恩格爾注塑機械（常州）有限公司新建工程配電監(jiān)控系統(tǒng)的設計與應用

徐霜1

1安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；

    摘要：介紹恩格爾注塑機械（常州）有限公司新建工程電力監(jiān)控系統(tǒng)，采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關信號。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)變電所配電回路用電的實時監(jiān)控和電能管理。

    0 概述

    恩格爾注塑機械（常州）有限公司由奧地利恩格爾集團投資設立，該集團由Ludwig Engel先生于1945年創(chuàng)建。公司經(jīng)過近70年的發(fā)展，已經(jīng)成為全球領先的注塑機、模具和自動化設備的制造商，是行業(yè)的全球領軍者。2011年，公司營業(yè)收入8.4億歐元，占全球市場份額的15%，2012年，在此基礎上公司再創(chuàng)佳績，實現(xiàn)銷售收入9.6億元。恩格爾公司從事制造生產(chǎn)各種注塑機及塑料模具，能一攬子提供塑料加工所需要的技術模塊：包括適用于熱塑性彈性體的注塑機、模具和自動化系統(tǒng)。單個部件生產(chǎn)單元也極具競爭力，并有良好的銷售業(yè)績。恩格爾公司在全球擁有九個生產(chǎn)工廠，分布在歐洲、北美（加拿大、美國）和亞洲（韓國、中國）等地，子公司遍布20多個國家，代表處分布在全球70多個國家。持續(xù)的研發(fā)創(chuàng)新能力和高效的生產(chǎn)效率，為公司在市場上保持領先地位奠定了良好的基礎。公司在高新區(qū)的項目總用地120畝，一期用地60畝，投資2.7億元，規(guī)劃建筑面積約2萬平方米，目前已正式開工建設，項目達產(chǎn)后將形成年產(chǎn)300臺高端注塑機的生產(chǎn)能力，年新增銷售將超過5億元人民幣。

    本項目為恩格爾注塑機械（常州）有限公司變電所電力監(jiān)控系統(tǒng)。根據(jù)配電系統(tǒng)管理的要求，需要對南京浦口紫金商業(yè)廣場三個變電所內(nèi)的高壓柜、低壓配出線分別進行電力監(jiān)控，以保證用電的安全、可靠和高效。

    Acrel-2000型低壓智能配電系統(tǒng)，充分利用了現(xiàn)代電子技術、計算機技術、網(wǎng)絡技術和現(xiàn)場總線技術的最新發(fā)展，對變配電系統(tǒng)進行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理。對配電系統(tǒng)的二次設備進行組網(wǎng)，通過計算機和通訊網(wǎng)絡，將分散的配電所的現(xiàn)場設備連接為一個有機的整體，實現(xiàn)電網(wǎng)運行的遠程監(jiān)控和集中管理。

    1 系統(tǒng)結構描述

    本監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)恩格爾注塑機械有限公司一個變電所（高壓配電柜和低壓1#、2#變電所）的10/0.4kV配電系統(tǒng)進行用電監(jiān)控與電能管理；其中高壓變電所配一套電力監(jiān)控系統(tǒng)，低壓1#、2#兩個變電所配一套電能管理系統(tǒng)。高壓部分監(jiān)控范圍為高壓柜上安裝的3只安科瑞AM5系列微機保護測控裝置；低壓部分監(jiān)控范圍為變電所低壓柜上的T1、T2變壓器的低壓進線柜、聯(lián)絡柜、饋線柜進行遠程實時監(jiān)控和電能管理。該高壓系統(tǒng)總計有3只微機保護測控裝置分一條總線直接接至監(jiān)控主機，低壓系統(tǒng)67只多功能電力儀表，分4條總線，通過串口服務器采集處理數(shù)據(jù)，最后通過網(wǎng)線拉至值班室連接到監(jiān)控主機實現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機的數(shù)據(jù)連通。

    本監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結構，即站控層，通訊層與間隔層；如圖（1）所示：

圖（1低壓網(wǎng)絡拓撲圖

    間隔設備層主要為：安科瑞電氣的微機綜合保護、多功能網(wǎng)絡電力儀表等。這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣柜內(nèi)，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現(xiàn)場MODBUS總線組網(wǎng)通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。

    網(wǎng)絡通訊層主要為：通訊服務器，其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集，同時遠傳至站控層，完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。

    站控管理層：設有高性能工業(yè)計算機、顯示器、UPS電源、打印機、報警蜂鳴器等設備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機上，集中采集顯示現(xiàn)場設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。

    以上網(wǎng)絡儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽線傳輸，一般都采用二根連線，接線簡單方便；通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發(fā)送數(shù)據(jù)但是在同一時刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps。

    RS485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，總線上允許連接多達32個設備，最大傳輸距離為1.2km。

    2 電力監(jiān)控系統(tǒng)主要功能

    2.1 數(shù)據(jù)采集與處理

    數(shù)據(jù)采集是配電監(jiān)控的基礎，數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡儀表采集完成，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)的本地實時顯示。需要完成采集的信號包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數(shù)COSφ、電度Epi、遠程設備運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。

    數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實時準確的顯示給用戶，達到配電監(jiān)控的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。