能源計(jì)量管理系統(tǒng)應(yīng)用

定義

    能源計(jì)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(shí)作為一種管理工具和手段，利用能源計(jì)量數(shù)據(jù)的采集，診斷，分析，實(shí)施有效管理，科學(xué)準(zhǔn)確的計(jì)量數(shù)據(jù)能夠指導(dǎo)建筑能源的利用，由此達(dá)到節(jié)能降耗的目的。此外能源計(jì)量還是一種工藝手段，一種測(cè)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(mǎn)足用戶(hù)在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)能源的規(guī)劃、計(jì)量、分析、調(diào)度等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的需要而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的能源綜合管理系統(tǒng)。

需求分析

　　根據(jù)能源計(jì)量管理的運(yùn)作模式，能源計(jì)量統(tǒng)計(jì)管理人員對(duì)計(jì)量管理軟件提出了一系列要求，主要有：

　　使原有的計(jì)量數(shù)據(jù)庫(kù)動(dòng)態(tài)化，能夠增減和更改能源用戶(hù)、能源名稱(chēng)和計(jì)量單位等；能自動(dòng)生成能源計(jì)量統(tǒng)計(jì)的日、月報(bào)表；能夠?qū)崟r(shí)記錄和長(zhǎng)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(jì)數(shù)據(jù)被越權(quán)改動(dòng)。

　　對(duì)用戶(hù)提出的上述各項(xiàng)要求進(jìn)行具體分析，可見(jiàn)軟件的總體設(shè)計(jì)方案須做到以下各點(diǎn)方能滿(mǎn)足用戶(hù)需求：

　　為能源計(jì)量管理人員提供一個(gè)良好的界面，使其可根據(jù)各種菜單提示，方便地完成各項(xiàng)操作，為用戶(hù)提供兩級(jí)權(quán)限保護(hù)；數(shù)據(jù)錄入簡(jiǎn)單、便捷；要實(shí)現(xiàn)能源用戶(hù)名稱(chēng)、計(jì)量單位、數(shù)據(jù)寬度等項(xiàng)目可更改，在保留原有計(jì)量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上須增添計(jì)量單位、計(jì)量用戶(hù)名稱(chēng)、日用量、月用量等數(shù)據(jù)庫(kù)；根據(jù)用戶(hù)提供的時(shí)間范圍，能夠?qū)崿F(xiàn)在任何時(shí)候以任何時(shí)間段自動(dòng)生成能源計(jì)量統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

設(shè)計(jì)思想

　　目前市面上的開(kāi)發(fā)軟件很多，使用什么軟件開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序應(yīng)根據(jù)具體情況靈活選擇。經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐與開(kāi)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(gè)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(jí)實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)AcrSpace、工業(yè)自動(dòng)化組態(tài)軟件AcrControl、電力自動(dòng)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(mén)戶(hù)工具等，同時(shí)具有英文版、繁體、簡(jiǎn)體版等版本，這些產(chǎn)品不是孤立的，它是一個(gè)應(yīng)用規(guī)?？梢宰杂缮炜s的體系結(jié)構(gòu)，整個(gè)軟件系統(tǒng)都是按照軟件標(biāo)準(zhǔn)而嚴(yán)格設(shè)計(jì)的，其中實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)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(diǎn)，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(jì)量管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖看，整個(gè)軟件系統(tǒng)可分成五個(gè)功能模塊，能源計(jì)量管理結(jié)構(gòu)圖的每一分支就是一個(gè)模塊。各功能模塊可以獨(dú)立存在、修改、調(diào)試、運(yùn)行^[1]。

    （1）權(quán)限保護(hù)模塊：為用戶(hù)提供權(quán)限保護(hù)。

　?。?）能源計(jì)量管理系統(tǒng)主模塊：系統(tǒng)的核心部分，作用是核對(duì)用戶(hù)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(diǎn)，通過(guò)人機(jī)對(duì)話方式進(jìn)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(jìn)行操作，非常簡(jiǎn)單，降低了對(duì)使用人員計(jì)算機(jī)水平的要求。

　?。?）錄入抄表數(shù)模塊：提供用戶(hù)輸入計(jì)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(hù)輸入數(shù)據(jù)，本模塊采用循環(huán)輸入方式，可即時(shí)修改，也可任意定位輸入。在提供存盤(pán)返回按鈕的同時(shí)，也提供了放棄輸入返回的按鈕，以避免誤操作所帶來(lái)的不便。

　　（4）統(tǒng)計(jì)報(bào)表模塊：按要求統(tǒng)計(jì)及打印報(bào)表。報(bào)表的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算比較復(fù)雜，在數(shù)據(jù)量較大時(shí)程序運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，為了縮短程序的執(zhí)行時(shí)間，在設(shè)計(jì)中我們盡量使用一些功能相同的函數(shù)來(lái)代替語(yǔ)句，以提高程序運(yùn)行速度。

