當(dāng)前位置: 首頁(yè) » 資訊 » 電工電氣 » 正文

基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的設(shè)備電能監(jiān)控系統(tǒng)的具體應(yīng)用

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2024-02-29 14:28:40  瀏覽次數(shù):97
核心提示:1.1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)1.2 基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)平臺(tái)架構(gòu)IaaS層是虛擬化的計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施資源可以通過(guò) OpenStack、VMware 等軟件自行搭建,或者選用華為云、阿里云等商業(yè)云搭建。SaaS層為微服

1 架構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架如圖1所示,由設(shè)備監(jiān)控網(wǎng)、車(chē)間局域網(wǎng)、企業(yè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)組成。設(shè)備監(jiān)控網(wǎng)主要負(fù)責(zé)設(shè)備層級(jí)聯(lián)網(wǎng),是指現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)、Loral/WiFi/5G等設(shè)備層級(jí)局域網(wǎng);車(chē)間局域網(wǎng)一般是以太網(wǎng)、光纖通信網(wǎng)或5G專(zhuān)網(wǎng)構(gòu)建的車(chē)間級(jí)的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò);企業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)是為企業(yè)生產(chǎn)與辦公設(shè)計(jì)的以太網(wǎng)或光纖通信網(wǎng)。

在*點(diǎn)高耗能設(shè)備上安裝智能電表,在車(chē)間或產(chǎn)線側(cè)部署數(shù)據(jù)采集終端,采集電表中的電能參數(shù)并發(fā)送至云端,云平臺(tái)接收設(shè)備電能數(shù)據(jù)后,進(jìn)行處理、存儲(chǔ)與展示分析。

1.2 基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)平臺(tái)架構(gòu)

基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計(jì)理念17-201設(shè)計(jì)的電能監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)架構(gòu)如圖2所示,分別由邊緣層、基礎(chǔ)設(shè)施層(IaaS)、工業(yè)平臺(tái)層(PaaS)、工業(yè)應(yīng)用層 (SaaS) 及工業(yè)安全防護(hù)模塊組成。

邊緣層面向工廠設(shè)備、傳感器接入與數(shù)據(jù)采集而設(shè)計(jì),在能源監(jiān)控管理系統(tǒng)中,主要負(fù)責(zé)接入各類(lèi)能源消耗相關(guān)傳感器和儀表并采集數(shù)據(jù)。

IaaS層是虛擬化的計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施資源可以通過(guò) OpenStack、VMware 等軟件自行搭建,或者選用華為云、阿里云等商業(yè)云搭建。

PaaS層主要包含中間件、通用PaaS平臺(tái)、工業(yè)建模和數(shù)據(jù)分析、應(yīng)用開(kāi)發(fā)、工業(yè)微服務(wù)庫(kù)等模塊。其中中間件提供電表接入、數(shù)據(jù)接收、預(yù)處理及存儲(chǔ)服務(wù)通用PaaS平臺(tái)模塊提供基礎(chǔ)資源的管理與運(yùn)維能力;工業(yè)建模和數(shù)據(jù)分析模塊提供電能模型、設(shè)備建模、工廠建模等的建模與分析能力;應(yīng)用開(kāi)發(fā)與工業(yè)微服務(wù)庫(kù)模塊提供平臺(tái)工具支撐系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、運(yùn)行與管理。

SaaS層為微服務(wù)化部署的設(shè)備電能監(jiān)測(cè)、產(chǎn)線電能監(jiān)控、能耗預(yù)警、電能統(tǒng)計(jì)分析、電能對(duì)比分析、能耗優(yōu)化分析等應(yīng)用,支撐工廠電能全要素、多維度的監(jiān)控實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的分析改善,助力電能管理優(yōu)化。

2 電能監(jiān)測(cè)

2.1 電能監(jiān)測(cè)點(diǎn)

工廠中用電消耗關(guān)注點(diǎn)主要為高能耗的設(shè)備、產(chǎn)線車(chē)間,通用輔助設(shè)備、設(shè)施及工廠等。首先需對(duì)工廠全域進(jìn)行電能監(jiān)測(cè)點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)。某工廠電能監(jiān)測(cè)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)示例如表1所示。

2.2 智能電表選擇

工廠設(shè)備常用380 V三相電,考慮設(shè)備電能監(jiān)測(cè)需要高精度、高質(zhì)量、安全可靠和經(jīng)濟(jì)實(shí)惠,且外形緊湊具備通信接口,易于安裝的需求,本文選擇安科瑞三相電能表ACR230ELH/ACR330ELH進(jìn)行設(shè)備的電能監(jiān)測(cè)它是針對(duì)電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公共設(shè)施等的電能監(jiān)控需求而設(shè)計(jì)的,符合 Class 0.5S/Class 1精度標(biāo)準(zhǔn),具有三相交流有功功率、無(wú)功功率和視在功率測(cè)量與顯示具有 RS485 通信接口(Modbus RTU協(xié)議),可用于供電質(zhì)量的綜合監(jiān)控診斷以及電能管理。

