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智能電表在某公司廠房電量監(jiān)控中的應(yīng)用——基于PM-2133-CAN的應(yīng)用
綜述：
本文根據(jù)泓格某客戶的需求而制作的智能電表項(xiàng)目方案，從智能電表PM-2133-CAN和VB-115的參數(shù)介紹，監(jiān)控軟件的使用，系統(tǒng)架構(gòu)，布線施工都做了詳細(xì)的闡述。
隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，遠(yuǎn)程抄表技術(shù)已經(jīng)逐步成為其重要的一部分并蓬勃發(fā)展。目前，泓格科技已經(jīng)為很多企業(yè)提供了智能電表遠(yuǎn)程管理和節(jié)能管理服務(wù)，泓格科技在這方面已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。相信在以后的服務(wù)中，泓格必定能夠提供更加成熟優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，為企業(yè)節(jié)約更多的電量和人力資源。
一、項(xiàng)目需求：
實(shí)時(shí)監(jiān)控各路電壓、電流、總功率，并計(jì)算各廠房總的用電費(fèi)用。提供電量余額不足報(bào)警提示和使用電量超過(guò)預(yù)定值時(shí)自動(dòng)斷電功能。
詳細(xì)需求如下：
1. 智能電表的CT比值可調(diào)。
2. 智能電表帶有液晶顯示屏（可選）。
3. 能夠提供峰、谷、平值。
4. 監(jiān)控軟件PMMS能夠提供電表斷線檢測(cè)功能。
5. 監(jiān)控軟件PMMS提供預(yù)定電量余額不足報(bào)警提示功能。
6. 監(jiān)控軟件能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控和顯示每個(gè)廠房的電壓、電流、功率。并根據(jù)峰、谷、平值計(jì)算各時(shí)段電費(fèi)和電費(fèi)總額。
7. 軟件PMMS中提供CT值可調(diào)，月基本費(fèi)率可調(diào)，峰、谷、平各時(shí)段和各時(shí)段費(fèi)率可調(diào)。提供充值金額設(shè)置功能。
8. 數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。將各廠房每天用電量生成報(bào)表，各廠房每日電壓、電流值生成日曲線圖報(bào)表，各廠房充值金額歷史記錄生成報(bào)表。
9. 監(jiān)控軟件PMMS提供權(quán)限設(shè)置功能
二、現(xiàn)場(chǎng)情況說(shuō)明：
現(xiàn)場(chǎng)共有12個(gè)配電柜，分別連接到12個(gè)廠房。每個(gè)配電柜分為動(dòng)力和照明兩路輸出，共24路輸出。每路輸出電壓為380V，電流約400A。各路用電量需要通過(guò)智能電表實(shí)時(shí)監(jiān)控。
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三、系統(tǒng)架構(gòu)：
說(shuō)明：
- 1、I-7565是CAN BUS轉(zhuǎn)USB接口轉(zhuǎn)換器。
- 2、電表1對(duì)應(yīng)地址ID=1;
- 電表2對(duì)應(yīng)地址ID=2;
- 電表3對(duì)應(yīng)地址ID=3;
- ……
- 電表23對(duì)應(yīng)地址ID=23
- 電表24對(duì)應(yīng)地址ID=24
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四、硬件規(guī)格及軟體需求：
1、PM-2133-CAN電表規(guī)格：
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輸入電壓 |
PM-2133-CAN：10-500V |
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輸入電流 |
CT Φ10 （60A）， 最大CT Φ16（100A）Φ24（ 200A） |
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輔助電源 |
DC 10-30V |
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啟動(dòng)電流 |
<0.001 lb |
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頻率 |
60/50 Hz |
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接線方式 |
PM-2133-CAN：可自動(dòng)判斷或手動(dòng)設(shè)定1Φ2W-1CT、1Φ3W-2CT、3Φ3W-2CT、3Φ3W-3CT、3Φ4W |
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量測(cè)值 |
PM-2133-CAN： VA, VB, VC, VaveI A, I B,I C, I avekWA, kWB, kWC, kWtot kVAA, kVAB, kVAC, kVAtotkvarA, kvarB, kvarC, kvartot PFA, PFB, PFC, PFtotkWhA , kWhB, kWhC, kWhtot kVAhA , kVAhB, kVAhC, kVAhtotkvarhA , kvarhB, kvarhC, kvarhtot |
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通訊 |
