安科瑞 徐浩竣
江苏安科瑞电器制造有限公司
18706168062
一、引言
随着科技的不断发展，智能制造已成为现代制造业的重要发展方向。某公司为了提高生产效率、降低能源消耗和提升产品质量，启动了一项智能制造创新改造项目。在本次改造项目中，电力监控系统作为重要组成部分，对于确保生产线的稳定运行具有至关重要的作用。本文将详细介绍电力监控系统在本次创新改造项目中的应用。
二、系统设计
电力监控系统在本次创新改造项目中采用了分层设计，包括数据采集层、数据处理层和数据应用层。
- 数据采集层
数据采集层主要负责实时监测电力设备的运行状态，包括变压器、发电机、配电柜等。该层采用智能电表、电力参数监测仪等设备，实现对电力参数的实时采集和传输。同时，通过安装智能传感器，监测电力设备的温度、振动等参数，及时发现设备异常情况。
- 数据处理层
数据处理层负责对采集到的电力数据进行处理和分析，包括数据滤波、异常检测、能耗分析等。该层采用嵌入式系统和工控机等设备，实现数据的处理和存储。同时，通过算法优化和模型构建，对数据进行挖掘和分析，提供优化建议和故障预警。
- 数据应用层
数据应用层负责将处理后的电力数据应用到实际生产中，为生产管理提供数据支持。该层包括电力监控系统软件、生产管理软件等，能够实现电力数据的可视化、报表生成、能耗管理等功能。同时，通过与生产系统的集成，实现电力数据与生产数据的互通互联，提高生产效率。
三、系统功能
电力监控系统在本次创新改造项目中具有以下功能：
- 实时数据采集：系统能够实时采集电力设备的电压、电流、功率因数等参数，以及设备的工作状态、温度、振动等状态参数。
- 远程控制：系统支持远程控制电力设备的启停、调节等操作，提高生产效率和管理水平。
- 智能分析：系统能够对采集到的电力数据进行处理和分析，提供能耗分析、故障预警、优化建议等功能，帮助企业降低能源消耗和设备故障率。
- 数据可视化：系统能够将采集到的电力数据以图形化方式呈现，方便管理人员直观了解电力设备的运行状况和生产能耗。
- 数据报表生成：系统能够自动生成各类电力数据报表，方便管理人员进行数据分析和管理决策。
四、应用案例
在本次创新改造项目中，电力监控系统成功应用在以下两个场景中：
- 生产线电力监测与优化
该项目中对生产线上的电力设备进行了实时监测和数据采集，结合生产管理软件实现了电力数据与生产数据的集成。通过数据分析和管理，项目组发现生产线上的某设备存在能源浪费现象，经过优化调整，最终降低了10%的能源消耗。
- 设备故障预警与维护
该项目通过对电力设备的工作状态和参数进行实时监测和分析，实现了对设备故障的预警和管理。在某次设备故障发生前，系统及时发出预警信息，并指导维护人员进行故障排除，避免了生产线的停工和维护不当造成的损失。
五、安科瑞电力监控系统应用
根据客户需求及项目实际情况，本项目智能化设计一套Acrel-2000电力监控系统。系统分为三层架构：设备层、网络层、站控层。
设备层：现场电力系统的测量控制部分，即微机保护装置、电力仪表等关键设备。
网络层：完成监控系统通信所涉及的底层通信链路（如 RS485）、通信转换设备（如通信管理机）以及顶层通信链路（如光纤以太网、TCP/IP 网络）等的总称。这一部分是连接现场层和管理层的纽带环节。
站控层：接受现场采集层上传的数据，对这些数据分析、转换、存储，并以数字、曲线、报表等形式显示在屏幕上。便于电力监管人员能够在办公室通过计算机远方浏览监控系统运行状态和调看各种运行报表。
5.1、系统功能
（1）实时监测
Acrel-2000电力监控系统可以直观显示一次系统图，并实时显示10kV电压等级各回路的遥测量、遥信量和报警信号等。遥测量包括电压、电流、功率、功率、电能等电参量等；遥信量包括中压开关柜内路断路器、手车、隔离开关、负荷开关、地刀开关的分合状态、断路器弹簧储能状态及远方就地控制状态；报警信号包括微机保护装置的告警信号、保护跳闸信号及装置异常信号。
