現(xiàn)場總線在某化工廠低壓配電自動化系統(tǒng)中的應用
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2.3.5 現(xiàn)場設備狀態(tài)可控
通過現(xiàn)場總線，現(xiàn)場設備的管理信息大大增加，這些信息包括功能模塊組態(tài)、參數(shù)狀況、診斷和驗證數(shù)據(jù)等。操作人員在控制室里就可以對這些信息進行維護和驗證數(shù)據(jù)等。操作人員在控制室里就可以對這些信息進行維護和管理，對現(xiàn)場設備進行參數(shù)整定，并實時地進行性能維護。當設備參數(shù)、狀態(tài)發(fā)生變化時，操作人員能提前對該設備進行預處理，可減少事故發(fā)生。故障發(fā)生后，報警機制會立刻通知操作人員故障發(fā)生的部位和設備，從而提高了系統(tǒng)的可靠性和可維護性。
2.3.6 降低了系統(tǒng)及工程成本
對大范圍、大規(guī)模I/O的分布式系統(tǒng)來說，省去了大量的電纜、I/O模塊及電纜敷設工程費用，降低了系統(tǒng)及工程成本。
3. 基于現(xiàn)場總線技術的低壓配電自動化系統(tǒng)的應用
如今，現(xiàn)場總線技術已經(jīng)開始得到較為廣泛的應用。如某化工廠所用低壓配電自動化系統(tǒng)，采用基于現(xiàn)場總線技術的ACREL-2000監(jiān)控系統(tǒng)，已投入運行，運行狀況良好。下文以該配電自動化系統(tǒng)為例，簡述現(xiàn)場總線技術在行業(yè)內(nèi)低壓配電自動化系統(tǒng)中的應用。
3.1 系統(tǒng)簡介
安科瑞的Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件借助了計算機、通信設備、計量保護裝置等，為系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)采集、開關狀態(tài)監(jiān)測及遠程控制提供了基礎平臺。該電力監(jiān)控系統(tǒng)可以為企業(yè)提供“監(jiān)控一體化”的整體解決方案，主要包括實時歷史數(shù)據(jù)庫AcrSpace、工業(yè)自動化組態(tài)軟件AcrControl、電力自動化軟件AcrNetPower、“軟”控制策略軟件AcrStrategy、通信網(wǎng)關服務器AcrFieldComm、OPC產(chǎn)品、Web門戶工具等。
3.2 系統(tǒng)結構
Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)是基于10kV及以下變配電系統(tǒng)的監(jiān)測與管理，該系統(tǒng)由管理層（站控層）、通信層（中間層）、間隔層（現(xiàn)場監(jiān)控層）三部分組成，見下圖。
站控層設立主控系統(tǒng)Acrel-2000一套。硬件系統(tǒng)采用工作臺式結構，軟件系統(tǒng)采用基于WIN2000 操作系統(tǒng)的電力監(jiān)控軟件Acrel-2000, 同時能通過MODBUS SERVER 和OPC方式實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的上傳, 實現(xiàn)資源共享。站控層通過位于通信層的工業(yè)以太網(wǎng)交換機與現(xiàn)場中的通信服務器或通信網(wǎng)關進行數(shù)據(jù)交換。
通信層除了有一個工業(yè)以太網(wǎng)交換機外，還在每個設備層總線分支處設立了一個通信服務器或網(wǎng)關，用來將現(xiàn)場的總線協(xié)議轉(zhuǎn)為以太網(wǎng)協(xié)議。在保護裝置分支中還使用了ACRHMI通信管理機，ACRHMI是用于實現(xiàn)配電系統(tǒng)的通信處理和設備管理的智能通信單元，其選用了一塊12.1寸高亮度TFT真彩觸摸屏，使用實時嵌入式操作系統(tǒng)（WinCE.NET）和系統(tǒng)工程運行軟件，具有良好的人機界面，集成了ProfiBus-DP通訊接口和TCP/IPRJ45接口，能將多種設備通過現(xiàn)場總線技術有機地連接起來。
現(xiàn)場監(jiān)控層采用包括ARD系列智能馬達控制器、ACR系列多功能網(wǎng)絡儀表在內(nèi)的具備RS485 ProfiBus-DP通訊接口的分布在配電柜上的智能可通訊設備，通過現(xiàn)場總線通信實現(xiàn)與通信網(wǎng)關的數(shù)據(jù)交換。
系統(tǒng)報價—覽表 單位：元（RMB）
名稱 型號 單位 面價 備注
監(jiān)控主機 IPC610H/PIV2.8G/1G/120G/166x DVD/KB+MS/
D-Link530+外設 臺 8500 均可用戶自備，以當時市場價格為準，該報價僅供參考
顯示器 三星19寸液晶顯示器 臺 3000
三星22寸液晶顯示器 臺 3800
