企业用电设备能效监测信息系统的设计与实现.pdfVIP

务l 訇 似 企业用电设备能效监测信息系统的设计与实现 Design and implement of an energY efficiency inform ation system for current-using equipment in enterprise 韩 朝’，张东宁’，吴彦文’，程康婴 ，张红兵 HAN Chao‘，ZHANG Dong-ning ，W U Yan-wen ’，CHENG Kang-ying ，ZHANG Hong-bing (1．昆明电器科学研究所，昆明650221：2．沈机集团昆明机床股份有限公司，昆明650203) 摘 要：针对企业用电设备的工作运行状况，设计实现了企业用电设备能效监测信息系统。系统采用 无线通信方式进行远程数据采集，实时监测用电设备的运行工况和能源消耗过程，并对各特 性参数和能耗数据进行分析和计算，测算出企业用电设备能效及耗能过程中各环节的节能潜 力，为企业的节能工作提供科学有效的途径。 关键词：远程监控；用电设备；能效管理；无线通信 中圈分类号：TP29 文献标识码：B 文童编号：1 009-01 34(201 3)o7(上)-oi44-04 Doi：10．3969／J．issn．1009-01 34．201 3．07(．E)．43 0 引言 目前许多企业是通过人工统计的方式了解自 身的用电情况，而人工统计方式无法对生产过程 中详细的能源消耗状况进行测量，由于检测仪表 和人工方式的局限，只能进行长周期、分时分段 的点检方式测量，这样，在统计配用电设备的运 行过程中能耗分布上就存在很多疏漏。以至无法 做出准确有价值的能效分析评估。 针对企业对自身配用电设备能效监测的不同 要求，采用无线网络技术及嵌入式技术是一种切 实有效的方式。在企业车间等复杂的生产环境中 无需布设通信线路，将远程监测终端安装在企业 的配用电设备上，通过无线网络通信便可实现企 业用电设备在运行过程中大量分散的电量数据上 传，实现用电设备能耗的信息化可视化。监测主 站通过无线通信接收企业用电设备的运行数据， 经过相关的计算和分析，在线诊断用电设备运行 过程中的能耗信息，发现能源消耗过程和结构中 存在的问题。对电压、电流、频率、功率因数以 及谐波等电量参数的异常信息进行存储、统计和 报警，综合评估 出企业配用电设备的能效状况， 从而指导企业合理安排分配负荷消耗，提高企业 配用电设备的运行效率 ，优化生产计划降低能 耗。企业配用电设备能效评估一方面采用企业、 车间、设备逐级监测，另一方面采取只监测主要 耗能设备，譬如车间中耗能75％以上的主要耗能 设备，降低系统的实现难度，提高系统的可操作 性。 采用无线通信能效监测系统可以在不改变现 场环境不影响生产的前提下，通过对企业主变侧 的测量、配电房的支路测量以及主要用电设备侧 的测量，利用系统实时监控的优势，根据长期积 累的历史数据库进行分析和挖掘，详细了解企业 的负荷分布状况与主要的耗能环节，进而测算每 个配用电节点的节能潜力，为企业实施节能提供 科学有效的依据。 1 系统总体设计 整个系统从结构上分为三个层次，现场数据 采集层，数据通信层、数据分析和数据管理层。 现场数据采集层主要针对车间级的重要能耗设 备，每台设备配置一个远程数据采集终端。数据 通信层负责远程数据采集终端与前置机的数据通 信以及前置机访问数据库的通信工作，数据通信 网络的各节点设备采用研华EKI工业无线模块构 成，在设备集中的区域建立接入点并将无线模块 设置成主站，数据采集终端侧的无线模块设置成 从站。前置机作为服务器端打开端口监听，数据 通信终端与服务器端建立套接字后上传实时采集 的电量数据。 各区域间采用AP通信方式，根据现场的具体 情况，选择不同规格的外接天线。考虑到不少企 业已具有一定程度的计算机网络通信线路，数据 收稿日期：2013-04-02 基盒项目：云南省科技计划项目 (2011CF001) 作者简介：韩朝 (1962一)，男，高级工程师，本科，研究方向为企业管控一体化信息系统和无线网络通信技术。 [1441 第35卷 第7期 2013—07(上) 学兔兔 务1 匐 似 通信层实际应用的传输介质是多种方式的，无线 通信主要针对短距离的数据传输，长距离的数据 传输依靠企业主干网络来实现。 数据服务器 应用工作站 V V V I： V V 占 堕墨 占 占 皂塑 一 ⋯ ⋯ ⋯ 一 ⋯ ⋯ 一 一 ⋯ ⋯ 一 ⋯ ⋯ 一 一 ， 图1 系统总体设计结构图 数据分析和数据管理层的工作由监控中心系 统完成，主要是根据现场采集的各项参数进行在 线分析以及数据管理，对重要耗能设备设置耗能 强度和耗能总量的超限预警， 可通过采集到的电 能数据在线进行用电负荷结构