1項目概述

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

新廠區共計電表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；沙汀養殖場2塊；金鑼花園箱變12塊；金鑼醫院配電室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

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

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

將高、低壓開關柜節點無原測溫系統的數據以及變壓器的溫度監控數據傳輸到電能管理系統并可實現顯示、查詢、報警等功能。（無源溫度顯示觸摸屏1個；收發器11個）

將低壓開關柜火災報警系統的數據傳輸到電能管理系統并可實現顯示、查詢、報警等功能。（電氣火災探測器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據）

開通APP功能，可手機查詢信息、數據及報警信息等。

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、開關量等功能。

2、無源測溫點數據。

3、開關的開關量及狀態顯示。

4、電氣火災報警探測數據。

2.2 軟件要求

系統功能包括：

1) 系統運行監控：支持變配電系統一次圖顯示模式，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；具備各種顯示顏色區分分合閘狀態顯示并提供聲光報警提示。

2) 遠程控制及參數設置；可對回路實現遠程分合閘控制，保護投退設定，報警保護參數調整；并對報警或跳閘回路進行事件分析和故障錄波數據分析，查找報警或跳閘原因，為操作者提供各類報警故障顯示，并提示系統潛在的故障隱患報告。

3) 趨勢曲線分析：實時連續監測設備的運行參數，如用電功率負荷、故障發生瞬間的波形鋪捉等，為用戶動態分析各類數據的歷史變化狀況

4) 事件順序記錄集查詢：實時監視各回路的報警狀態、跳閘狀態、開關變位狀態等各種狀態事件信息，對報警、跳閘監測事件發出明顯聲光報警，并記錄系統所發生的所有事件。

5) 系統可生成各種運行統計動態圖像系統，如電壓棒圖、餅圖、相角圖，可圖形化分析各類電網參數的實時變化（如不平衡度、相位角等）；可對影響系統負荷正常運行的敏感性電力參數設置報警和跳閘限值，提前發出警報或自動發送跳閘輸出控制，確保系統的可靠性。

6) 實時數據報表系統：為運行系統提供統一表格模式的數據和狀態實時顯示，可實時對各回路進行動態比較和監視，實時報表支持EXCEL格式導出數據。

7) 歷史數據報表查詢：提供各類歷史數據報表查詢，如日報表、月報表、季報表、年報表等，對如電流、電壓、功率負荷、電能計量等各類歷史數據查詢，生成各類統計數據，為用戶計量統計、內耗分析等需求提供數據支持。

8) 第三方設備接入：系統支持各類串口、以太網總線的通訊規約，可對非標準規約進行底層開發設計，方便設備的接入、集成，如各廠家的微機保護裝置、直流屏控制器、變壓器溫控儀、智能模擬屏等，實現集中統一的監控。

9) 支持手機監測、查詢功能。

3方案設計

3.1 系統結構

電能管理系統基于以場內局域網和以串行通信為現場智能設備通信方式為主的RS485現場總線相結合的上下級分層結構，分為三級結構：

第一級：監控管理層，即在值班室設置的能源管理系統，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，采用B/S架構，支持多平臺、多終端網絡訪問。

第二級：通信網絡層。本工程各配電室和值班室之間的通訊采用廠內局域網實現電能管理的通信功能。

配電室智能設備采集的數據信息通過通訊管理機采集并整理分析，通過局域網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據并上傳系統。

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

系統使用高可靠性工業控制計算機及軟、硬件系統，高性能的現場總線技術及網絡通信技術，整個系統運行安全、穩定可靠、使用維護方便。

監控主站包含監控計算機、網絡交換機、打印機、UPS、以及Acrel-3000電能管理軟件及Acrel-5000能耗管理軟件，作為配電監控、運行及專業人員的人機交互窗口，以圖形顯示、報表打印、音響報警等各種方式對系統運行狀況進行實時監視，完成遠程抄表功能；現場控制層多功能電力儀表對相關一次設備進行測量和控制，對采集的信息進行處理上送，同時通過能耗管理軟件進行數據統計和對比分析，并進行網絡訪問。

