安科瑞 方小燕 董建锋
上海安科瑞电气股份有限公司，上海嘉定 201801
摘要：本文主要介绍了赫斯基注塑（上海）公司采用我司智能电力仪表对配电现场的各种电参量和开关信号的采集。通过总线型组网方式，把数据上传至后台，进行智能化组网。Acrel-3000电能管理系统在赫斯基注塑的应用，符合了国家对智能工厂电能管理的要求，也为赫斯基注塑节约了大量人力成本，实现了工厂电能管理智能化。
关键词：赫斯基注塑 智能电力仪表 Acrel-3000型 电能管理系统
0 项目概况
赫斯基注塑系统（上海）有限公司由加拿大著名的机械制造企业赫斯基集团投资设立，位于上海浦东新区外高桥保税区，是为塑料工业提供注塑设备和服务的领先供应商，设计和制造业内最全面的注塑设备系列，包括机器、模具、热流道和机械手。原有配电系统只在全厂总进线回路上装有电力部门的电度表，管理者只能从每个月电力部门提供的用电总数值得知本月电量能耗，至于电能都用在了什么地方、有没有电能浪费，节能措施有没有起到相应的效果，企业管理者都不是很清楚，亟待需要一个合理的电能考核机制来实现电能的科学管理。针对以上存在问题，并根据客户要求，对原有配电系统进行改造，改造后的Acrel-3000电能管理系统，不仅能实现对各配电回路的远程监控和集中管理，实现了分类电能统计，复费率电能统计、日能耗统计和月耗电能统计，最大需量报警，为科学地节能管理提供了依据。
1 用户需求
客户要求针对赫斯基注塑系统（上海）有限公司内的共计40个待改造回路进行设计改造，实现对改造后回路的电力参数的测量显示和电能计量，电流越限报警（现场采用三层红黄绿信号灯显示）。采用Acrel-3000电能管理系统实现远程电参量（电流，电压，功率，功率因素等）实时监测与分类电能计量。以现场测得的最大需量（MD）与系统预先设定的需量限定值进行比较，在超量时报警。
2 设计方案
上海安科瑞电气股份有限公司根据赫斯基注塑现场的实际情况为其选用了Acrel-3000电能管理系统。
2.1 Acrel-3000符合的标准
本技术方案以现行国家及电力行业的有效标准为依据，国标未列入部分应参考IEC最新标准和规范。如标准间有矛盾时，应以较高标准为准。
ISO/IEC11801 《国际综合布线标准》
JGJ/T 16-92 《民用建筑电气设计规范》
GA/T74-94 《中华人民共和国安全防范行业标准》
GA/T70-94 《中华人民共和国公共安全行业标准》
GB/50198-94 《监控系统工程技术规范》
IEC-61131-3 《图形可编程标准》
GB50254/59-96 《电气装置安装工程施工及验收规范》
GB/T17626.5 《浪涌（冲击）抗扰度试验》
GB/T17626.6 《射频场感应的传导骚扰抗扰度》
GB/T17626.8 《工频磁场的抗扰度试验》
GB/T17626.10 《阻尼振荡磁场抗扰度试验》
GB/T17626.11 《电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验》
GB/T17626.12 《振荡波抗扰度试验》
GB/50171-92 《电气装置安装工作盘柜及二次回路结线施工及验收规范》
GB/T13729-92 《远动终端通用技术条件》
GB/J63-90 《电力装置的电测量仪表装置设计规范》
GB/T15145-94 《微机保护装置通用技术条件》
GB/T13729 《远动终端通用技术条件》
DL/T630 《交流采样远动终端通用技术条件》
GB/T13850 《交流电量转换为模拟量或数字信号的电测量变送器》
GB/T13730 《地区电网数据采集与监控系统通用技术条件》
GBJ63-93 《电力装置电测量仪表装置设计规程》
GB2887 《计算站场地技术要求》
2.2 Acrel-3000设计方案
图1
在该项目上的具体应用拓扑图；Acrel-3000变配电监控系统主要分为3层：站控管理层（工控机、打印机、UPS电源）、通讯管理层（4口通讯管理机）、现场设备层（现场智能装置）。
如上图所示：现场中的IO设备的通讯线缆采用RVSP 2*1.5屏蔽双绞线，连接至4口通讯管理机。
2.2.1现场设备层
根据赫斯基注塑现场要求：智能仪表需满足对全电参量采集（三相电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、频率、电度、开关量等）；我司根据客户要求，为其在现场选配ACR220EL/K的多功能仪表，完全满足了现场的要求。
