CN103454531B - 对化成铝箔生产用电监控的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及工业自动化领域中的对电能信息的监控技术，其公开了一种对化成铝箔生产用电监控的系统及方法，解决传统技术中采用人力监测电能的方式带来的不能实时监测和可靠性不高的问题。在本系统中，摒弃传统技术中的机械式电能表，取而代之的是具备远程通信和联网功能以及自动采集相关参数功能的数字式电能表，并通过电能表的通讯接口将三相电压、三相电流、谐波、功率因数等参数采集后经以太网交换机上传至电脑终端，通过软件实现实时监控用电情况，实时分析化成铝箔产品的单位耗电情况，采集到的数据超出规定范围后声光报警，然后对生产用电质量进行调整，本发明适用于工业用电场所。

Description

对化成铝箔生产用电监控的系统及方法
技术领域
本发明涉及工业自动化领域中的对电能信息的监控技术，特别涉及用于对化成铝箔生产用电监控的系统及监控的方法。
背景技术
电力系统中存在着大量非线性、冲击性和波动性负荷，比如大功率的变频设备及拖动装置、电气化铁路、电化工业的整流设备、感应加热炉，电弧炉等；这些负荷可能造成电网发生波形畸变（谐波）、电压波动、闪变、三相不平衡、非对称性等，使得电网电能质量严重降低。而由于带微处理器控制的精密电子仪器在国民经济企业中大量使用，其对供电质量的敏感程度越来越高，这就对电能质量提出了更高的要求。要对电网的电能质量进行改善，首先要对电能质量做出精确的检测和分析，测量电网的电能质量水平，并分析和判断造成各种电能质量问题的原因，为电能质量的改善提供依据，这就涉及到如何对电能使用状况进行监测。
目前，高压电能监测普遍安装的电能表多为计量有功电量和无功电量的电度表，不能对三相电压、三相电流、谐波、功率因数等参数进行测量并显示，并且对以上参数的记录多为人工记录，不能实时反映电能质量的使用情况，导致电能质量不高的时候不能及时反映整流用电情况，不能及时对用电质量做出调整。
传统技术中对上述问题的处理方式是选择增加人工巡查和抄表的频率，发现问题后才进行处理，但是这样会明显增加工人的劳动强度、浪费人力资源、且可靠性不高。
因此，如何对电能使用情况进行智能化、实时监测成为当前的一项研究重点，特别是对于化成铝箔生产行业来说，对电能监控除了用于根据监控数据对用电质量及时进行调整之外，其另一个意义还在于对化成铝箔的单位耗电量进行计算，从而有助于核算产品的成本，如果电能监测不准确，对成本的计算会有很大影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提出一种对化成铝箔生产用电监控的系统及方法，解决传统技术中采用人力监测电能的方式带来的不能实时监测和可靠性不高的问题。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：
对化成铝箔生产用电监控的系统，包括：N只数字式电能表、以太网交换机、上位机；所述N只数字式电能表通过以太网交换机连接至上位机；所述N为正整数；
所述数字式电能表，用于采集电能监测的相关参数并将这些参数通过以太网交换机传送给上位机；
所述上位机，用于建立数表对数字式电能表上传的电能监测的相关参数进行存档，并与预设的参数阈值进行对比，当超过预设的参数阈值时进行报警提示。
进一步，所述数字式电能表具有RS485通讯接口，各个数字电能表的所述RS485通讯接口与以太网交换机的串口之间按照串行总线的方式相连。
进一步，所述上位机是位于以太网中的任意PC机。
进一步，所述电能监测的相关参数包括：电压、电流、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、功率因数、频率、谐波。
进一步，所述上位机还用于提供电能监测的相关参数的曲线显示界面。
进一步，所述上位机还用于提供单位面积铝箔耗电计算功能，用户设定查询起止时间、输入对应时间段铝箔总面积后即可计算每平方米铝箔耗电情况。
进一步，所述上位机还用于提供用户的权限设置，使得不同的用户根据其对应的权限查看相应的工作内容。
此外，在基于上述系统的基础上，本发明的另一目的，还在于提出相应的对化成铝箔生产用电监控的方法，该方法包括以下步骤：
a.各数字式电能表采集电能监测的相关参数，并将这些参数通过以太网交换机传送给上位机；
b.上位机建立数表对数字式电能表上传的电能监测的相关参数进行存档；并与预设的参数阈值进行对比，当超过预设的参数阈值时进行报警提示。
进一步，所述步骤b中，还包括：上位机提供电能监测的相关参数的曲线显示界面。
进一步，该方法还包括步骤：
c.当用户需要查询单位面积铝箔耗电情况时，在上位机相应界面中设定查询起止时间、输入对应时间段铝箔的总面积后，上位机结合数表中的数据自动计算每平米铝箔的耗电情况。
本发明的有益效果是：对电能数据进行实时智能监测，采集相关参数并与预设的参数阈值进行对比发现异常状况时及时报警，有利于实时监测用电质量以便及时做出相应调整；且可以提供单位面积的化成铝箔所消耗电能的自动计算功能，使得化成铝箔的电能消耗更加直观，有利于企业生产成本核算。
附图说明
图1为对化成铝箔生产用电监控的系统示意图。
具体实施方式
本发明旨在提出一种对化成铝箔生产用电监控的系统及方法，解决传统技术中采用人力监测电能的方式带来的不能实时监测和可靠性不高的问题。其核心思想为：摒弃传统技术中的机械式电能表，取而代之的是具备远程通信和联网功能以及自动采集相关参数功能的数字式电能表，并通过电能表的通讯接口将三相电压、三相电流、谐波、功率因数等参数采集后经以太网交换机上传至电脑终端，通过软件实现实时监控用电情况，实时分析化成铝箔产品的单位耗电情况，采集到的数据超出规定范围后声光报警，然后对生产用电质量进行调整。