（2）电参量查询
Acrel-2000电力监控系统在配电一次图中，可以直接查看该回路详细电参量，包括三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数、电能等。
（3）曲线查询
Acrel-2000电力监控系统在曲线查询界面，可以直接查看各电参量曲线，包括三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数、温度等曲线。并统计该曲线查询范围内Z大值、Z大值发生时间、Z小值、Z小值发生时间、平均值等。
（4）运行报表
Acrel-2000电力监控系统可以查询各回路或设备指定时间的运行参数，报表中显示电参量信息应包括：各相电流、三相电压、总功率因数、总有功功率、总无功功率、正向有功电能、温度值等。可以按照日、月、年的格式进行查询、导出、打印。
（5）实时告警
Acrel-2000电力监控系统具有实时告警功能，系统能够对配电回路断路器、隔离开关、接地刀分、合动作等遥信变位，保护动作、事故跳闸等事件发出告警。
1.图元告警。
2.弹出事件报警窗口。
3.实时语音功能，系统能够对所有事件发出语音告警。
（6）历史事件查询
Acrel-2000电力监控系统能够对遥信变位，保护动作、事故跳闸，以及电压、电流、功率、功率因数越限等事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和进行历史追溯、查询统计、事故分析。可以按时间、类型和设备进行查询和排序。
（7）电能统计报表
Acrel-2000电力监控系统具备定时抄表汇总统计功能，用户可以自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点的用电情况，即该节点进线用电量与各分支回路消耗电量的统计分析报表。
（8）用户权限管理
Acrel-2000电力监控系统为保障系统安全稳定运行，设置了用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如遥控的操作，数据库修改等）。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行、维护、管理提供可靠的安全保障。
（9）网络拓扑图
Acrel-2000电力监控系统支持实时监视接入系统的各设备的通信状态，能够完整地显示整个系统网络结构；可在线诊断设备通信状态，发生网络异常时能自动在界面上显示故障设备或元件及其故障部位。
（10）遥控
Acrel-2000电力监控系统可以对整个配电系统范围内的设备进行远程遥控操作。配电系统维护人员可以通过监控系统的主界面点击相应的断路器遥信点调出遥控操作界面。
（11）防误闭锁功能
Acrel-2000电力监控系统与五防软件系统之间建立通信协议链接，当某一设备需要进行遥控操作时，首先进行五防规则判断（即防止误分、合断路器；防止带负荷分、合隔离开关；防止带电合接地开关；防止带地线送电；防止误入带电间隔）。符合五防规则后，则发送解锁命令至自动化监控后台，自动化监控后台进行遥控操作。五防软件可以模拟遥控步骤，形成操作票。
12）通信管理
Acrel-2000电力监控系统可以对整个配电系统范围内的设备通信情况进行管理、控制、数据的实时监测。可以查看某个设备的通信和数据报文。可以完成与各种智能电子设备的通信和数据转发，包括微机保护、电力仪表、智能操控、直流屏、模拟屏、五防系统和调度等。
六、结论
本文介绍了电力监控系统在智能制造创新改造项目中的应用。通过实时监测电力设备的运行状态和参数，以及实现数据的处理、分析和应用，电力监控系统为本次改造项目的成功实施提供了重要支持。通过实际应用案例可以看出，该系统在降低能源消耗、提高生产效率、保障设备稳定运行等方面具有显著优势。随着智能制造技术的不断发展，电力监控系统将在未来制造业中拥有更广阔的应用前景。