ACR220EL是LCD液晶屏显示，可监测三相电流、三相电压、电网频率、三相（有功功率、无功功率、功率因数）、三相有功电能、三相无功电能6项测量参数。除以上功能外，还可选配其它功能，以下3项功能可共选也可选择其中几项：F（复费率电能统计）、D（最大需量）、CP（Profibus-DP）。以下3项功能只能选择其中一项：M（模拟量）、K（2DI/2DO）。
2.2.2站控管理层
配置为EVOC IPC-810B Core2 2.66G /2G/500G +键鼠+音箱等。
深圳研祥工业计算机（IPC810B），完成对整个电站的计算机监控系统的管理，数据库管理，在线及离线计算，运行监视控制，各图表曲线的生成，数据报表等系统监测等功能。
计算机主要配置：
CPU：PIV 3.0
内存：2G
硬盘：监控工作站500G
显示器：三星19寸宽屏LCD显示
接口：1000M以太网、RS232接口、LPT口、BNC视频输出接口、4个PCI、2个USB口，声卡，14槽工业级底板等DVD/VCD光驱刻录机
4U标准上架式机箱
漫步者音箱一套（用于音响报警）
该计算机为工业计算机，大风量风扇设计，开门抽拉可拆换滤网，散热可靠、维护简便、特殊的抗震措施，保证机器在恶劣工业环境中正常工作；
UPS电源为C1KS/1KVA 待机30分钟 塔式
监控主机采用正版简体中文WindowsXP操作系统软件，电能管理软件采用安科瑞Acrel-3000型电能管理组态软件
3 系统功能
3.1 用户权限管理
针对不同级别的用户，设置不同的权限，方便不同权限的管理人员对系统的不同操作，实现配电系统的安全，可靠运行。通过用户管理进行用户登录、用户注销、修改密码、添加删除等操作，方便用户对账号和权限的修改。
3.2 系统主界面
图2
系统提供简单、易用、良好的用户使用界面。采用全中文界面，CAD图形显示配电系统电气一次主接线图，显示配电系统设备状态及相应实时运行参数，画面定时轮巡切换；画面实时动态刷新；模拟量显示；开关量显示；连续记录显示等，通过画面颜色的变化（红色表示合闸状态、绿色表示分闸状态）可以看到各回路的分合闸状态。
登录普通权限用户，通过主界面的操作，可以查看各回路运行的电参量（电流、电压、有功、无功、功率因数、电度）；登录最高权限用户，可以实现系统内部电度报表、电流曲线、报警信息的打印及导出功能。
3.3 系统遥信状态报警
图3
图4
系统发生运行故障时，会及时发出声光报警提示用户及时响应故障回路，同时自动记录事件发生的时间和回路名称，以便用户查询，追忆故障原因。
3.4 趋势曲线分析
图5
Acrel-3000电能管理系统提供了实时曲线和历史趋势两种曲线的分析界面，通过调用相关回路实时曲线界面分析该回路当前的负荷运行状况。如通过调用某配出回路的实时曲线
可分析该回路的电气设备所引起的信号波动情况。系统的历史趋势即系统对所有已存储数据均可查看其历史趋势，方便工程人员对监测的配电网络进行质量分析。
3.5 报表统计
图6
图7
赫斯基注塑系统中分电能报表为时报表、日报表、月报表三种报表。选择要查询的日期，可显示每个时段的用电量，显示每个时段用电量的报表对比柱状图，方便管理员查看分析（日报表和月报表也具有柱状图分析功能），同时系统将采集的有功电度数据，按照回路名称的不同，自动生成报表并有报表打印功能，可对某一回路的某一时间段内的用电量进行查询与打印，这些报表均支持Excel导出功能。
3.6 电能饼图
图8
可以查看任意时段不同回路的电能百分比，方便了公司内部能耗的调整。
4 运行效果
随着社会的发展及电力的广泛应用，智能电能管理系统已成为大型智能工厂必然选择，本文介绍的电力仪表及Acrel-3000电能管理系统在赫斯基注塑项目的应用，可以实现远程遥测、遥信功能，实时的显示了现场电参量，方便值班人员查看；给高级用户设置定值修改功能同样人性化地提高了值班人员操作的安全系数；同时系统实现对采集数据的分析、处理，并生成各种电能报表、分析曲线、棒图等，便于电能的远程抄表以及分析、研究；报警窗口的弹出有助于提醒值班人员及时检查现场设备的运行状况。
在Acrel-3000电能管理系统应用之前，整个工厂的用电基本上靠人工来抄表，投入了大量的人力资源，现场的设备运行状态也不能及时被值班人员掌控，增加了配电房各回路运行时的隐患。Acrel-3000电能管理系统完成以后，减少了电气值班人员，实现了现场信息的实时监测；通过报警窗口的应用，消除了电气故障，防止过负荷运行而产生电气隐患；同时人性化电度报表及棒图的显示，不仅为用户节约的大量的人力成本，而且快捷的对各个时段用电量进行分析，实现了工厂电能管理智能化。
参考文献：
[1].任致程 周中. 电力电测数字仪表原理与应用指南[M]. 北京.中国电力出版社. 2007. 4
作者简介：
董建锋（1984－），男，汉族，本科，工程师，主要研究方向为智能建筑供配电监控系统