　?。?）更改能源用戶(hù)模塊：根據(jù)用戶(hù)要求，按照菜單提示，能源計(jì)量使用人員可便捷地更改計(jì)量用戶(hù)信息，動(dòng)態(tài)管理數(shù)據(jù)庫(kù)，使整個(gè)系統(tǒng)智能化。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　各個(gè)結(jié)構(gòu)層的具體形式如下：

　?。?）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(tái)主機(jī)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(jìn)行集中管理和分析，執(zhí)行相關(guān)操作，負(fù)責(zé)整個(gè)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(zhuān)用的通訊功能模塊，通過(guò)專(zhuān)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(jí)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(shí)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(jī)，負(fù)責(zé)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層的各類(lèi)裝置進(jìn)行通訊，采集各類(lèi)裝置的數(shù)據(jù)、參數(shù)，進(jìn)行處理后集中打包傳輸?shù)街髡緦?，同時(shí)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(chǎng)設(shè)備層各類(lèi)裝置。

　?。?）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層

　　位于中低壓變配電現(xiàn)場(chǎng)，具體包括：微機(jī)保護(hù)裝置、多功能儀表、直流屏、溫濕控制器、電動(dòng)機(jī)保護(hù)器等。負(fù)責(zé)采集電力現(xiàn)場(chǎng)的各類(lèi)數(shù)據(jù)和信息狀態(tài)，發(fā)送給通訊間隔層，同時(shí)也作為執(zhí)行單元，執(zhí)行通訊間隔層下發(fā)的各類(lèi)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(lèi)。水能源主要包括熱水和自來(lái)水；氣主要包括天然氣和壓縮空氣。因此能源計(jì)量系統(tǒng)就是對(duì)熱水、自來(lái)水、電、天然氣、壓縮空氣的使用情況進(jìn)行監(jiān)控計(jì)量，成本核算及生成各種企業(yè)報(bào)表，并對(duì)能源異常消耗進(jìn)行報(bào)警。根據(jù)反復(fù)調(diào)研和用戶(hù)需求，所設(shè)計(jì)的能源計(jì)量系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)方面功能。

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

　?。?）自動(dòng)采集、瞬時(shí)計(jì)量功能。能自動(dòng)計(jì)量各種能源的使用量。

　?。?）參數(shù)顯示、統(tǒng)計(jì)和報(bào)表功能。對(duì)能源系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控計(jì)量，顯示每一計(jì)量節(jié)點(diǎn)的參數(shù)，對(duì)各種能源的使用量進(jìn)行日統(tǒng)計(jì)、月統(tǒng)計(jì)、年統(tǒng)計(jì)，生成相應(yīng)的日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表并完成成本核算，為企業(yè)決策提供科學(xué)依據(jù)。

　?。?）畫(huà)面顯示功能。系統(tǒng)以友好、靈活的圖形界面顯示實(shí)時(shí)能源數(shù)據(jù)，創(chuàng)建各能源的管線圖、趨勢(shì)曲線圖、運(yùn)行參數(shù)棒圖。

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

　?。?）報(bào)警功能。系統(tǒng)對(duì)能源消耗異常數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)警（聲音報(bào)警、畫(huà)面報(bào)警），并且通過(guò)畫(huà)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(wèn)功能。系統(tǒng)對(duì)外進(jìn)行實(shí)時(shí)Web發(fā)布，方便用戶(hù)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

能源管理表計(jì)的選型方案

　　（1）高壓回路或低壓進(jìn)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(cè)量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)；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(jì)算；電網(wǎng)電壓電流正、負(fù)、零序分量（含負(fù)序電流）測(cè)量；4DI+3DO（DO3做過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、不平衡報(bào)警）；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T645規(guī)約。外形尺寸：120×120mm，開(kāi)孔尺寸：108×108mm。適用于高壓重要回路或低壓進(jìn)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(cè)量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、最大需量統(tǒng)計(jì)；4DI+2DO；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議。外形尺寸：96×96mm，開(kāi)孔尺寸：88×88mm。適用于低壓聯(lián)絡(luò)柜、出線柜。

　　（3）動(dòng)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(cè)量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、最大需量統(tǒng)計(jì)；2DI+2DO；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議。外形尺寸：開(kāi)孔尺寸80×80mm，開(kāi)孔尺寸72×72mm。適用于動(dòng)力柜。

　　DTSD1352導(dǎo)軌式電表主要功能：LCD顯示、全電參量測(cè)量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、最大需量統(tǒng)計(jì)；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(dòng)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(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、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(jì)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(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、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(cè)量；單相電能計(jì)量。

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