能耗在線監測系統在工業節能中的應用

王 凱，李學臣

（山東省淄博市節能監察支隊，山東 淄博 255000）

1 引言

隨著我國工業經濟的不斷發展，在“十一五”取得顯著效果的同時。節能減排成為工業面臨的一個難題，“十二五”期間，我國在《節能減排“十二五”規劃》中明確提出“十二五期間，實現節約能源6.7億t標準煤”等目標。目前，面對復雜多變的經濟形勢，我國對工業采取“調結構，促轉型”政策，同時，國家發改委等部門將加強能耗在線監測系統等自動化技術在工業中的應用，采用新技術來突破節能減排的瓶頸。

2 能耗在線監測系統介紹

能耗在線監測系統是為了改變過去人工定期上報能耗報表，客觀反映實際能耗、對不同類別能耗指標進行有效分析而研發的一種智能系統。在能耗在線監測系統中，集成了傳感器檢測技術、Internet／Intranet網絡技術、通訊技術，以及數據庫和高級語言編程等技術。

圖1 能耗在線監測系統結構框架

圖1為能耗在線監測系統結構框架圖，從中可以看出此系統主要由4部分組成：第一部分為現場級工作站，主要作用是檢測各種物理信號；第二部分為車間級工作站，采集各監測點的監測數據；第三部分是中央控制室工作站，對各車間級的數據進行匯總，并根據數據對裝置進行有效控制；第四部分是工程師管理工作站，根據權限對數據進行管理。各部分通過RS485通訊、RS232通訊、以太網通訊、無線通訊等通訊方式連接起來，形成一個整體［1］。

3 能耗在線監測系統在工業中的應用

現以安徽工業大學研發的電能量在線監測系統為例進行說明，該系統已在國內某鋼鐵集團熱電廠成功應用［2］。

3.1 電能量在線監測系統硬件組成

整個系統的硬件組成主要分為4大模塊［2］：①多功能電度表模塊；②前置機模塊；③網絡隔離模塊；④服務器模塊。整個架構如圖2所示。

圖2 系統硬件結構

前置機有多個RS485或RS232接口，便于與現場智能電表相連，同時還具有RJ45接口，實現與以太網的連接。根據現場電表分布，考慮今后擴展需要，將各電表按地域分成多個電表組，每組通過一路RS－485總線與前置機端口直接相連［3］。

根據電廠規定，本系統采用Modbus串行協議與運行在MIS系統上一臺數據服務器相連。前置機通過一個RS485端口和ADAM－4572的Modbus端口相連，ADAM－4572的以太網端口則連至MIS系統局域網上，實現與數據服務器的通訊。

3.2 電能量在線監測系統軟件結構

該系統的軟件結構可以分為3層，系統軟件結構圖如圖3所示［2］。

硬件支持層是整個系統運行的基礎，主要包括前置機、網絡、計算機、通訊系統、服務器。

中間層是該系統的前置機使用Windows2000操作系統，服務器使用 Windows Server2003操作系統。中間層的上一層稱之為應用層，應用層根據軟件系統架構可分為：前置機層、服務器層、web瀏覽層。

圖3 系統軟件結構

前置機層安裝有CCM監控通訊組態軟件，主要功能有：①數據采集.可以根據用戶設定的采集時間間隔對電度表的各項數據進行采集。②數據存儲.前置機主要用來采集電量并與服務器進行網絡通訊，把數據傳到服務器中進行存儲。③網絡通訊.該軟件通過OPC方式與CCM交換數據，并通過Modbus／RTU協議實現前置機和數據服務器間的收發數據。④規約設置.該軟件可針對不同電表進行規約設置。⑤參數設置：對每塊表對應的串口號、接口地址等進行相應設置。⑥電表ID重置：每塊電度表在出廠時都指定了一個唯一的識別地址，該軟件可通過對電表發送報文以修改電表的識別地址，維護起來十分方便［4］。

服務器層裝有數據召喚軟件，該軟件是在VS2010環境下，使用VB.NET編寫的。WEB瀏覽層：監測網站是基于ASP.NET技術，采用C＃編程語言開發的。

WEB瀏覽層的主要功能有以下幾點［5］：①數據查詢：操作人員可查歷史任意時刻數據。②報表管理：報表管理提供了每個變電站電量使用情況的年月日報表。③權限管理：實現了對系統用戶權限的管理。④警告數據：如電表電量發生異常，會產生報警，并記錄到數據庫。⑤日志記錄：日志管理記錄了系統用戶的登錄、數據出錯和修改數據的情況。

4 結語

通過電能量在線監測系統的成功應用，說明了能耗在線監測系統確實能夠提高工廠用能管理水平，實現工廠用能相關數據信息進行實時的采集、統計及分析，有利于解決工業面臨的節能問題。

［1］曾曉梅.發電廠廠用電量綜合管理系統淺析［J］.信息科技，2009（11）：173～174.

［2］王 普，王 凱，劉 升，等.基于現場總線的電能量數據采集與管理系統［J］.信息科技，2012（2）：53.

［3］黃志強，王新民.電能量采集系統在電網管理中的應用［J］.自動化技術與應用，2006（4）：3～5.

［4］王 勤.上海市污染源廢水在線監控系統的開發與應用［J］.上海環境科學，2002（6）.

［5］王 強，周乃君.130t／h煤粉鍋爐風－粉在線監測系統的應用和研究［J］.熱能動力工程，2001（6）.