監控計算機從通訊管理機提取數據，并且以各種圖形和數據的方式顯示在顯示器上，供操作人員運行和控制的人機界面。

半程總廠和新建廠區內配電室設備通過廠內局域網和后臺主機通信，局域網需要給每臺數據采集器分配局域網IP地址，并且保證在一個網段內。

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

3.2 現場控制層設備

終端設備層設備主要是配電室多功能電力儀表，廠區。

配電室設備數量如下表：

新建廠區

注：系統接入現場已安裝和需要改造更換的多功能儀表，第三方設備需具備MODBUS-RTU通訊協議。

半程總廠

駐外單位

3.3通訊網絡層

新建廠區共12個儀表數據采集點，其中7個點儀表數量在10只以下；

半程總廠駐地共42個儀表數據采集點，其中29個點儀表數量在10只以下。

由于廠區面積比較大，儀表安裝比較分散，如果鋪設通訊線施工量會比較大，通訊采用廠區局域網通信，駐外單位如果沒有局域網可采用GPRS通信。通過局域網通信，每臺數據采集器都需要廠區網絡部門配IP地址。

GPRS DTU設備需要配置SIM卡，每月費用約為20元/卡/月。

數據采集器配置如下：

數據采集器采用安科瑞電氣股份有限公司ANet-4E10和ANet-2E4，向上與監控主機進行通信，向下與現場子網各終端設備進行通信，完成終端設備的數據采集、存儲和轉發，實現遙測、遙信、遙控等功能；同時起到協議規約轉換作用。 數據采集器可實現工業現場多種設備的數據接入和轉發推送功能, 具備4路串口/10路串口, 每路端口均可做為采集或者轉發通道，靈活配置實現多點采集轉發。具備全新的遠程協助能力，可隨時隨地將千里之外的現場設備虛擬到您身邊，實現設備診斷維護，極大地降低了傳統模式所帶來的維護管理成本。

l 內置的時序調度應用能夠基于日期、天、每天的時間實現本地控制；

l 計量數據內部緩存，防止網絡或中心設備故障造成的數據丟失；

l 提供時鐘功能；

l 支持雙絞線通信；

l 執行現場總線至以太網路由功能；

l 將現場監控模塊連接至以太網；

l 能夠自動檢測10/100Mbps Ethernet 網絡；

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

l 支持TCP Server，TCP client，UDP，和驅動程序模式；

核心設計理念

n 平臺化設計思想

數據采集器核心平臺是一套針對業務數據處理的“操作系統"。

數據采集器將設備通訊封裝成了驅動程序，將采集、轉發等封裝成了各種“操作系統"服務。。

n 標準化兼容能力

數據采集器作為第三方上層軟件系統的業務數據支撐平臺，開發了多種標準化數據服務協議，比如OPCServer、BACNet、DNP3.0、IEC101/102/103/104等等，以及大多數實時數據庫系統的專用對接模塊。

n 江蘇省住建廳能耗認證

數據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監控管理層設備

監控管理層負責完成對整個監控系統的數據采集、處理、顯示和監視功能，并在滿足權限和邏輯時，對相應的設備進行控制，還為運行人員提供各種控制管理功能，并提供多種外部系統接入接口。監控計算機是監控系統的主要人機界面，用于圖形及報表顯示、事件記錄及報警狀態顯示和查詢，設備狀態和參數的查詢，操作控制命令的解釋和下達等。通過監控計算機，在允許的權限下實現對變電站生產運行設備的運行監視和操作控制，監控計算機通過鼠標能實現常規主控制屏的全部功能。

后臺監控系統的計算機采用高性能工控機，同時配置大屏幕彩色液晶顯示器，提供良好的人機界面。后臺音響設備可提供語音報警，打印機可以記錄系統信息，并可召喚或者定時打印數據報表。

監控計算機采用高性能的研華工控機，采用I5-2400芯片組，4G內存，1TB硬盤，可以隨時把系統數據刻盤存放，適應長期不間斷運行。

計算機配置22寸液晶顯示器，可以顯示豐富的人機界面，便于監視和操作。

監控系統以 Windows XP為操作系統平臺，提供美觀、友好、安全、方便的人機界面。實時動態顯示潮流數據；運用聲、光、色、動畫等多種手段實現告警提示；遙控、遙調和順控等操作界面符合電廠運行規程和操作習慣。提供各種數據的錄入和查詢功能。在線驗證操作員的操作權限及身份，并存儲操作的結果。