一、方案背景

在当今的制造业中，电能消耗占据了主要成本之一，为了实现高效能源管理和降低运营成本，工厂需要一套全面的电能消耗监测系统。本方案可获取机器详细用电数据，为优化生产计划，提高生产效率、机器效能，降低用电成本，提供准确的数据支撑。

 

二、监测需求

数据可视化：实现机器的电能消耗和生产运行数据的可视化呈现；

生产与维护科学化：借助实时数据，为生产计划的排程和机器维护提供科学依据；

技术参数分析：对机器的各项技术参数进行分析，以确保其符合相关的行业标准和规范；

能效评估：通过数据分析，评估机器的实际能源利用效率，确定是否符合预期性能、合理性和标准要求；

生产优化：借助数据分析，评估计划排程、机器运行和操作的效率，以确定潜在的优化和改进机会；

电能管理：通过分析系统电力参数，评估功率因数、谐波等电能质量参数，以确保其符合标准和规范，为电能质量管理提供数据支撑。

 

三、方案设计

1、监测点选择

配电室：建议只监测大用电负荷、供电范围集中、区域独立、用电独立的回路。

设备端用电监测：监测一台或一套机器设备、产线的电能消耗。

配电柜：可对配电柜输出回路进行监测，获取产线、台（套）机器、用电设备的用电数据。

控制柜：控制柜一般是安装在设备端，控制机器设备的运行；1或多台机器共用一面控制柜。建议监测功率较大用电设备的用电数据。

其他回路：用电量小、未安装电表监测的回路和用电设备的用电量，通过计算获取用电数据。

2、系统架构

本方案系统由感知层、网络层、平台层组成：

 

▲系统网络示意图

感知层

现场能耗监测节点选择DTSD3366XX/XL无线多功能电能表监测能耗情况。

 

电能表性能特点：

多功能电能计量：配备专业的电能计量芯片，可精确计量电能消耗，确保数据准确性；

多通信方式：电能表支持RS485、LoRa等多种通信方式，同时兼容Modbus RTU和DLT 645通信协议，易于集成到不同的监控系统中；

多回路监测：电能表可同时监测1至4个回路的用电数据，特别适用于配电柜（动力柜）和控制柜内的出线回路计量；

电能质量分析：电能表能够获取电能质量谐波数据，用于分析电能质量，检测设备老化、劣化和故障等原因，以提高电能质量；

历史数据存储：电能表支持历史数据储存和需量监测，可用于更准确地核算电能消耗成本、优化生产计划，提供准确的数据支撑；

安装便捷：采用导轨、壁挂安装方式，配备开口式电流互感器，无论是新系统还是老设备加装，都更加简单便捷。

 

网络层

DTSD3366XX/XL无线多功能电能表获取数据，通过LoRa无线传输方式上传至XL90网关；XL90网关计算分析读取的能耗数据，并通过Ethernet、Wi-Fi、4G等通信方式，将数据上传至XLSCADA平台。

 

平台层

构建XLSCADA能耗监控平台，实现数据的集中管理、分析、可视化展示和决策支持。

数据管理和存储：平台具备强大的数据管理和存储能力，能够接受来自感知层和网络层的实时数据流；

实时数据处理：平台能够对实时数据进行处理和分析，包括数据质量检测、异常检测和警报生成；

数据可视化：为了帮助用户更好地理解数据，平台提供可视化图表和报表，以直观展示机器的能耗情况、电能质量参数、机器性能等；

用户权限和角色管理：平台支持多级用户权限和角色管理，确保只有经过授权的用户可以访问特定数据和功能；

智能预警：平台支持自定义报警值设置，当数据超限，系统通过短信、邮件、微信等多种通信方式向工作人员推送报警信息；

历史数据存储：平台具备历史数据存储功能，可以保存以前的电能消耗数据，以供回顾和对比，或用于核算电能消耗成本；

报表生成：平台可生成各种报告，包括电能消耗报告、设备性能评估报告、电能质量报告等，用于决策制定和共享。

 

 

四、方案价值

能源成本削减：通过分析电能消耗数据，企业可识别能源浪费、用电高峰和低谷时段等。通过更科学的用电计划和负载管理，企业能够削减能源成本，从而提高利润；

设备性能优化：系统可实时监测机器性能，识别机器的能耗占比和性能问题，有助于企业更及时地进行维护和维修，提高设备寿命，并减少维修成本；

生产效率提升：电能监测系统可提供实时数据，帮助企业更好地规划生产计划、改进机器运行和操作，以提高生产效率和产量，从而增加生产力；

数据支持决策：通过分析电能消耗数据，企业能够做出更科学的决策，包括生产计划、设备维护和操作改进等；

电能质量管理：电能监测系统还关注功率因数、谐波等电能质量参数，以确保电能质量在标准范围内，有助于减少电气故障，提高设备可靠性，降低停工成本；

可持续生产和环保：通过有效的能源管理，企业能够减少碳排放，提高可持续生产的实施。