通訊協(xié)議：Modbus-RTU RS485 ， half duplex isolated Baud Rate：9600 ， 19200(出廠預(yù)設(shè)) ， 38400 通訊協(xié)議：CAN BUS Baud Rate：125 k(出廠預(yù)設(shè))，250 k，500 k，1000 k |
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kWh 精度 |
PF=1 ， <0.5%；PF=0.5 ， <1% 優(yōu)于IEC62053-21 |
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尺寸 |
78(L)x35(W)x99(H)mm |
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操作溫度 |
-10℃~70 ℃ |
2、VB-115H控制主機(jī)規(guī)格：,
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型號(hào) |
VB-115H-N |
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處理器 |
Intel Mobile Celeron M 1.5GHz |
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芯片組 |
Intel 910GM |
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L2 高速緩沖存儲(chǔ)器 |
1MB |
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內(nèi)存 |
2GB DDR2 533 |
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系統(tǒng)儲(chǔ)存裝置 |
2.5” 160GB SATA 硬盤 |
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PCI Bus |
兩組 32-bit/33MHz PCI Bus 插槽, 不支援長(zhǎng)卡 |
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前面板界面 |
2 x USB 2.0 埠, ATX power on/off switch, |
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背板界面 |
PS/2 接頭, VGA 接頭, 4 x USB 2.0 端口, 2 x GbE 網(wǎng)絡(luò)端口, 4 x COM埠透過(guò)一個(gè) DB44 接頭 (3 x RS-232, 1 x RS/232/422/485) , DVI 接口, 1 x 麥克風(fēng)輸入, 1 x 音源輸出, 2-pin遠(yuǎn)程電源開(kāi)關(guān)輸出接頭, +12V ~ +30V DC電源輸入接頭 |
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電源 |
系統(tǒng)主板內(nèi)建DC to DC 供電設(shè)計(jì)電路, 支持12 至 30VDC 提供外接式120W AC電源轉(zhuǎn)接器 (輸入: 100~240VAC, 2A, 50/60Hz; 輸出:19VDC) |
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尺寸大小 |
195 mm (W) x 268 mm (D) x 107 mm (H) |
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機(jī)身結(jié)構(gòu) |
無(wú)風(fēng)扇鋁質(zhì)散熱機(jī)身 |
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環(huán)境條件 |
操作溫度 周遭環(huán)境 : 0°C to 40°C VISION BOX case (機(jī)殼表面溫度) 5°C to 45°C (含硬盤時(shí)) -10°C to 50°C (只有CF card 時(shí)) 儲(chǔ)存溫度: -20°C to 80°C 相對(duì)濕度: 10% to 90% (非凝結(jié)狀態(tài)) |
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安規(guī)認(rèn)證 |
CE, FCC A |
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3、Power Meter Utility軟件
Power Meter Utility軟件是泓格免費(fèi)向客戶提供的一款為智能電表參數(shù)配置和測(cè)試使用的軟件。軟件畫(huà)面如下：
通過(guò)該軟件能夠設(shè)置波特率、PT比值，CT比值等參數(shù)，并支持英語(yǔ)、簡(jiǎn)體中文和繁體中文。在對(duì)單塊智能電表進(jìn)行參數(shù)配置、測(cè)試和診斷非常簡(jiǎn)便。
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4、PMMS監(jiān)控軟件
（1）PMMS（Power Monitor & Management System）為電力監(jiān)控與管理系統(tǒng)軟件，能夠通過(guò)RS-485、CAN BUS或是PLC通訊機(jī)制，將設(shè)備、機(jī)臺(tái)、燈光、冷氣等電力裝置的用電狀態(tài)，予以量測(cè)監(jiān)控、紀(jì)錄，并提供中控級(jí)系統(tǒng)軟件，協(xié)助客戶（用戶）了解其用電的狀態(tài)。