下面结合附图及实施例对本发明的方案作进一步的描述：
如图1所示，本例中的对化成铝箔生产用电监控的系统包括多个数字式电能表（位于需要进行电能监测的各个回路中）、以太网交换机、上位机；在具体实施上，数字式电能表可以选用PMC-43M电能表，此款电能表可以采集电压、电流、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、功率因数、频率、谐波等，并有远程通讯和联网功能，可在星形电力系统和三角型电力系统中安装，且该电能表配置有RS485通信口，通讯波特率最高可达19200bps；上位机可以是位于以太局域网中的任意PC机；
各个数字式电能表的RS485通信接口与以太网交换机的串口按照串行总线方式相连，按照Modbus协议进行通讯，电能表按顺序编排地址，以太网网关程序顺次轮询每只表，读取表上数据；所有的监控数据通过工业以太网传送至上位机；
当然，为了实现监控，还需要在上位机终端里安装相应软件客户端程序，该软件客户端程序可以实现以下功能：
1、对于各种持续的数据，比如电压、电流、有功功率、无功功率等，可以实时曲线和历史曲线的方式直观显示，作为衡量生产线性能的依据。
2、根据要求设置电压、电流、功率因素报警值，超过自定义范围时进行醒目的警示。
3、可将监控数据以数表的形式记录、存储、还可以生成报表。
4、除了能将数据存档，用户还可以在表格的头、末端按照需要流出位置输入必要的标识说明后存档，以备日后查询。
5、提供单位面积铝箔耗电计算功能，用户设定起止时间、输入对应时间段铝箔总面积后即可计算每平方米铝箔耗电情况。
6、电能数据可按照日、月、分时的方式按照生产线进行统计，并提供报表
7、按系统的使用权限，不同人员根据不同权限查看相应的工作内容。
8、针对本厂的20条生产线全部运转时每条生产线所有数据记录间隔最长不超过2秒。
9、系统运行稳定可靠，记录真实，不能出现数据传输错误或丢失现象。
10、系统各界面之间转换方便，界面友好、可操作性强。
本例中的对化成铝箔生产用电监控的方法，包括以下实施步骤：
a.各数字式电能表采集电能监测的相关参数，并将这些参数通过以太网交换机传送给上位机；
b.上位机建立数表对数字式电能表上传的电能监测的相关参数进行存档；并与预设的参数阈值进行对比，当超过预设的参数阈值时进行报警提示；上位机提供电能监测的相关参数的曲线显示界面；
c.当用户需要查询单位面积铝箔耗电情况时，在上位机相应界面中设定查询起止时间、输入对应时间段铝箔的总面积后，上位机结合数表中的数据自动计算每平米铝箔的耗电情况。
需要说明的是，本发明要求保护的范围包含但不仅限于上述实施例，本领域技术人员根据以上描述在不脱离本发明精神实质的情况下对本发明的技术内容作出的等同修改/替换，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.对化成铝箔生产用电监控的系统，其特征在于，包括：N只数字式电能表、以太网交换机、上位机；所述N只数字式电能表通过以太网交换机连接至上位机；所述N为正整数；
所述数字式电能表，用于采集电能监测的相关参数并将这些参数通过以太网交换机传送给上位机；
所述上位机，用于建立数表对数字式电能表上传的电能监测的相关参数进行存档，并与预设的参数阈值进行对比，当超过预设的参数阈值时进行报警提示；所述上位机还用于提供单位面积铝箔耗电计算功能，用户设定查询起止时间、输入对应时间段铝箔总面积后即可计算每平方米铝箔耗电情况；
所述数字式电能表具有RS485通讯接口，各个数字式电能表的RS485通信接口与以太网交换机的串口按照串行总线方式相连，按照Modbus协议进行通讯，电能表按顺序编排地址，以太网网关程序顺次轮询每只表，读取表上数据。
2.如权利要求1所述的对化成铝箔生产用电监控的系统，其特征在于，所述上位机是位于以太网中的任意PC机。
3.如权利要求1所述的对化成铝箔生产用电监控的系统，其特征在于，所述电能监测的相关参数包括：电压、电流、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、功率因数、频率、谐波。
4.如权利要求1所述的对化成铝箔生产用电监控的系统，其特征在于，所述上位机还用于提供电能监测的相关参数的曲线显示界面。
5.如权利要求1所述的对化成铝箔生产用电监控的系统，其特征在于，所述上位机还用于提供用户的权限设置，使得不同的用户根据其对应的权限查看相应的工作内容。
6.对化成铝箔生产用电监控的方法，应用于如权利要求1所述的系统中，其特征在于，包括以下步骤：
a.各数字式电能表采集电能监测的相关参数，并将这些参数通过以太网交换机传送给上位机；
b.上位机建立数表对数字式电能表上传的电能监测的相关参数进行存档；并与预设的参数阈值进行对比，当超过预设的参数阈值时进行报警提示；
c.当用户需要查询单位面积铝箔耗电情况时，在上位机相应界面中设定查询起止时间、输入对应时间段铝箔的总面积后，上位机结合数表中的数据自动计算每平米铝箔的耗电情况。
7.如权利要求6所述的对化成铝箔生产用电监控的方法，其特征在于，所述步骤b中，还包括：上位机提供电能监测的相关参数的曲线显示界面。
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