Автоматические системы контроля и учета энергоресурсов

На сегодняшний день перед предприятиями всех отраслей промышленности стоит задача внедрения систем АСКУЭ (Автоматических систем контроля и учета энергоресурсов).

Как правило, целью создания системы АСКУЭ является организация Энергетического мониторинга на предприятии.

Энергетический мониторинг состоит из следующих этапов:

Внедрение системы АСКУЭ
На данном этапе по всем цехам завода устанавливаются системы сбора информации от следующих приборов:

расходомеры жидких и сыпучих сред, расходомеры тепловой энергии, расходомеры газа, весоизмерительное оборудование;
датчики различных физических величин;
приборы контроля качества электроснабжения;
приборы учета электроэнергии;

Анализ данных, предоставляемых системой АСКУЭ

На данном этапе производится анализ архивов данных, записанных на жестком диске компьютера с установленной SCADA-системой. Из архивов SCADA-система позволяет формировать часовые, суточные, недельные, месячные и т. д. отчеты. После анализа данных производится выбор приоритетных участков технологического процесса с наибольшим потреблением энергии, т. к. на данных участках, в случае внедрения энергосберегающих технологий, будет наибольший экономический эффект.

Внедрение новых технологий, и оптимизация работы оборудования на участках технологического процесса с наибольшим потреблением энергии
После выявления участков технологического процесса с наибольшим потреблением энергии, внедряются энергосберегающие технологии, либо оптимизируются режимы работы оборудования. Через некоторое время снова производится анализ данных, предоставляемых системой АСКУЭ и делаются выводы о экономическом эффекте произведенной модернизации.

Автоматическая система контроля и учета энергоресурсов позволяет:

Архивировать технологические параметры;
Архивировать аварийные и рабочие события, а также выход контролируемых параметров за заданные пределы, с метками времени;
Визуализировать состояние оборудования;
Индицировать текущие значения параметров;
Обеспечивать доступ к системе АСКУЭ одновременно нескольких пользователей;
Генерирование отчетов (часовых, суточных, недельных и т. д.);

Как правило, система АСКУЭ имеет распределенную структуру: на нижнем уровне расположены модули сбора информации (контроллеры или интеллектуальные приборы, оснащенные одним из промышленных цифровых интерфейсов (MODBUS, PROFIBUS или др.)), а на верхнем уровне - сервер сбора данных (SCADA-система).

Рассмотрим несколько приборов, предназначенных для контроля качества электроснабжения:

SIMEAS P
Фирма SIEMENS выпускает серию приборов для контроля качества электроснабжения
Прибор серии SIMEAS P500/P550-7KG7500/7KG7550

Прибор серии SIMEAS P500/P550-7KG7500/7KG7550 обладает следующими характеристиками:

Монтаж на щитовую панель;
Большой графический дисплей;
Встроенный интерфейс RS485 с поддержкой MODBUS RTU и PROFIBUS DP;
Поддержка как 3-х проводных, так и 4-х проводных сетей электроснабжения;
Простая конфигурация и быстрый ввод в эксплуатацию;
Программирование вида экранов устройства;
2 встроенных дискретных выхода (могут программироваться как импульсы энергии, превышение пределов и сигналы состояния);
Измеряемые параметры:
Напряжения по всем фазам;
Токи по всем фазам;
Частота сети;
Активная, реактивная и полная энергия, а также коэффициент мощности (усредненные по 3-м фазам);
Построение векторной диаграммы;
Активная, реактивная и полная энергия, а также коэффициент мощности (по каждой из фаз);
Коэффициент соответствия напряжения эталонной синусоиде;
Разложение токов и напряжений в ряды, до 21-й гармоники;
Возможность графического представления вида напряжения (вид синусоиды);
Построение графиков параметров в режиме онлайн;

Прибор серии SIMEAS P600/P650-7KG7600/7KG7650

Прибор серии SIMEAS P600/P650-7KG7600/7KG7650 обладает характеристиками, аналогичными прибору P500/P550-7KG7500/7KG7550, но имеет следующие дополнительные возможности:

Возможность расширения с помощью 4-х дополнительных модулей ввода/вывода (аналоговый ввод/вывод и дискретный ввод/вывод);
Хранение в памяти прибора архивов данных;
Хранение буфера сообщений с метками времени;
Возможность загрузки архивов из памяти прибора в персональный компьютер для последующего анализа;

Для приборов серий SIMEAS P 7KG7500/7KG7550 и 7KG7600/7KG7650 существуют функциональные аналоги, но без графических панелей, предназначенные для использования только в системах АСКУЭ.

SOCOMEC
Фирма SOCOMEC производит устройства для контроля качества электроэнергии серии DIRIS.

Устройства серии DIRIS выпускаются нескольких типов, для низковольтных и высоковольтных сетей.

Приборы серии DIRIS обладают следующими характеристиками:

Компактный дизайн;
Измерения в однофазных, двухфазных и трехфазных сетях (3-х и 4-х проводных);
В качестве опции, прибор может быть укомплектован импульсными выходами, модулем измерения энергии, коммуникационным модулем, а также входами/выходами;
Настраиваемое время усреднения (от 5 до 60 мин.) для среднего значения тока и для максимальных значений;
Измерение фазного и линейного напряжения;
Измерение частоты;
Мгновенное, усредненное и максимальное значение активной мощности за определенный период;
Мгновенное, усредненное и максимальное значение реактивной мощности за определенный период;
Мгновенное, усредненное и максимальное значение полной мощности за определенный период;
Мгновенное и максимальное значение коэффициента мощности, с индикацией характера нагрузки (индуктивная/емкостная);
Разложение токов и напряжений в ряды, до 49-й гармоники;
Измерение активной энергии (0 до 99 999 999 kWh), реактивной энергии (0 до 99 999 999 kvarh) и полной энергии (0 до 99 999 999 kVAh);
В качестве опции прибор может комплектоваться коммуникационным модулем MODBUS, или PROFIBUS DP;

ТЕЛЕКАРТ ЭНЕРГИЯ 9

Счетчики Энергия 9 могут использоваться для коммерческого учета электроэнергии и обеспечивают:

Учет активной и реактивной электроэнергии раздельно в двух направлениях, для учета межсистемных перетоков;
Однофазные счетчики имеют возможность организации предоплаты при помощи электронных смарт-карт;
Однофазные счетчики имеют возможность организации многотарифного учета электроэнергии;
Класс точности выпускаемых счетчиков 0,2 (0,2 S); 0,5 (0,5 S); 1,0;
В счетчиках исключена возможность несанкционированного влияния на результаты учета электрической энергии, в т.ч. СЭ ведет учет всех злоупотреблений и нештатных ситуаций;
СЭ выпускаются для 3-х, так и для 4-х проводных сетей;
СЭ по напряжению выпускаются трансформаторного (100; 57,7 В) и прямого включения (220 В);
СЭ по току выпускаются трансформаторного (1; 5 А) и прямого включения (40; 100 А);
На СЭ имеется возможность с соответствующей защитой доступа осуществить изменение коэффициентов трансформации по току и напряжению;
СЭ регистрируют суточные графики учета электроэнергии по периодам интеграции 1, 3, 5, 10, 15, 30, 60 минут;
Количество графиков нагрузки от 1 до 4-х каналам учета электроэнергии;
Период хранения 30 минутных графиков до 45 суток и может быть увеличен по желанию заказчика;

СЭ осуществляют измерения:

Активной, реактивной и генерируемой мощности ( с указанием знака "+" и "-");
Силы тока;
Напряжения (линейного или фазного);
Частоты сети;
Cos ?;
Данные учета и измерений выводятся на индикатор СЭ и передаются по цифровым каналам RS485 или "токовой петли" в ПЭВМ или в контроллер;
СЭ имеют каналы типа "сухой контакт" и RS485 для параметризации параметров;
Скорость информационного обмена по магистральным каналам 115,2 КБод;
Протоколы обмена СЭ открытые и могут быть предоставлены при подписании соответствующих документов;
СЭ снабжены автономно функционирующими часами и датой;
Пределы абсолютной погрешности хода часов СЭ не более 1 с/сутки при наличии питания сети и 3 с/сутки без питания. Имеется возможность программной автокорректировки погрешности хода часов;
При выключении питания часы СЭ работают не менее 10 лет;
Часы СЭ автоматически переводятся в соответствии с сезонными изменениями отсчета времени;
СЭ осуществляют контроль доступа и автодиагностику;
СЭ обеспечивают защиту информации от несанкционированного доступа с использованием многоуровневых паролей и пломбирования;
Время установления рабочего режима при резком изменении нагрузки не более 1 с;
Режим работы СЭ - непрерывный;
Средняя наработка на отказ - 55 000 часов;
Срок службы СЭ не менее 18 лет;
Межповерочный интервал 4 года;

СЭ имеют дополнительные функции:

Дополнительные выходные цепи в т.ч. "сухой контакт" и управление внешней нагрузкой (до 4-х);
Дополнительные телеметрические входы (до 4-х).

Рассмотрим достоинства и недостатки 3-х устройств, описанных выше:

SIEMENS SIMEAS P

Достоинства:

Возможность чтения по сети всех параметров, необходимых для системы АСКУЭ;
Встроенный коммуникационный интерфейс RS485 (MODBUS/PROFIBUS DP);
Графический дисплей;
Расширение дополнительными модулями ввода/вывода;
Возможность графического отображения вида синусоиды;
Возможность хранения архивов в приборе;

Недостатки:

Более высокая стоимость, по сравнению с двумя другими приборами;

SOCOMEC DIRIS

Достоинства:

Возможность чтения по сети всех параметров, необходимых для системы АСКУЭ;
Опциональный коммуникационный интерфейс RS485 (MODBUS/PROFIBUS DP);
Расширение дополнительными модулями ввода/вывода;

Недостатки:

Символьный дисплей;
Цифровой интерфейс необходимо заказывать дополнительно;

Телекарт Энергия 9

Достоинства:

Возможность чтения по сети всех параметров, необходимых для системы АСКУЭ;
Опциональный коммуникационный интерфейс RS485;
Возможность использования счетчика для коммерческого учета электроэнергии;
Низкая стоимость;
Наличие встроенных трансформаторов тока до 100 А;

Недостатки:

Текстовый дисплей;
Довольно большие габаритные размеры, по сравнению с другими приборами;

В качестве SCADA-системы возможно использование проверенных временем систем фирмы SIEMENS (WinCC или WinCC Flexible), или российской SCADA-системы TRACE MODE.

Данные SCADA-системы обладают следующими свойствами:

Архивирование данных процесса в современной базе данных;
Архивирование аварийных и рабочих сообщений;
Поддержка высоких разрешений и полноцветной графики;
Поддержка большого количества устройств с помощью драйверов, а также технологии OPC;
Поддержка современных языков программирования (Visual Basic и C);
Клиент - серверная архитектура;
Поддержка WEB-технологий (доступ к данным сервера SCADA-системы с помощью WEB-браузера);
Отображение графиков из архивов в виде трендов;
Печать отчетов;

Структурная схема Автоматической системы контроля и учета энергоресурсов

Версия для печати (вариант публикации в журнале Электропанорама (04-2006)

Copyright © 2005—2010 «Санта»
ул. Гаванная, 1, Одесса, Украина
Телефоны: +38 (0482) 32–72–95, 712–39–80, 33–05–92
Факс: +38 (0482) 33–05–90
Телефон/факс отдела продаж: +38 (048) 712–39–84
E-mail: info@santa.com.ua, office@santa.com.ua