1項目概述

本方案針對金鑼集團(tuán)（半程）肉制品有限公司新建廠區(qū)和半程總廠駐地的電能管理系統(tǒng)。儀表分布情況如下：

新廠區(qū)共計電表236塊， 分別為：

新建屠宰1#配電室70塊；新建屠宰2#配電室56塊；新建屠宰3#配電室11塊；新建屠宰4#配電室9塊；新建屠宰5#配電室2塊；高溫六車間配電室41塊；高壓總配電室3塊；新屠宰倉庫1塊；新屠宰污水站配電室2塊；三餐廳2塊；高低溫六車間機(jī)房配電室23塊；低溫六配電室16塊；

半程總廠駐地共計電表452塊，其中437塊為間接表，15塊為100A直通表；

半程總廠駐外單位共計電表39塊，其中33塊為間接表，6塊為100A直通表，分別為：園藝場山莊配電室9塊；園藝場夏莊配電室1塊；沙汀養(yǎng)殖場2塊；金鑼花園箱變12塊；金鑼醫(yī)院配電室2塊；張莊水廠東配電室2塊；張莊水廠西配電室2塊；小閔莊泵站配電室2塊；沙汀泵站配電室2塊；東哨水廠配電室3塊；新河村泵站配電室2塊。

2用戶需求

電能管理系統(tǒng)軟件需要能實現(xiàn)新建廠區(qū)和半程總廠駐地以及駐外單位共計727臺儀表的集中抄表、圖形顯示和遠(yuǎn)程監(jiān)測功能，并提供日/月/年電能數(shù)據(jù)報表。[此次安裝工作需接入的設(shè)備僅限于東配電室電氣設(shè)備（高壓表1個，低壓表17個），其他區(qū)域的電表后期逐漸接入系統(tǒng)]

實現(xiàn)東配電室高低壓開關(guān)柜的開關(guān)量顯示及遠(yuǎn)程操作。（高壓開關(guān)2個，低壓智能斷路器7個）

將高、低壓開關(guān)柜節(jié)點(diǎn)無原測溫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)以及變壓器的溫度監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔芄芾硐到y(tǒng)并可實現(xiàn)顯示、查詢、報警等功能。（無源溫度顯示觸摸屏1個；收發(fā)器11個）

將低壓開關(guān)柜火災(zāi)報警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔芄芾硐到y(tǒng)并可實現(xiàn)顯示、查詢、報警等功能。（電氣火災(zāi)探測器4個，每個探測器接收4個出線回路的剩余電流及線路溫度數(shù)據(jù)）

開通APP功能，可手機(jī)查詢信息、數(shù)據(jù)及報警信息等。

2.1 遙測功能

1、10/0.4kV饋線回路三相（I、U、Kw、Kuar、Kwh、Kuarh、Hz、cos?)、THDu、THDi、2-31次各次諧波分量、RS485/Modbus、四象限電能、電壓不平衡度、電流不平衡度、極值（最大值、最小值）、平均值、最大需量、開關(guān)量等功能。

2、無源測溫點(diǎn)數(shù)據(jù)。

3、開關(guān)的開關(guān)量及狀態(tài)顯示。

4、電氣火災(zāi)報警探測數(shù)據(jù)。

2.2 軟件要求

系統(tǒng)功能包括：

1) 系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控：支持變配電系統(tǒng)一次圖顯示模式，實時采集顯示高低壓回路的電流、電壓、功率、功率因素、諧波等電量參數(shù)；具備各種顯示顏色區(qū)分分合閘狀態(tài)顯示并提供聲光報警提示。

2) 遠(yuǎn)程控制及參數(shù)設(shè)置；可對回路實現(xiàn)遠(yuǎn)程分合閘控制，保護(hù)投退設(shè)定，報警保護(hù)參數(shù)調(diào)整；并對報警或跳閘回路進(jìn)行事件分析和故障錄波數(shù)據(jù)分析，查找報警或跳閘原因，為操作者提供各類報警故障顯示，并提示系統(tǒng)潛在的故障隱患報告。

