一、方案背景

在當(dāng)今的制造業(yè)中，電能消耗占據(jù)了主要成本之一，為了實(shí)現(xiàn)高效能源管理和降低運(yùn)營成本，工廠需要一套全面的電能消耗監(jiān)測系統(tǒng)。本方案可獲取機(jī)器詳細(xì)用電數(shù)據(jù)，為優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃，提高生產(chǎn)效率、機(jī)器效能，降低用電成本，提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。

二、監(jiān)測需求

數(shù)據(jù)可視化：實(shí)現(xiàn)機(jī)器的電能消耗和生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)的可視化呈現(xiàn)；

生產(chǎn)與維護(hù)科學(xué)化：借助實(shí)時數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)計(jì)劃的排程和機(jī)器維護(hù)提供科學(xué)依據(jù)；

技術(shù)參數(shù)分析：對機(jī)器的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行分析，以確保其符合相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范；

能效評估：通過數(shù)據(jù)分析，評估機(jī)器的實(shí)際能源利用效率，確定是否符合預(yù)期性能、合理性和標(biāo)準(zhǔn)要求；

生產(chǎn)優(yōu)化：借助數(shù)據(jù)分析，評估計(jì)劃排程、機(jī)器運(yùn)行和操作的效率，以確定潛在的優(yōu)化和改進(jìn)機(jī)會；

電能管理：通過分析系統(tǒng)電力參數(shù)，評估功率因數(shù)、諧波等電能質(zhì)量參數(shù)，以確保其符合標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，為電能質(zhì)量管理提供數(shù)據(jù)支撐。

三、方案設(shè)計(jì)

1、監(jiān)測點(diǎn)選擇

配電室：建議只監(jiān)測大用電負(fù)荷、供電范圍集中、區(qū)域獨(dú)立、用電獨(dú)立的回路。

設(shè)備端用電監(jiān)測：監(jiān)測一臺或一套機(jī)器設(shè)備、產(chǎn)線的電能消耗。

配電柜：可對配電柜輸出回路進(jìn)行監(jiān)測，獲取產(chǎn)線、臺（套）機(jī)器、用電設(shè)備的用電數(shù)據(jù)。

控制柜：控制柜一般是安裝在設(shè)備端，控制機(jī)器設(shè)備的運(yùn)行；1或多臺機(jī)器共用一面控制柜。建議監(jiān)測功率較大用電設(shè)備的用電數(shù)據(jù)。

其他回路：用電量小、未安裝電表監(jiān)測的回路和用電設(shè)備的用電量，通過計(jì)算獲取用電數(shù)據(jù)。

2、系統(tǒng)架構(gòu)

本方案系統(tǒng)由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層組成：

▲系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)示意圖

感知層

現(xiàn)場能耗監(jiān)測節(jié)點(diǎn)選擇DTSD3366XX/XL無線多功能電能表監(jiān)測能耗情況。

電能表性能特點(diǎn)：

多功能電能計(jì)量：配備專業(yè)的電能計(jì)量芯片，可精確計(jì)量電能消耗，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性；

多通信方式：電能表支持RS485、LoRa等多種通信方式，同時兼容Modbus RTU和DLT 645通信協(xié)議，易于集成到不同的監(jiān)控系統(tǒng)中；

多回路監(jiān)測：電能表可同時監(jiān)測1至4個回路的用電數(shù)據(jù)，特別適用于配電柜（動力柜）和控制柜內(nèi)的出線回路計(jì)量；

電能質(zhì)量分析：電能表能夠獲取電能質(zhì)量諧波數(shù)據(jù)，用于分析電能質(zhì)量，檢測設(shè)備老化、劣化和故障等原因，以提高電能質(zhì)量；

歷史數(shù)據(jù)存儲：電能表支持歷史數(shù)據(jù)儲存和需量監(jiān)測，可用于更準(zhǔn)確地核算電能消耗成本、優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃，提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐；