2.3 電能數(shù)據(jù)采集

首先,通過(guò)串口服務(wù)器USR-N580-H7 連接智能電表,實(shí)現(xiàn)RS485-以太網(wǎng)接口轉(zhuǎn)換,將電表接入設(shè)備監(jiān)控網(wǎng)中。然后,采用工業(yè)網(wǎng)關(guān)、SCADA或數(shù)據(jù)采集軟件實(shí)現(xiàn)電表參數(shù)的采集。由于電表的通信協(xié)議為 ModbusRTU,其協(xié)議棧簡(jiǎn)單,考慮低成本、自主可控因素,本文利用自行開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)采集平臺(tái),進(jìn)行設(shè)備的電能采集。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

電能監(jiān)控系統(tǒng)的功能框圖如圖3所示。系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與處理、系統(tǒng)建模、數(shù)據(jù)展示與分析、能耗預(yù)警、權(quán)限控制等功能.

(1) 數(shù)據(jù)采集與處理。在各用電計(jì)量節(jié)點(diǎn)及重要耗電設(shè)備的配電柜荃癌傲憊斑艾挨卑啊奔耙豹愛(ài)豹拆斃滁胺班苞襖奔榜苞堡報(bào)內(nèi)安裝智能電表,進(jìn)行電能參數(shù)的監(jiān)測(cè),利用邊緣側(cè)的數(shù)據(jù)采集平臺(tái)把電能參數(shù)發(fā)送到云端,云端中間件接收電能參數(shù)數(shù)據(jù),進(jìn)行數(shù)據(jù)的解析、處理與存儲(chǔ)。

(2)系統(tǒng)建模。系統(tǒng)建模包括工廠建模和設(shè)備建模工廠建模是指根據(jù)實(shí)施規(guī)劃,進(jìn)行工廠的實(shí)體建模,配置好工序、車(chē)間、工廠、基地、集團(tuán)等關(guān)系,并按照管理要求構(gòu)建用電成本中心;設(shè)備建模是指創(chuàng)建設(shè)備類(lèi)型設(shè)備屬性、設(shè)備配置,并實(shí)例化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備,包括:智能儀表、車(chē)間配電柜、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。

(3) 數(shù)據(jù)展示與分析。能源圖表以所建模型為原型將相關(guān)點(diǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)及實(shí)時(shí)電能參數(shù)在模型上打點(diǎn),顯示實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)值和電能流向,并以顏色差異提供初步狀態(tài)提示,能按產(chǎn)線、按區(qū)域、按設(shè)備類(lèi)型、按時(shí)段展示與分析,查詢(xún)?cè)O(shè)備的實(shí)時(shí)電能參數(shù)與狀態(tài)、歷史數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)曲線,生成分析報(bào)表等。

(4)能耗預(yù)警。設(shè)置系統(tǒng)中的報(bào)警類(lèi)型以及報(bào)警之后對(duì)應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。當(dāng)設(shè)備發(fā)生能耗異常報(bào)警,以短信微信、郵件、頁(yè)面消息等方式通知到對(duì)應(yīng)的責(zé)任人。

(5) 權(quán)限控制。主要是部門(mén)、角色、用戶、菜單的系統(tǒng)賬號(hào)及賬號(hào)的權(quán)限管理。

3.2 系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)

(1)設(shè)備電能監(jiān)控界面

系統(tǒng)通過(guò)監(jiān)控界面進(jìn)行數(shù)據(jù)展示與分析,設(shè)備電能監(jiān)控界面如圖4所示,主要實(shí)現(xiàn)設(shè)備、產(chǎn)線、車(chē)間的電能參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控與展示。

(2)設(shè)備電能統(tǒng)計(jì)及趨勢(shì)分析界面

以一臺(tái) (套)機(jī)器的能耗作為分析對(duì)象,依據(jù)機(jī)器的性能及技術(shù)參數(shù),結(jié)合生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù),對(duì)機(jī)器的電能數(shù)據(jù)建模計(jì)算分析,以可視化的圖表,展示機(jī)器的性能及生產(chǎn)運(yùn)行是否經(jīng)濟(jì)、高效,生成計(jì)劃、維護(hù)、維修建議,讓機(jī)器保持高效運(yùn)行。設(shè)備電能統(tǒng)計(jì)及趨勢(shì)分析界面如圖5所示。

(3)廠區(qū)/車(chē)間/產(chǎn)線能耗對(duì)比分析界面

系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)以時(shí)間為維度,查詢(xún)與展示生產(chǎn)和非生產(chǎn)時(shí)段的設(shè)備、產(chǎn)線、車(chē)間的耗能情況以及趨勢(shì),能夠進(jìn)行電能數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計(jì),可以展開(kāi)廠區(qū)、車(chē)間、產(chǎn)線能耗同比、環(huán)比、量化對(duì)比分析。廠區(qū)、車(chē)間、產(chǎn)線能耗對(duì)比分析界面如圖6所示。