3) 趨勢曲線分析：實時連續(xù)監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，如用電功率負(fù)荷、故障發(fā)生瞬間的波形鋪?zhàn)降龋瑸橛脩魟討B(tài)分析各類數(shù)據(jù)的歷史變化狀況

4) 事件順序記錄集查詢：實時監(jiān)視各回路的報警狀態(tài)、跳閘狀態(tài)、開關(guān)變位狀態(tài)等各種狀態(tài)事件信息，對報警、跳閘監(jiān)測事件發(fā)出明顯聲光報警，并記錄系統(tǒng)所發(fā)生的所有事件。

5) 系統(tǒng)可生成各種運(yùn)行統(tǒng)計動態(tài)圖像系統(tǒng)，如電壓棒圖、餅圖、相角圖，可圖形化分析各類電網(wǎng)參數(shù)的實時變化（如不平衡度、相位角等）；可對影響系統(tǒng)負(fù)荷正常運(yùn)行的敏感性電力參數(shù)設(shè)置報警和跳閘限值，提前發(fā)出警報或自動發(fā)送跳閘輸出控制，確保系統(tǒng)的可靠性。

6) 實時數(shù)據(jù)報表系統(tǒng)：為運(yùn)行系統(tǒng)提供統(tǒng)一表格模式的數(shù)據(jù)和狀態(tài)實時顯示，可實時對各回路進(jìn)行動態(tài)比較和監(jiān)視，實時報表支持EXCEL格式導(dǎo)出數(shù)據(jù)。

7) 歷史數(shù)據(jù)報表查詢：提供各類歷史數(shù)據(jù)報表查詢，如日報表、月報表、季報表、年報表等，對如電流、電壓、功率負(fù)荷、電能計量等各類歷史數(shù)據(jù)查詢，生成各類統(tǒng)計數(shù)據(jù)，為用戶計量統(tǒng)計、內(nèi)耗分析等需求提供數(shù)據(jù)支持。

8) 第三方設(shè)備接入：系統(tǒng)支持各類串口、以太網(wǎng)總線的通訊規(guī)約，可對非標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約進(jìn)行底層開發(fā)設(shè)計，方便設(shè)備的接入、集成，如各廠家的微機(jī)保護(hù)裝置、直流屏控制器、變壓器溫控儀、智能模擬屏等，實現(xiàn)集中統(tǒng)一的監(jiān)控。

9) 支持手機(jī)監(jiān)測、查詢功能。

3方案設(shè)計

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

電能管理系統(tǒng)基于以場內(nèi)局域網(wǎng)和以串行通信為現(xiàn)場智能設(shè)備通信方式為主的RS485現(xiàn)場總線相結(jié)合的上下級分層結(jié)構(gòu)，分為三級結(jié)構(gòu)：

第一級：監(jiān)控管理層，即在值班室設(shè)置的能源管理系統(tǒng)，配置工作站和管理軟件，工作站主要完成對配電室的電能集抄和界面顯示功能。

同時配置Acrel-5000能耗管理系統(tǒng)，采用B/S架構(gòu)，支持多平臺、多終端網(wǎng)絡(luò)訪問。

第二級：通信網(wǎng)絡(luò)層。本工程各配電室和值班室之間的通訊采用廠內(nèi)局域網(wǎng)實現(xiàn)電能管理的通信功能。

配電室智能設(shè)備采集的數(shù)據(jù)信息通過通訊管理機(jī)采集并整理分析，通過局域網(wǎng)上傳至電能管理工作站，駐外單位通過無線方式采集電能數(shù)據(jù)并上傳系統(tǒng)。

第三級：現(xiàn)場設(shè)備層。包括安裝在現(xiàn)場的多功能儀表，漏電電流和溫度采集儀表、無線測溫單元等設(shè)備，用于采集現(xiàn)場電氣和溫度等參數(shù)。

