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工厂用电及能耗分析管控系统解决方案(用电数据能耗分析工厂)

落叶飘零 2024-07-24 20:43:53 0

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配电柜是车间级的配电设备,分布在车间各地。
可以对配电柜输出回路进行计量,获取产线、台(套)机器、用电设备的用电数据。

控制柜:控制柜一般是安装在设备端,控制机器设备的运行;1或多台机器共用一面控制柜。
建议监测功率较大用电设备的用电数据。
用电量小,未安装电表监测的回路和用电设备的用电量,通过计算获取用电数据。

系统概述

以一台(套)机器的能耗作为分析对象。
依据机器的性能及技术参数,进行设备层的边缘计算,建模计算分析实时获取的能耗数据,上传计算分析后的数据至工厂级数字化平台。

工厂用电及能耗分析管控系统解决方案(用电数据能耗分析工厂) 软件开发
(图片来自网络侵删)

工厂级数字化平台,对机器的能耗数据,和生产运行数据,建模计算分析,以可视化的图表,展示机器的性能及生产运行是否经济、高效,生成计划、维护、维修建议,让机器保持高效运行。

每台(套)机器为一个能耗监测点。
大部分设备只考虑用电监测;对于消耗水、汽、气的机器,从必要性和重要性方面评估,确定是否安装相应的计量仪表获取相关能耗数据。
如果一台(套)机器有几个独立的用电单元,建议每个用电单元的用电数据都要获取。
选择具有无线传输的智能电表,获取机器用电数据。
获取电流、电压、有功、无功、各时段电能、需量、谐波、功率因数、、、等等。

方案概述计算分析:对能耗数据计算分析,针对不同的机器, 建分析模型。
计算机器在不同运行状态下的能耗占比,分析判断机器是否高效、经济运行。
分析机器空载下的用电数据,机器年限的老化程度,判断机器的机械、电气性能,是否保持在正常状态,用实际数据,支持维护、维修方案建议。
分析正常负载电流,最大电流、最大功率出现的情况,判断机器的性能,及生产运行、操作是否规范。
分析功率因数、谐波等数据,判断电网电能质量是否在标准范围,是否需要治理。
谐波、功率因数超标,会增加能耗,加速设备老化,增加电气故障,、、等等。

可视化展示机器能耗和生产运行数据。
用数据,为生产计划安排,机器运行、维护提供依据。
分析、展示,机器的各项技术参数是否在标准范围。
分析判断机器实际能源利用是否高效,是否合理、达标 。
是否需要对计划安排、机器运行、操作,等等方面进行优化、改善,并用数据为改进方案提供依据。
分析、展示系统电力参数,判断功率因数、谐波等电能质量参数是否达标,为电能质量管理,提供数据支撑。

系统网络示意图

系统:由能耗监测节点、网关,及工厂数字化平台XL.Cloud服务器构成。

监测点获取数据,无线上传至网关。
网关计算分析读取的能耗数据,上传处理后的数据至XL.Cloud平台。
XL.Cloud,和网关,可将数据推送至,MES、ERP等系统。
提供不同地区的LoRa频段( 430-920MHz ),适用于跨车间、厂房的无线传输。
传输距离500m至10Km。
网关支持Ethernet、Wi-Fi、4G等通信方式,向平台推送数据。

用电监测仪表选型

选择深圳信立科技和广东雅达电子共同设计开发,DTSD3366XX/XL无线多功能电能表:

配有计量芯片,专业电能计量。
支持RS485,和LoRa通信方式,支持Modbus RTU和DLT 645通信协议。
可同时监测1至4个回路的用电数据,更适用于配电柜(动力柜)、控制柜内的出线回路计量。
配开口式电流互感器,安装简单便捷。

用电监测仪表选型

实时测量

电流、电压、有功、无功、视在功率、功率因素、系统频率

有功电能

有功总电量、正向有功电量、反向有功电量、复费率电量(尖、峰、平、谷电量)

无功电能

无功总电量、正向无功电量、反向无功电量、复费率电量(尖、峰、平、谷电量)

复费率电能

分时有功、无功、视在电能计量功能,按相应的时段分别累计、存储总、尖、峰、平、谷电能。

年时区数最大为14, 每套时段表内最多有8个日时段表,日时段数最大为14;时段最小间隔为15分钟,且应大于电能表内设定的需量周期;时段可以跨越零点设置。

电能质量

谐波

三相电压2~31次谐波畸变率,各相电压谐波总畸变率

三相电流2~31次谐波畸变率,各相电流谐波总畸变率

电表配置方案选择DTSD3366XX/XL系列无线电能表,配置LoRa通信,分布在车间、工厂各点的用电数据,无线汇聚到网关,接入监控服务器,降低施工费用,减少了更多的麻烦。
在工厂、车间环境,传输距离约300m至1000m。
配置监测1个回路或4个回路的电表,方便在一个配电柜内监测多个回路用电数据。
配置开环电流互感器,安装更加简单方便。
选择XL9X系列网关,无线读取电能表数据,通过Ethernet、Wi-Fi,MQTT、SOAP、 Modbus、API、写数据库等协议,向平台转发数据。

XL56无线抄表器

XL56无线抄表器,为读取水、气、汽、热表或流量计数据,无线传输而设计:

按微功耗、电池供电标准设计、研发,可内置电池供电,并为表计通信电路供电。
配置RS485和M-BUS接口,读取表计、流量计的数据,处理、协议转换,无线上传至能源管理平台,或抄表系统平台。
可设计开发用户通信协议。
选择LoRa通信,须配XL9X系列物联网关作为无线接收端。
体积小,IP65防护,航空接插头,安装更简单、便捷。
成本更低,适用于更广泛的数据采集系统。

水、气、汽消耗采集

机器设备水、汽、气、冷等消耗数据,选择XL56无线抄表器,从表、流量计上读取数据,无线上传。

水、汽、气、冷等有专用的计量仪表,在需要计量的监测点,安装相应的流量计或表。
根据管径、流速、压力、温度、介质等技术参数,确定流量计(表)的技术参数。
选择有通信口,输出瞬时、累计流量数据的表,工作电压低于DC12V,建议DC5V,方便特殊场景选择电池供电。

平台通信网络

平台系统的通信网络,由XL90物联网关,企业局域网,和监控服务器构成。
物联网关,可同时将数据推送至多个应用软件平台。
用户可自建平台,或选择第三方的软件平台。
XL90物联网关提供多种通信接口,和丰富的通信协议,和第三方软件平台交互数据。
支持MQTT、SOAP、API、Modbus等通信协议。
支持XL/9-RDS,以Redis方式向平台软件推送数据;支持XL/9-DB 数据库格式协议,向MS SQL,MY SQL,ORACLE等数据库推送数据。

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