打印機 HP LaserJet 1020 A4 臺 2500
EPSON-LQ1600KIIIH A3 臺 4000
UPS電源 山特C1KS 臺 5000
山特C2KS 臺 6500
通訊線纜 五類線 米 4.6
屏蔽雙絞線RVVP 2×1.0 米 5.6
光纖（多模） 米 6.6
通訊機柜 1200×600×600 面 3000
2200×600×600 面 5000
光電轉(zhuǎn)換 HTB-1000 只 750 遠距離傳輸
終端盒 只 60
尾纖 面 50
耦合器 面 50
熔接點 個 50
通訊轉(zhuǎn)換 擴展卡ACRNET-PCI/4 塊 3000 擴展卡
串口服務器ACRNET-PORT(2口) 只 3000 串口服務器
串口服務器ACRNET-PORT(4口) 只 5500
通訊前置機ACRNET-UC02(2口) 只 4000 通訊前置機
通訊前置機ACRNET-UC04(4口) 只 6000
通訊前置機ACRNET-UC08(8口) 只 11500
通訊管理機ACRHMI 臺 30000 人機界面
組網(wǎng)設備 網(wǎng)絡交換機EDS-208 臺 3000 局域組網(wǎng)
網(wǎng)絡交換機EDS-408 臺 8500
監(jiān)控軟件 Acrel監(jiān)控組態(tài)軟件V6.0 系統(tǒng)組態(tài)軟件
圖形組態(tài)軟件
電能管理軟件
數(shù)據(jù)庫軟件 套 3萬 設備數(shù)量1～10
4萬 設備數(shù)量11～20
6萬 設備數(shù)量21～40
8萬 設備數(shù)量41～80
10萬元以上 設備數(shù)量80以上
雙機版 套 單機價格×1.5
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā) 每+1用戶 套 3000
Web發(fā)布 每+1用戶（總用戶數(shù)≤5） 套 5000
電力儀表 ACR330ELH 臺 4860
ACR220ELH 臺 4280
ACR120EL 臺 3580
導軌式電表 DTSD1352 臺 2050
DTSF1352 臺 1200
DDSF1352 臺 600
3.3 系統(tǒng)功能
3.3.1 友好的人機交互界面（HMI）
標準的變配電系統(tǒng)具有CAD一次單線圖顯示中、低壓配電網(wǎng)絡的接線情況；龐大的系統(tǒng)具有多畫面切換及畫面導航的功能；分散的配電系統(tǒng)具有空間地理平面的系統(tǒng)主畫面。主畫面可直觀顯示各回路的運行狀態(tài)，并具有回路帶電、非帶電及故障著色的功能。主要電參量直接顯示于人機交互界面并實時刷新。
3.3.2 用戶管理
Acrel-2000智能電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件可對不同級別的用戶賦予不同權限，從而保證系統(tǒng)在運行過程中的安全性和可靠性。如對某重要回路的合/分閘操作，需操作員級用戶輸入操作口令外，還需工程師級用戶輸入確認口令后方可完成該操作。
3.3.3 數(shù)據(jù)采集處理
Acrel-2000智能電力監(jiān)控系統(tǒng)可實時和定時采集現(xiàn)場設備的各電參量及開關量狀態(tài)（包括三相電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率、電能、溫度、開關位置、設備運行狀態(tài)等），將采集到的數(shù)據(jù)或直接顯示、或通過統(tǒng)計計算生成新的直觀的數(shù)據(jù)信息再顯示（總系統(tǒng)功率、負荷最大值、功率因數(shù)上下限等），并對重要的信息量進行數(shù)據(jù)庫存儲。
3.3.4 趨勢曲線分析
Acrel-2000智能電力監(jiān)控系統(tǒng)提供了實時曲線和歷史趨勢兩種曲線分析界面，通過調(diào)用相關回路實時曲線界面分析該回路當前的負荷運行狀況。如通過調(diào)用某配出回路的實時曲線可分析該回路的電氣設備所引起的信號波動情況。系統(tǒng)的歷史趨勢即系統(tǒng)對所有已存儲數(shù)據(jù)均可查看其歷史趨勢，方便工程人員對監(jiān)測的配電網(wǎng)絡進行質(zhì)量分析。
3.3.5 報表管理
Acrel-2000智能電力監(jiān)控系統(tǒng)具有標準的電能報表格式并可根據(jù)用戶需求設計符合其需要的報表格式，系統(tǒng)可自動統(tǒng)計?？勺詣由筛鞣N類型的實時運行報表、歷史報表、事件故障及告警記錄報表、操作記錄報表等，可以查詢和打印系統(tǒng)記錄的所有數(shù)據(jù)值，自動生成電能的日、月、季、年度報表，根據(jù)復費率的時段及費率的設定值生成電能的費率報表，查詢打印的起點、間隔等參數(shù)可自行設置；系統(tǒng)設計還可根據(jù)用戶需求量身定制滿足不同要求的報表輸出功能。
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