系統(tǒng)使用高可靠性工業(yè)控制計算機(jī)及軟、硬件系統(tǒng)，高性能的現(xiàn)場總線技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，整個系統(tǒng)運(yùn)行安全、穩(wěn)定可靠、使用維護(hù)方便。

監(jiān)控主站包含監(jiān)控計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、打印機(jī)、UPS、以及Acrel-3000電能管理軟件及Acrel-5000能耗管理軟件，作為配電監(jiān)控、運(yùn)行及專業(yè)人員的人機(jī)交互窗口，以圖形顯示、報表打印、音響報警等各種方式對系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行實時監(jiān)視，完成遠(yuǎn)程抄表功能；現(xiàn)場控制層多功能電力儀表對相關(guān)一次設(shè)備進(jìn)行測量和控制，對采集的信息進(jìn)行處理上送，同時通過能耗管理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和對比分析，并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訪問。

監(jiān)控計算機(jī)從通訊管理機(jī)提取數(shù)據(jù)，并且以各種圖形和數(shù)據(jù)的方式顯示在顯示器上，供操作人員運(yùn)行和控制的人機(jī)界面。

半程總廠和新建廠區(qū)內(nèi)配電室設(shè)備通過廠內(nèi)局域網(wǎng)和后臺主機(jī)通信，局域網(wǎng)需要給每臺數(shù)據(jù)采集器分配局域網(wǎng)IP地址，并且保證在一個網(wǎng)段內(nèi)。

駐外單位如果沒有局域網(wǎng)，可采用GPRS無線通訊方式，后臺主機(jī)需要具有固定IP地址的互聯(lián)網(wǎng)接入，并分配端口號。

3.2 現(xiàn)場控制層設(shè)備

終端設(shè)備層設(shè)備主要是配電室多功能電力儀表，廠區(qū)。

配電室設(shè)備數(shù)量如下表：

新建廠區(qū)

注：系統(tǒng)接入現(xiàn)場已安裝和需要改造更換的多功能儀表，第三方設(shè)備需具備MODBUS-RTU通訊協(xié)議。

半程總廠

駐外單位

3.3通訊網(wǎng)絡(luò)層

新建廠區(qū)共12個儀表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，其中7個點(diǎn)儀表數(shù)量在10只以下；

半程總廠駐地共42個儀表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，其中29個點(diǎn)儀表數(shù)量在10只以下。

由于廠區(qū)面積比較大，儀表安裝比較分散，如果鋪設(shè)通訊線施工量會比較大，通訊采用廠區(qū)局域網(wǎng)通信，駐外單位如果沒有局域網(wǎng)可采用GPRS通信。通過局域網(wǎng)通信，每臺數(shù)據(jù)采集器都需要廠區(qū)網(wǎng)絡(luò)部門配IP地址。

GPRS DTU設(shè)備需要配置SIM卡，每月費(fèi)用約為20元/卡/月。

數(shù)據(jù)采集器配置如下：

數(shù)據(jù)采集器采用安科瑞電氣股份有限公司ANet-4E10和ANet-2E4，向上與監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行通信，向下與現(xiàn)場子網(wǎng)各終端設(shè)備進(jìn)行通信，完成終端設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)，實現(xiàn)遙測、遙信、遙控等功能；同時起到協(xié)議規(guī)約轉(zhuǎn)換作用。 數(shù)據(jù)采集器可實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場多種設(shè)備的數(shù)據(jù)接入和轉(zhuǎn)發(fā)推送功能, 具備4路串口/10路串口, 每路端口均可做為采集或者轉(zhuǎn)發(fā)通道，靈活配置實現(xiàn)多點(diǎn)采集轉(zhuǎn)發(fā)。具備全新的遠(yuǎn)程協(xié)助能力，可隨時隨地將千里之外的現(xiàn)場設(shè)備虛擬到您身邊，實現(xiàn)設(shè)備診斷維護(hù)，極大地降低了傳統(tǒng)模式所帶來的維護(hù)管理成本。