通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析,整體把握工廠能耗情況,并與上一周、月或年的數(shù)據(jù)做橫向?qū)Ρ?,可結(jié)合產(chǎn)量,將能耗預(yù)分配到一個(gè)單位的產(chǎn)品耗能上。在此基礎(chǔ)上細(xì)分,可下分到產(chǎn)線、班組、工位等。以此可分析出企業(yè)整體耗能情況,*點(diǎn)耗能區(qū)域,做總體量化自身趨勢(shì)分析。根據(jù)不同的方式和算法進(jìn)行分析處理,挖掘出其中的某種規(guī)律并給出節(jié)能優(yōu)化建議,提供給管理人員作為參考決策實(shí)現(xiàn)工廠電能的優(yōu)化管理。

4系統(tǒng)實(shí)施

4.1智能電表安裝部署

在某工廠現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際設(shè)備的控制柜中安裝電流互感器與智能電表。通過(guò)安裝電流互感器感應(yīng)回路中電流的大小,智能電表與電流互感器連接,進(jìn)行回路電流、電壓、功率、電耗等電能參數(shù)的監(jiān)測(cè),來(lái)獲取車(chē)間、產(chǎn)線、機(jī)器的電能參數(shù)。

4.2系統(tǒng)配置

智能電表配置參數(shù):協(xié)議ModbusRTU,波特率9600停止位1位,偶檢驗(yàn);串口服務(wù)器USR-N580-H7的配置參數(shù)是通信方式設(shè)置為雙向透明傳輸,其他參數(shù)設(shè)置與智能電表相同:參數(shù)配置完成后,需要給智能電表串口服務(wù)器重新上電,實(shí)現(xiàn)重啟。

4.3系統(tǒng)具體應(yīng)用

某工廠中實(shí)際場(chǎng)景下部署的設(shè)備電能數(shù)據(jù)采集平臺(tái)如圖7所示。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了 75臺(tái)智能電表的電能參數(shù)監(jiān)測(cè)與采集,并以MOTT協(xié)議把采集到的電能參數(shù)上傳云端。


參考文獻(xiàn):

[1]浦漢軍,王宇華,江開(kāi)放,等.基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備電能監(jiān)控系統(tǒng)[J] .機(jī)電工程技術(shù),2023,52(10): 166-169

[2]張利平,王航,張瑾,等.能源管理系統(tǒng)在離散型制造業(yè)園區(qū)項(xiàng)目中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置,2019(6):70-73

[3]祁兵,翟天一,李彬,等.基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的智能用電互動(dòng)模式研究[J].電測(cè)與儀表,2019,56(19):46-52

[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè) 2023.07版


 
 
[ 資訊搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告訴好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 違規(guī)舉報(bào) ]  [ 關(guān)閉窗口 ]

 

 
推薦圖文
推薦資訊
點(diǎn)擊排行
 
    行業(yè)協(xié)會(huì)  備案信息  可信網(wǎng)站
 
主站蜘蛛池模板: 国产成人亚洲综合| 国产欧美日韩综合精品一区二区三区| 亚洲国产一成久久精品国产成人综合| 天天做天天爱天天爽综合网| 色久综合网精品一区二区| 国产成人麻豆亚洲综合无码精品| 久久精品桃花综合| 狠狠色综合网站久久久久久久高清| 欧美日韩国产综合视频一区二区三区| 国产综合精品女在线观看| 综合网日日天干夜夜久久| 色诱久久久久综合网ywww| 亚洲综合日韩久久成人AV| 综合久久一区二区三区| 天天做天天爱天天爽天天综合| 一本久道久久综合狠狠爱| 久久综合久久综合久久| 欧美婷婷六月丁香综合色| 久久综合视频网站| 久久狠狠爱亚洲综合影院| 激情五月婷婷综合| 天天爽天天狠久久久综合麻豆| 久久综合综合久久综合| 久久久久久综合一区中文字幕| 色狠狠色狠狠综合天天| 综合网日日天干夜夜久久| 色欲综合久久躁天天躁蜜桃| 综合久久给合久久狠狠狠97色| 国产成人综合日韩精品无码不卡| 欧美偷窥清纯综合图区| 亚洲国产综合91精品麻豆| 亚洲欧美综合区自拍另类| 久久综合一区二区无码| 国产成人综合美国十次| 夜鲁鲁鲁夜夜综合视频欧美| 欧美日韩亚洲综合在线| 色欲久久久天天天综合网精品| 国产成+人+综合+亚洲专| 亚洲综合色在线| 五月婷婷综合在线| 国产成人精品综合久久久久|