一、方案背景

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

二、監(jiān)測需求

數(shù)據(jù)可視化：實現(xiàn)機器的電能消耗和生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)的可視化呈現(xiàn)；

生產(chǎn)與維護科學化：借助實時數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)計劃的排程和機器維護提供科學依據(jù)；

技術(shù)參數(shù)分析：對機器的各項技術(shù)參數(shù)進行分析，以確保其符合相關(guān)的行業(yè)標準和規(guī)范；

能效評估：通過數(shù)據(jù)分析，評估機器的實際能源利用效率，確定是否符合預期性能、合理性和標準要求；

生產(chǎn)優(yōu)化：借助數(shù)據(jù)分析，評估計劃排程、機器運行和操作的效率，以確定潛在的優(yōu)化和改進機會；

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)，以確保其符合標準和規(guī)范，為電能質(zhì)量管理提供數(shù)據(jù)支撐。

三、方案設計

1、監(jiān)測點選擇

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

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

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

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

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

2、系統(tǒng)架構(gòu)

本方案系統(tǒng)由感知層、網(wǎng)絡層、平臺層組成：

▲系統(tǒng)網(wǎng)絡示意圖

感知層

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

電能表性能特點：

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

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，可用于更準確地核算電能消耗成本、優(yōu)化生產(chǎn)計劃，提供準確的數(shù)據(jù)支撐；

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

網(wǎng)絡層

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)絡層的實時數(shù)據(jù)流；

實時數(shù)據(jù)處理：平臺能夠?qū)崟r數(shù)據(jù)進行處理和分析，包括數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測、異常檢測和警報生成；

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表，以直觀展示機器的能耗情況、電能質(zhì)量參數(shù)、機器性能等；

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；

智能預警：平臺支持自定義報警值設置，當數(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；

報表生成：平臺可生成各種報告，包括電能消耗報告、設備性能評估報告、電能質(zhì)量報告等，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、用電高峰和低谷時段等。通過更科學的用電計劃和負載管理，企業(yè)能夠削減能源成本，從而提高利潤；

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

生產(chǎn)效率提升：電能監(jiān)測系統(tǒng)可提供實時數(shù)據(jù)，幫助企業(yè)更好地規(guī)劃生產(chǎn)計劃、改進機器運行和操作，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)能夠做出更科學的決策，包括生產(chǎn)計劃、設備維護和操作改進等；

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)量在標準范圍內(nèi)，有助于減少電氣故障，提高設備可靠性，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)的實施。