安裝便捷：采用導(dǎo)軌、壁掛安裝方式，配備開口式電流互感器，無論是新系統(tǒng)還是老設(shè)備加裝，都更加簡單便捷。

網(wǎng)絡(luò)層

DTSD3366XX/XL無線多功能電能表獲取數(shù)據(jù)，通過LoRa無線傳輸方式上傳至XL90網(wǎng)關(guān)；XL90網(wǎng)關(guān)計(jì)算分析讀取的能耗數(shù)據(jù)，并通過Ethernet、Wi-Fi、4G等通信方式，將數(shù)據(jù)上傳至XLSCADA平臺。

平臺層

構(gòu)建XLSCADA能耗監(jiān)控平臺，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中管理、分析、可視化展示和決策支持。

數(shù)據(jù)管理和存儲：平臺具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理和存儲能力，能夠接受來自感知層和網(wǎng)絡(luò)層的實(shí)時數(shù)據(jù)流；

實(shí)時數(shù)據(jù)處理：平臺能夠?qū)?shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，包括數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測、異常檢測和警報(bào)生成；

數(shù)據(jù)可視化：為了幫助用戶更好地理解數(shù)據(jù)，平臺提供可視化圖表和報(bào)表，以直觀展示機(jī)器的能耗情況、電能質(zhì)量參數(shù)、機(jī)器性能等；

用戶權(quán)限和角色管理：平臺支持多級用戶權(quán)限和角色管理，確保只有經(jīng)過授權(quán)的用戶可以訪問特定數(shù)據(jù)和功能；

智能預(yù)警：平臺支持自定義報(bào)警值設(shè)置，當(dāng)數(shù)據(jù)超限，系統(tǒng)通過短信、郵件、微信等多種通信方式向工作人員推送報(bào)警信息；

歷史數(shù)據(jù)存儲：平臺具備歷史數(shù)據(jù)存儲功能，可以保存以前的電能消耗數(shù)據(jù)，以供回顧和對比，或用于核算電能消耗成本；

報(bào)表生成：平臺可生成各種報(bào)告，包括電能消耗報(bào)告、設(shè)備性能評估報(bào)告、電能質(zhì)量報(bào)告等，用于決策制定和共享。

四、方案價值

能源成本削減：通過分析電能消耗數(shù)據(jù)，企業(yè)可識別能源浪費(fèi)、用電高峰和低谷時段等。通過更科學(xué)的用電計(jì)劃和負(fù)載管理，企業(yè)能夠削減能源成本，從而提高利潤；

設(shè)備性能優(yōu)化：系統(tǒng)可實(shí)時監(jiān)測機(jī)器性能，識別機(jī)器的能耗占比和性能問題，有助于企業(yè)更及時地進(jìn)行維護(hù)和維修，提高設(shè)備壽命，并減少維修成本；

生產(chǎn)效率提升：電能監(jiān)測系統(tǒng)可提供實(shí)時數(shù)據(jù)，幫助企業(yè)更好地規(guī)劃生產(chǎn)計(jì)劃、改進(jìn)機(jī)器運(yùn)行和操作，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)量，從而增加生產(chǎn)力；

數(shù)據(jù)支持決策：通過分析電能消耗數(shù)據(jù)，企業(yè)能夠做出更科學(xué)的決策，包括生產(chǎn)計(jì)劃、設(shè)備維護(hù)和操作改進(jìn)等；

電能質(zhì)量管理：電能監(jiān)測系統(tǒng)還關(guān)注功率因數(shù)、諧波等電能質(zhì)量參數(shù)，以確保電能質(zhì)量在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，有助于減少電氣故障，提高設(shè)備可靠性，降低停工成本；

可持續(xù)生產(chǎn)和環(huán)保：通過有效的能源管理，企業(yè)能夠減少碳排放，提高可持續(xù)生產(chǎn)的實(shí)施。