時(shí)間:2012年4月14日 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng) 關(guān)鍵詞:電力自動(dòng)抄表 智能電表 數(shù)據(jù)采集

  1系統(tǒng)構(gòu)成基于RS485總線和以太網(wǎng)的電力自動(dòng)抄表系統(tǒng)主要由多功能電表PDM800AC/AV、多功能電表模塊EDA9033E、RS485與以太網(wǎng)接口轉(zhuǎn)換器I-7188E5、以太網(wǎng)交換機(jī)、光纖網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)服務(wù)器、系統(tǒng)軟件、在線式UPS、打印機(jī)等組成(圖1)?!?center>
   2.1多功能電表采用PDM800AC/AV數(shù)字式智能變送器,測(cè)量多達(dá)50種電量的瞬時(shí)值及最大值、最小值、平均值,電流/電壓的測(cè)量精度為0.2%,其他電量為0.5%;可進(jìn)行雙向電能計(jì)量、0~31次諧波及相位測(cè)量;各種電量(電能除外)可編程越限報(bào)警/繼電器延時(shí)輸出;帶標(biāo)準(zhǔn)RS-485通訊接口,采用ModBus/RTU協(xié)議通訊。該電表功能較多,精度較高,主要完成高壓10kV配電間、低壓配電間進(jìn)線的電量數(shù)據(jù)采集,如電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、視在功率、功率因數(shù)、有功電能、無(wú)功電能、諧波等。由于本系統(tǒng)是為現(xiàn)有的配電間改造設(shè)計(jì)的,為便于施工,選擇了不帶顯示的多功能表;對(duì)于新建的配電間,可選擇帶顯示的多功能電表?! ?.2多功能電表模塊采用EDA9033E智能三相電參數(shù)數(shù)據(jù)綜合采集模塊,對(duì)低壓配電間的三相電壓、三相電流、有功功率、無(wú)功功率等30種電量進(jìn)行測(cè)量;電流/電壓的測(cè)量精度為0.2%,其他電量為0.5%;可進(jìn)行雙向電能計(jì)量;帶標(biāo)準(zhǔn)RS 485通訊接口,采用ModBus/RTU協(xié)議通訊?! ?.3RS485與以太網(wǎng)接口轉(zhuǎn)換器采用I-7188E5接口轉(zhuǎn)換器,它有5個(gè)RS485接口、一個(gè)10M的RJ45以太網(wǎng)接口,用于RS485與以太網(wǎng)接口轉(zhuǎn)換。用虛擬串口方式,將I-7188E5的串口映射成PC 的標(biāo)準(zhǔn)串口(如:COM3~COM7等);一臺(tái)基于Windows系統(tǒng)的PC 最多可以管理256個(gè)串口設(shè)備。這樣,數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)可通過(guò)以太網(wǎng),用普通的串口通訊方式采集多功能電表的電量數(shù)據(jù)。這種方式同樣可用于連接其他帶RS485接口的設(shè)備,其通用性、擴(kuò)展性、實(shí)時(shí)性都較好。在本系統(tǒng)中,每個(gè)配電間都配備了一臺(tái)I-7188E5接口轉(zhuǎn)換器,并與以太網(wǎng)交換機(jī)和光纖收發(fā)器安裝在同一機(jī)柜中?! ?.4通訊網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)采用分層、分布式結(jié)構(gòu),主網(wǎng)絡(luò)采用以太網(wǎng),現(xiàn)場(chǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)采用RS485總線,中間通過(guò)RS485與以太網(wǎng)接口轉(zhuǎn)換器完成高速數(shù)據(jù)交換;組網(wǎng)極為靈活,適應(yīng)各種規(guī)模的變配電系統(tǒng)。多臺(tái)多功能電表分成幾組,每組的RS485通訊線連接在一起,然后接至安裝在配電間的I-7188E5接口轉(zhuǎn)換器。因多功能電表安裝在配電間現(xiàn)場(chǎng),且通訊速率較高(9600bps),為提高系統(tǒng)的抗干擾性,通訊電纜選擇帶屏蔽的雙絞線,并將屏蔽層接地。由于數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)與安裝在各配電間的多功能電表距離較遠(yuǎn),同時(shí)為了提高抗干擾性,采用光纖以太網(wǎng)絡(luò)連接,使系統(tǒng)的可靠性、通用性、可維護(hù)性、擴(kuò)展性都較好?! ?.5數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)服務(wù)器數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)采用普通P4級(jí)的工控機(jī),256M或以上內(nèi)存容量,硬盤160G或以上。數(shù)據(jù)服務(wù)器采用DELL PowerEdge SC1420, Intel至強(qiáng)2.8GHz CPU,1GB ECC內(nèi)存,3個(gè)73GB SCSI硬盤構(gòu)成RAID5陣列。 自動(dòng)抄表系統(tǒng)軟件采用組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)。