l 內(nèi)置的時序調(diào)度應(yīng)用能夠基于日期、天、每天的時間實現(xiàn)本地控制；

l 計量數(shù)據(jù)內(nèi)部緩存，防止網(wǎng)絡(luò)或中心設(shè)備故障造成的數(shù)據(jù)丟失；

l 提供時鐘功能；

l 支持雙絞線通信；

l 執(zhí)行現(xiàn)場總線至以太網(wǎng)路由功能；

l 將現(xiàn)場監(jiān)控模塊連接至以太網(wǎng)；

l 能夠自動檢測10/100Mbps Ethernet 網(wǎng)絡(luò)；

l 2/4個自適應(yīng) 10/100 Mbps 以太網(wǎng)RJ45接口，4/10個RS485口；

l 支持TCP Server，TCP client，UDP，和驅(qū)動程序模式；

核心設(shè)計理念

n 平臺化設(shè)計思想

數(shù)據(jù)采集器核心平臺是一套針對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理的“操作系統(tǒng)"。

數(shù)據(jù)采集器將設(shè)備通訊封裝成了驅(qū)動程序，將采集、轉(zhuǎn)發(fā)等封裝成了各種“操作系統(tǒng)"服務(wù)。。

n 標(biāo)準(zhǔn)化兼容能力

數(shù)據(jù)采集器作為第三方上層軟件系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)支撐平臺，開發(fā)了多種標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)服務(wù)協(xié)議，比如OPCServer、BACNet、DNP3.0、IEC101/102/103/104等等，以及大多數(shù)實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的專用對接模塊。

n 江蘇省住建廳能耗認(rèn)證

數(shù)據(jù)采集器通過江蘇省住建廳能耗采集器推廣證，并可以和江蘇省能耗管理平臺以及各市級平臺對接。 

5.4監(jiān)控管理層設(shè)備

監(jiān)控管理層負(fù)責(zé)完成對整個監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、處理、顯示和監(jiān)視功能，并在滿足權(quán)限和邏輯時，對相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行控制，還為運(yùn)行人員提供各種控制管理功能，并提供多種外部系統(tǒng)接入接口。監(jiān)控計算機(jī)是監(jiān)控系統(tǒng)的主要人機(jī)界面，用于圖形及報表顯示、事件記錄及報警狀態(tài)顯示和查詢，設(shè)備狀態(tài)和參數(shù)的查詢，操作控制命令的解釋和下達(dá)等。通過監(jiān)控計算機(jī)，在允許的權(quán)限下實現(xiàn)對變電站生產(chǎn)運(yùn)行設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)視和操作控制，監(jiān)控計算機(jī)通過鼠標(biāo)能實現(xiàn)常規(guī)主控制屏的全部功能。

后臺監(jiān)控系統(tǒng)的計算機(jī)采用高性能工控機(jī)，同時配置大屏幕彩色液晶顯示器，提供良好的人機(jī)界面。后臺音響設(shè)備可提供語音報警，打印機(jī)可以記錄系統(tǒng)信息，并可召喚或者定時打印數(shù)據(jù)報表。

監(jiān)控計算機(jī)采用高性能的研華工控機(jī)，采用I5-2400芯片組，4G內(nèi)存，1TB硬盤，可以隨時把系統(tǒng)數(shù)據(jù)刻盤存放，適應(yīng)長期不間斷運(yùn)行。

計算機(jī)配置22寸液晶顯示器，可以顯示豐富的人機(jī)界面，便于監(jiān)視和操作。

監(jiān)控系統(tǒng)以 Windows XP為操作系統(tǒng)平臺，提供美觀、友好、安全、方便的人機(jī)界面。實時動態(tài)顯示潮流數(shù)據(jù)；運(yùn)用聲、光、色、動畫等多種手段實現(xiàn)告警提示；遙控、遙調(diào)和順控等操作界面符合電廠運(yùn)行規(guī)程和操作習(xí)慣。提供各種數(shù)據(jù)的錄入和查詢功能。在線驗證操作員的操作權(quán)限及身份，并存儲操作的結(jié)果。