǒng)計、最大需量統(tǒng)計；電流規(guī)格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選。外形尺寸：126×89×74mm，7模數(shù)。適用于動力柜。

　　DTSF1352導(dǎo)軌式電表主要功能：電流規(guī)格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、復(fù)費率電能統(tǒng)計、電能脈沖輸出、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選。外形尺寸：126×89×74mm，7模數(shù)。適用于照明箱的三相電能計量。

　　照明箱DDSF1352電表主要功能：電流規(guī)格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、復(fù)費率電能統(tǒng)計、電能脈沖輸出、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選。外形尺寸：76×89×74mm，4模數(shù)。適用于照明箱的電流、電壓測量；單相電能計量。

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