工廠電能管理系統(tǒng)改造

蔣 毅

（桂林皮爾金頓安全玻璃有限公司，廣西桂林 541003）

0 引言

能源是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，為響應(yīng)國家電力需求側(cè)改革的號召，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，節(jié)能降耗是首要任務(wù)。為提升能源管理水平，滿足各部門數(shù)據(jù)需要，公司決定增加一套新的能源管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過互聯(lián)網(wǎng)與辦公電腦相連接，真正實現(xiàn)在辦公室遠(yuǎn)程管理及察看公司的用電情況。

1 公司電能管理現(xiàn)狀

公司配電室輸出的每一路用電均用機(jī)械電度表計量，目前統(tǒng)計方式是每月在固定的時間抄一次電表，通過減去上月同一時段的電表讀數(shù)，得出一個月的電能使用量。這種計量及統(tǒng)計方法，只能知道每個月的總量。但不清楚每一時段的用電量及負(fù)荷情況。這給能源成本分析帶來相當(dāng)?shù)穆闊?，不能很?zhǔn)確的找出能耗變化的真正原因。特別像汽車玻璃水平鋼化爐，耗電大，由于電耗與生產(chǎn)模式、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系，經(jīng)常出現(xiàn)某月每平方米電耗突然增高。由于整個月的品種多，產(chǎn)量大，僅僅靠每月一次的統(tǒng)計，無法了解整個能耗過程，只能粗略的分析相關(guān)原因。這種計量及統(tǒng)計方法很難滿足公司管理的要求。

2 電能管理系統(tǒng)的選型

通過網(wǎng)上查詢相關(guān)信息,了解到國內(nèi)外的一些公司已開發(fā)成熟的電能管理系統(tǒng)，如美國AB 公司、通用電氣公司，國內(nèi)的安科瑞、珠海派諾，經(jīng)綜合比較價格及各系統(tǒng)功能，最終選定珠海派諾公司的方案。

3 派諾電能智能管理系統(tǒng)方案

3.1 系統(tǒng)軟硬件配置

（1）能源管理服務(wù)器一臺PMAC3624。采用珠海派諾公司制造的PMAC3624 電能管理系統(tǒng)，產(chǎn)品是一款基于ARM9 平臺的嵌入式電力監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器。通過加載電能管理軟件功能，采用本產(chǎn)品可組建一個不超過128 臺單回路儀表的監(jiān)控系統(tǒng)。產(chǎn)品提供4 路的RS485 接口，可直接將儀表接入而無需額外的轉(zhuǎn)換器等中間設(shè)備。通過PMAC3624 的以太網(wǎng)口，可將設(shè)備直接連入以太網(wǎng)。用戶端無需安裝任何軟件，使用Google Chrome 瀏覽器（也支持IE8 或以上瀏覽器），鍵入對應(yīng)的IP 地址即可實現(xiàn)對設(shè)備的配置、線路狀態(tài)查詢、下載記錄等操作。電能智能系統(tǒng)硬件配置如圖1 所示。

（2）智能電表82 塊。采用珠海派諾科技股份有限公司生產(chǎn)的SPM93 三相多功能電子式電能表，該表采用微電子技術(shù)與進(jìn)口專用大規(guī)模集成電路，應(yīng)用數(shù)字采樣技術(shù)及SMT工藝等先進(jìn)技術(shù)，該表性能完全符合國家標(biāo)準(zhǔn)一級電能表的相關(guān)技術(shù)要求，可精確地測量額定頻率為50/60 Hz 交流有功功率，由LED 顯示總有功/無功電能、三相電壓、電流等參數(shù)；該類電表分為直接接入式（額定最大電流≤63 A）、經(jīng)互感器接入式兩種，有一路RS485 通信接口，符合MODBUS 通信協(xié)議。

圖1 派諾電能智能管理系統(tǒng)

3.2 系統(tǒng)的現(xiàn)場安裝及調(diào)試

（1）能源管理服務(wù)器的位置確定。公司占地50 畝，原電表的安裝分布在配電室及車間的各個地方，電表距離最遠(yuǎn)的有近250 m，考慮到電表與管理器的通信可靠性及距離不能太遠(yuǎn)，決定將能源服務(wù)器裝在車間中部，確保到所有電表的距離小于200 m。

（2）新老電表的更換及通信線路安裝。公司共有82 路計量，結(jié)合電表分布情況及能源服務(wù)器的硬件接口，將電表分四路接入；將配電室各路斷路器及刀開關(guān)斷開，將老電表卸下，在老電表的地方重新固定安裝新表，同時接入RS485 通信線，通信線必須配有PVC 線管，以防干擾信號，確保信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

（3）智能電表參數(shù)設(shè)置。智能電表要設(shè)置兩個關(guān)鍵的參數(shù)，每個電表的地址（1～82）、互感器變比。

3.3 能源管理系統(tǒng)相關(guān)圖表功能

實時數(shù)據(jù)監(jiān)控畫面如圖2 所示，電表配置如圖3 所示，電能表的數(shù)據(jù)如圖4 所示。

4 改造后系統(tǒng)優(yōu)越性

該系統(tǒng)自2019 年4 月投運(yùn)以來，運(yùn)行穩(wěn)定，在多方面顯示出其優(yōu)越性。

（1）每月的抄表工作不需到現(xiàn)場，只需在辦公電腦上運(yùn)行相應(yīng)軟件，就可讀出所有電表的數(shù)據(jù)，輕松便捷。

（2）電能測量采用電子式電表記量，此電表通過RS485 總線或Modbus 與計算機(jī)電路相連接，經(jīng)過計算機(jī)實時數(shù)據(jù)采集，經(jīng)相應(yīng)的軟件計算，輸出各種數(shù)據(jù)及圖線，如每一時刻的電流、電壓、電能，這樣就很直觀的了解電耗情況。

（3）智能系統(tǒng)存儲了大量的數(shù)據(jù)，非常方便管理者分析相關(guān)生產(chǎn)過程，并做出正確的節(jié)能改進(jìn)措施。

（4）生產(chǎn)部管理者可隨時查詢相關(guān)數(shù)據(jù)，監(jiān)控整個生產(chǎn)過程，由于有了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為能耗考核打下基礎(chǔ)。

（5）通過電流監(jiān)控，設(shè)備部工程師可隨時知道重點設(shè)備的運(yùn)行情況，以便急時采取相應(yīng)措施。

（6）此系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)非常方便財務(wù)部做能源成本分析以及物流部做能源數(shù)據(jù)統(tǒng)計。

（7）將能耗大的生產(chǎn)線的全部能耗，準(zhǔn)確的顯示在所要跟蹤的生產(chǎn)線上，做到每個班的人員能實時監(jiān)控可記錄該線的電耗，便于為下一步進(jìn)行每班的電耗考核做準(zhǔn)備。

圖2 實時數(shù)據(jù)監(jiān)控畫面

圖3 電表配置圖

圖4 電能表的數(shù)據(jù)

（8）進(jìn)行電耗的準(zhǔn)確反映和考核后，可以提高操作人員的操作技能和組織能力，使他們能在最低能耗下，生產(chǎn)出滿足工藝要求產(chǎn)品，降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。

（9）通過對全場耗電大的設(shè)備的能耗跟蹤、分析，就可以對比同行業(yè)其他工廠的能耗，及時對能耗高的設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)、改造和更換。

5 結(jié)束語

系統(tǒng)投資不大，但具備多種電能管理的功能，可推廣到各制造型企業(yè)的電能管理。