?。?）目前采用CAN BUS總線將電表的量測(cè)值數(shù)據(jù)，傳輸出來(lái)。
（3）PMMS軟件界面如下：
?。?）每塊智能電表都能夠根據(jù)客戶需要進(jìn)行設(shè)置，在畫(huà)面中實(shí)時(shí)顯示那些需要的數(shù)值，如峰、谷、平時(shí)段的電壓、電流、功率、電費(fèi)和電費(fèi)總額。同時(shí)在下方提示錯(cuò)誤和斷線報(bào)警功能。
?。?）另外，PMMS軟件能夠設(shè)置報(bào)表自動(dòng)生成功能，能夠自動(dòng)生成日?qǐng)?bào)表、周報(bào)表、月報(bào)表，季報(bào)表，并根據(jù)需自動(dòng)生成曲線圖。
?。?）PMMS報(bào)表產(chǎn)生器界面如下圖：
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五、現(xiàn)場(chǎng)布線施工
1、材料和工具準(zhǔn)備
PM-2133-CAN智能電表24塊，MDR-20-24 24V直流電源24塊，RS485雙絞線，紅、白軟線，保險(xiǎn)絲，Y型端子和針型端子，端子臺(tái)，導(dǎo)軌，金屬屏蔽盒，一字螺絲刀，十字螺絲刀，剝線鉗，壓線鉗，剪線鉗。
2、安裝步驟
?。?） 先將三相電源(A、B、C)電線，接至配電盤上的三相的保險(xiǎn)絲二次測(cè)。
（2） RS-485通訊線接進(jìn)去 D+ (紅) 、D- (白) 處。
（3）將三相的保險(xiǎn)絲(1A)扣上。
?。?）將開(kāi)口式比流器(1)、(2)、(3)扣在配電盤上的貫穿式比流器A 、B 、C相上。
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?。?）安裝完成后如下圖
注: 開(kāi)口式比流器安裝分解圖:
六、監(jiān)控軟件應(yīng)用說(shuō)明
PMMS可以作為監(jiān)控軟件獨(dú)立運(yùn)行于控制主機(jī)上，泓格科技所開(kāi)發(fā)的PMMS 智能電表數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，搭配泓格科技的精巧型智能電表PM-2133/PM-2134。PMMS系統(tǒng)會(huì)透過(guò)COM Port 將前端電力表(PM-2133/PM-2134)設(shè)備所監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)取回并記錄于數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，提供系統(tǒng)用戶在當(dāng)下或事后進(jìn)行被監(jiān)控設(shè)備電力使用狀況的檢視或查詢。由于電力表硬設(shè)備僅提供RS-485/CAN 的實(shí)體通訊接口，所以PC 端用戶需透過(guò)轉(zhuǎn)換模塊(如:本公司的I-7561、I-7520、I-7565 等)將PC 上RS-232 或USB 通訊接口轉(zhuǎn)換成RS-485/CAN 通訊接口格式，如此PMMS 系統(tǒng)才能取得電表數(shù)據(jù)。在整個(gè)軟件系統(tǒng)的架設(shè)過(guò)程中，使用者不必進(jìn)行煩雜的程序撰寫，僅需通過(guò)各項(xiàng)設(shè)定，即可完成將電表所監(jiān)控設(shè)備的電力使用狀況儲(chǔ)存于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中。
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產(chǎn)品特色如下：
1. 通過(guò)COM口設(shè)定實(shí)現(xiàn)與電力表(PM-2133/PM-2134)設(shè)備連接。
2. 支持MS SQL Server 與 MS Access 2003 數(shù)據(jù)庫(kù)。
3. 通過(guò)以太網(wǎng)支持遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)備份，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)中斷而無(wú)法將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存于遠(yuǎn)程MS SQL Server 數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，本機(jī)端硬盤數(shù)據(jù)仍然存在，不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象。
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4. 可顯示電力監(jiān)控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及歷史內(nèi)容，數(shù)據(jù)更新時(shí)間可軟件設(shè)置。
5. 提供電力監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)及歷史趨勢(shì)圖。
6. 能夠根據(jù)不同員工設(shè)定權(quán)限。
7. 能夠設(shè)定自動(dòng)生成EXCEL檔報(bào)表。
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自動(dòng)生成的EXCEL檔文件存放在指定的文件夾下，EXCEL檔文件內(nèi)容和曲線圖如下圖所示。
七、其它
項(xiàng)目完成后，提交安裝設(shè)置的相關(guān)參數(shù)，并交付電表操作手冊(cè)，及安裝資料。并對(duì)此階段工作移交及相關(guān)事宜匯總。
