恩格爾注塑機(jī)械（常州）有限公司新建工程配電監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)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(jī)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(chǎng)的各種電參量和開關(guān)信號(hào)。系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場(chǎng)總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái)，通過Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變電所配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和電能管理。

    0 概述

    恩格爾注塑機(jī)械（常州）有限公司由奧地利恩格爾集團(tuán)投資設(shè)立，該集團(tuán)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(lǐng)先的注塑機(jī)、模具和自動(dòng)化設(shè)備的制造商，是行業(yè)的全球領(lǐng)軍者。2011年，公司營(yíng)業(yè)收入8.4億歐元，占全球市場(chǎng)份額的15%，2012年，在此基礎(chǔ)上公司再創(chuàng)佳績(jī)，實(shí)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(jī)及塑料模具，能一攬子提供塑料加工所需要的技術(shù)模塊：包括適用于熱塑性彈性體的注塑機(jī)、模具和自動(dòng)化系統(tǒng)。單個(gè)部件生產(chǎn)單元也極具競(jìng)爭(zhēng)力，并有良好的銷售業(yè)績(jī)。恩格爾公司在全球擁有九個(gè)生產(chǎn)工廠，分布在歐洲、北美（加拿大、美國(guó)）和亞洲（韓國(guó)、中國(guó)）等地，子公司遍布20多個(gè)國(guó)家，代表處分布在全球70多個(gè)國(guó)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(chǎng)上保持領(lǐng)先地位奠定了良好的基礎(chǔ)。公司在高新區(qū)的項(xiàng)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(wàn)平方米，目前已正式開工建設(shè)，項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后將形成年產(chǎn)300臺(tái)高端注塑機(jī)的生產(chǎn)能力，年新增銷售將超過5億元人民幣。

    本項(xiàng)目為恩格爾注塑機(jī)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(duì)南京浦口紫金商業(yè)廣場(chǎng)三個(gè)變電所內(nèi)的高壓柜、低壓配出線分別進(jìn)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(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的最新發(fā)展，對(duì)變配電系統(tǒng)進(jìn)行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理。對(duì)配電系統(tǒng)的二次設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng)，通過計(jì)算機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò)，將分散的配電所的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接為一個(gè)有機(jī)的整體，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中管理。

    1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述

    本監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)恩格爾注塑機(jī)械有限公司一個(gè)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(jìn)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(gè)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(jī)保護(hù)測(cè)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(jìn)線柜、聯(lián)絡(luò)柜、饋線柜進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和電能管理。該高壓系統(tǒng)總計(jì)有3只微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置分一條總線直接接至監(jiān)控主機(jī)，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(wù)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(jī)實(shí)現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)連通。

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

圖（1低壓網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

    間隔設(shè)備層主要為：安科瑞電氣的微機(jī)綜合保護(hù)、多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表等。這些裝置分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)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(chǎng)MODBUS總線組網(wǎng)通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集。

    網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為：通訊服務(wù)器，其主要功能為把分散在現(xiàn)場(chǎng)采集裝置集中采集，同時(shí)遠(yuǎn)傳至站控層，完成現(xiàn)場(chǎng)層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。

    站控管理層：設(shè)有高性能工業(yè)計(jì)算機(jī)、顯示器、UPS電源、打印機(jī)、報(bào)警蜂鳴器等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計(jì)算機(jī)上，集中采集顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況，以人機(jī)交互的形式顯示給用戶。

    以上網(wǎng)絡(luò)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(jiǎn)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(shí)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(dòng)器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強(qiáng)，總線上允許連接多達(dá)32個(gè)設(shè)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(chǔ)，數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡(luò)儀表采集完成，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的本地實(shí)時(shí)顯示。需要完成采集的信號(hào)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(yuǎn)程設(shè)備運(yùn)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(shí)時(shí)準(zhǔn)確的顯示給用戶，達(dá)到配電監(jiān)控的自動(dòng)化化和智能化要求，同時(shí)把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)供用戶查詢。