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远程自动抄表管理系统的应用 |
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作者： |
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奇瑞汽车发动机公司目前有发动机一厂和二厂两个分厂，由发动机公司生产设备部一名员工定时记录计量仪表值，统计设备能源消耗情况。在能源管理过程中发现：计量仪表多而记录的数据量少，统计数据分析难度大，同时也不能及时发现设备能源误消耗等情况。随着远程自动抄表技术的不断进步和成熟，建立一套远程自动抄表管理系统，有助于加强能源有效管理和节约能源，具有可行性和必要性。
目前，国内用于自动抄表的技术有很多种，如RS485、红外、电力线载波和基于GPRS公网平台的自动抄表系统等。其中RS485、红外和GPRS公网平台抄表的技术比较成熟，并且被广泛采用。由于受技术及国内电网客观条件的限制，电力线载波抄表仍存在许多技术问题，只能在小范围内使用。考虑到自动抄表系统的稳定、可靠和经济运行等需要，结合公司内网资源，我们采用了RS485线和局域网进行数据传输方式，能源计量仪表终端可以按照预设的时间间隔，定时、主动发送能源消耗时相关数据给服务器终端，服务器再对记录的数据进行处理。
图1 组网后的系统结构
通过自动抄表管理系统，可以随时主动读取任何一块计量表的数值，便于人员后期查询；也可以自动生成日报、月报和图型曲线等，并能以Excel的格式导出报表。这些图、表具有直观、准确和高效的特点，可以发现生产制造过程中能源使用中存在的问题，有针对性地采取一些有效的管理和设备改善，能达到降低生产能耗的效果。
系统组成
1.确立计量点
根据各生产线及设备能源消耗重要性，确立电能计量点160个、气源计量点5个。每个电能计量点配备一只多功能电能表，只需向装置接入三相电流（电流互感器的二次侧）和电压信号，该表有电能的频率、电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数和电量等电能参数，可通过RS485数据接口传出。在每个气源计量点上配备一只流量演算器，该表也可通过RS485数据接口提供气源的压力、流量和当前用量指示参数。
2.建立数据采集分站点
每只计量仪表都设置一个唯一的地址号，根据所处位置（按相互间的距离确定）采用屏蔽双绞电缆将其中部分装置串联到RS485接口上，再接入到一个数据采集通信模块。同样的建立各个数据采集分站点，每个分站点可接入12只计量仪表。
3.组网
各采集分站建立后，在两个分厂分别采用屏蔽双绞电缆把各采集器串联到两个数据集中器RS485接口上，每个集中器都有一个对应的IP地址。数据集中器主要用于存贮一定量的各采集器的发送来的数据，并把这些数据通过公司内的局域网发送到上位服务器上，通过上位服务器计算机存贮和分析数据。
系统功能
1.实时采集数据
可以自由设置采集的时间周期，最小的系统支持的采集周期。可以随时查看任一表计的瞬时表值、累计量等信息，记录时间间隔内电能表的电能当前指数、电压、电流、功率因数和气源表的当前指数、压力、流量等数值和发生的时间，这些参数信息可以自动保存到数据库中，便于查询。
2.历史数据查询
可根据计量表、生产线、变压器及厂区不同等级方式查询到日、周、月或年的能源用量及相关参数。查询方式灵活，也可选择一定的时间段查询到计量表的能源用量及相关参数。
3.生成各种报表及打印
系统采集的能源数据，按照计量表、生产线、变压器及厂区不同等级需求，自动生成日报表、周报表、月报表和年报表并有报表打印功能，同时这些报表也能以Excel的格式导出。
根据电量计费方式的不同，自动生成电量的峰报表、平报表和谷报表，并计算出相应的费用和电量使用比例。
4.生成各种图形
系统可以自动生成电能的电流、电压、功率因数、用电量和气能的气压、流量和用气量等曲线或柱状图，并可以通过选择厂、生产线、变压器或计量表，在不同时段时生成能源消耗量对比图，根据需要选定时长内图形，能直观察看设备的运行参数。
5.异常数据的处理
数据异常（超限或突变）时，系统自动报警，并弹出相应的报警界面，显示异常数据值，报警点以不同的颜色显示。
现场应用
1.降低设备能源消耗
通过系统记录的数据及自动生成各种需要的报表，可以直观地显示出每天的能源消耗情况。根据设备生产的产量，可以很方便地计算出产品单耗。理论上该产品的每天单耗基本是一致的，如果出现某天或班次的能源消耗量与正常情况有差距，说明该天或班的生产用能不正常，参考设备运行电流曲线可以很直观地发现问题所在。
同时，在没有安排班次生产任务的时间段内，可以检测到设备的基础能耗情况，挖掘降低能源消耗潜能，找出节能改善的途径和措施。
2.合理配置变压器负荷率
根据系统记录变压器总计能表的电流、功率参数，掌握到变压器的负荷运行情况，分析出该变压器容量和负载的配置。对于一些负荷率低的同类变压器，通过变压器联络方式（由于以后扩产需要，不能更换变压器）提高部分变压器的负荷率和暂时停用部分变压器，从而减少了变压器自身损耗。
图2 用电电流波形界面
图3 单表周用电量对比界面
3.功率因数有效控制
功率因数的高低，直接反映出供电能源的利用率，该系统实时地记录了变压器的总功率因数和用电设备的功率因数。根据这些功率因数的记录图、表，直接查到用电设备功率因数实际情况和变压器功率电容自动补偿情况，如果出现功率因数低或不正常情况，采取相应的措施，从而得到及时解决。
结语
1.该自动抄表管理系统实时、准确地记录了设备的能源消耗情况，同时也增加了一些统计分析图和表，替代了人工统计数据繁琐工作，降低了人工劳动强度，提高了工作效率，保证了数据的真实性。
2.该系统的上位服务器在公司内的局域网上，可在不同办公地点设有不同层次的客户端。利用公司内网络通过密码进行数据查询。服务器及客户端的安装位置不受地点局限。
3.该系统具有方便快捷的扩展功能，增、删计量仪表、变压器站或新配置工厂，都可以在系统软件上直接配置生成。
4.该系统投资少、安全且可靠，在工厂应用方面，具有较强的推广价值。(end)
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(7/10/2009) |
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