它們?cè)诒O(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開(kāi)發(fā)環(huán)境中,能以靈活多樣的組態(tài)方式(而不是編程方式)提供良好的用戶開(kāi)發(fā)界面和簡(jiǎn)捷的使用方法;其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊可以非常容易地實(shí)現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項(xiàng)功能,并能同時(shí)支持各種硬件廠家的計(jì)算機(jī)和I/O產(chǎn)品,與高可靠的工控計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合,可向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口,進(jìn)行系統(tǒng)集成?! ”本﹣喛刈詣?dòng)化軟件有限公司開(kāi)發(fā)的“組態(tài)王”軟件,采用多任務(wù)、多線程,確保實(shí)時(shí)性;硬件驅(qū)動(dòng)程序采用COM技術(shù),速度快;支持各種常用電力通信規(guī)約,為用戶提供了大量的電力專用控件、電力圖庫(kù)、電力通信規(guī)約驅(qū)動(dòng)等,以實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)控特有的數(shù)據(jù)庫(kù)顯示、負(fù)荷曲線、開(kāi)關(guān)控制、漫游、縮放等需求。我們選擇了“組態(tài)王”來(lái)開(kāi)發(fā)自動(dòng)抄表系統(tǒng)軟件,操作平臺(tái)采用Windows2000?! ≡谠O(shè)置多功能電表等設(shè)備時(shí),首先設(shè)置通訊參數(shù),如波特率、數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)位、停止位,并與I-7188E5接口轉(zhuǎn)換器虛擬串口及“組態(tài)王”軟件中的設(shè)置參數(shù)相同;然后設(shè)置各臺(tái)多功能電表和多功能電表模塊的地址,同一條RS485線路上的設(shè)備地址不能相同;最后設(shè)置電壓變比PT和電流變比CT值。由于MODBUS/RTU協(xié)議的通用性,對(duì)于多功能電表,在“組態(tài)王”軟件中選用PLC/莫迪康/MODBUS(RTU)設(shè)備即可?! 《喙δ茈姳碓谑褂谜f(shuō)明書中提供一個(gè)MDOBUS/RTU寄存器地址表,如:地址0000存放A相電壓數(shù)據(jù)。對(duì)于讀取多功能電表的數(shù)據(jù),MODBUS功能碼為3,對(duì)照表1可知“組態(tài)王”中相應(yīng)的寄存器為4。值得注意的是,標(biāo)準(zhǔn)MODBUS/RTU協(xié)議中,MDOBUS/RTU寄存器地址是從0000開(kāi)始的,如上述的0000,而“組態(tài)王”提供的MODBUS/RTU驅(qū)動(dòng)中,定義的寄存器地址則都是從1開(kāi)始的,所以“組態(tài)王”要讀取設(shè)備中的某一MODBUS地址時(shí),除了寄存器要與相應(yīng)的功能碼對(duì)應(yīng)之外,還要在設(shè)備寄存器地址基礎(chǔ)上加1;對(duì)MDOBUS/RTU寄存器地址0000,0256,在“組態(tài)王”中需要用40001和40257對(duì)應(yīng)?! ∮捎诒鞠到y(tǒng)中有約200臺(tái)電表,每個(gè)電表最少有30個(gè)參數(shù),變量很多,容易出錯(cuò)。為此,采用了“組態(tài)王”中的結(jié)構(gòu)變量方式,每一種電表定義為一個(gè)結(jié)構(gòu)變量(模板),結(jié)構(gòu)變量下可包含多個(gè)成員(IO整型類型),每個(gè)成員即對(duì)應(yīng)一個(gè)電表參數(shù)。  

  (a)能顯示整廠及各配電間的單線圖。  (b)能根據(jù)操作人員指令顯示高壓側(cè)、低壓側(cè)及各用電回路的瞬時(shí)電量數(shù)據(jù)、準(zhǔn)點(diǎn)電量數(shù)據(jù)、日平均功率因數(shù)、月平均功率因數(shù)、日負(fù)荷率、月負(fù)荷率、小時(shí)用電量、24小時(shí)用電量、月用電量、年用電量等供電參數(shù)的數(shù)據(jù)及圖形;并可存儲(chǔ)、查詢、打印各種用電數(shù)據(jù)?! ?c)可對(duì)過(guò)壓、缺相、超負(fù)荷等用電故障實(shí)時(shí)報(bào)警。  (d)能自動(dòng)對(duì)全廠及各部門的用電量進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并生成月報(bào)表、年報(bào)表?! ?e)可用WEB發(fā)布各種用電數(shù)據(jù),供有關(guān)部門查詢,便于企業(yè)管理?;赗S485總線和以太網(wǎng)的電力自動(dòng)抄表系統(tǒng)是一種網(wǎng)絡(luò)化、開(kāi)放式、可擴(kuò)展性好的實(shí)時(shí)能源管理系統(tǒng),可以推廣到水、蒸汽、煤氣、油等能源的自動(dòng)抄表,以實(shí)現(xiàn)企業(yè)的能源綜合管理。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了電力能源的量化管理和實(shí)時(shí)監(jiān)控,為科學(xué)決策、優(yōu)化企業(yè)管理、合理利用能源提供了必要的條件。