罗克韦尔自动化能源管理系统概述

罗克韦尔自动化能源管理系统概述协助用户优化其电力及动力的运用，这就是我们的使命！罗克韦尔自动化在推进用户优化其制造才干、提高消费效率，以及增强牢靠性方面，处于全球抢先位置。我们提供超值的信息和自动化处置方案，用于监视、剖析和控制动力的运用，从而降低能耗本钱。这一优化方案的重要组成局部就在于从车间级到整个企业，了解和管理动力的供应与消耗。罗克韦尔自动化为您提供动力计量、电能控制、供暖、通风、空调、制冷以及车间辅佐设备的自动化控制处置方案。复杂地说，您可以从罗克韦尔自动化获取一切动力系统需求的处置方案，包括我们丰厚阅历和出色的功用。处置方案*动力计量*电能及控制*供暖、通风、空调及制冷*工厂效能明天，制造业的竞争越来越剧烈，如何及时地在预算内完成消费目的，同时又能将运作本钱降到最低，曾经成为具有应战性的义务。为了完成这一目的，与您的协作同伴并肩作战是至关重要的，它必需具有跨行业的运用项目设计以及系统实施阅历一能提供您所需的处置方案、资源和技术，从而为您在业内的竞争赢得时间。片面的产品、丰厚的知识和工程阅历十分重要，同时还需可以高效地任务，有凝聚力的组织架构，以及弱小的咨询才干。当您与罗克韦尔自动化电力和动力管理处置方案树立业务同伴关系后，您可以取得专家团队的支持，他们结合了400余名工程师的阅历，精心为您提供全方位的处置方案。全方位处置方案注重效果的工程归根结底，用户自动化项目的成功与否，取决于技术实力和系统集成商团队的管理技巧。经过与罗克韦尔自动化协作，您可以取得项目管理和系统集成的专业阅历，这样有助于您取得商业成功。罗克韦尔自动化团队包括项目主管、运用工程师以及系统和硬件设计师。简言之，您将为您的项目和系统取得一致的专家级建议。为您的系统指定一名阅历丰厚的项目主管，由他担任一切罗克韦尔自动化的任务，并授权其停止实施。因此，项目主管是独一正式的联络人。同时，他还担任协调项目团队的一切活动，包括管理推销授权、控制柜装配和质量控制，从而保证您的项目可以准时完工。在项目主管的指导下，该团队能为您提供各种效劳以满足您不时变化的需求。工程团队必需懂得控制动力运用所面临的应战。经过运用我们产品知识、阅历以及运用专家的意见，指定的项目工程师将采用适当的技术、产品以及系统架构来协助您满足自动化系统的需求。为什么要管理动力的运用？动力本钱在不时地添加。动力本钱将影响到公司的财政，要想降低动力费用就必需采取有效的方式管理动力。作为一名阅历丰厚的动力消费者，您想知道运用了多少度电，哪些是主要负载，以及哪个负载消耗了多少电能。同时，也可以经过测定车间电力质量，发现增加设备寿命以及降低公司收益的缺点。动力计量动力计量处置方案允许用户监视、剖析以及控制动力运用，从而降低动力的全体运用本钱。这些处置方案将动力数据升华为有价值的信息，用于掌握和剖析用户的动力运用状况。动力计量处置方案可以协助您：*掌握动力的运用和负载散布，从而为推销和价钱协商提供支持；*确定并调整运转方式和投资项目，从而降低动力本钱*评价节省的费用，保证动力管理继续改良方案的顺利实施*应用信息技术，末尾动力管理方案*确定优化需量控制的机遇*验证电能账单动力计量提供：*负载散布:用于测定和记载来自散布式电源监视器和其它动力仪表在每个电力需用时限的动力运用数据，并将这些数据保管在一个集中的数据库中。因此，用户可以立刻确定负载系数、最高要求负荷周期，以及与之相关的设备的能耗。经过跟踪动力消费形式，用户可以运用历史数据来校验费用帐单，协商较好的价钱以及确定自动需量管理系统的机遇。*本钱分摊：所添加的功用允许用户将动力本钱分摊到每个部门、工序或设备。该系统也可为多种运用生成剖析和校验动力清单以及资费所需的报表，这包括水、紧缩空气、燃气、电力以及水蒸汽等多种动力介质。电能及控制我们的电能及控制处置方案努力于协助客户应用先进的控制方式，降低本钱。它有助于延长停机时间、降低动力本钱、协助电力系统规划、提高消费效率以及提供系统性的动力全体视图。电能及控制处置方案有助于您：*经过降低峰值需求量来防止超出需求的费用；*增加电力缺点带来的影响；*增加公司的功率要素损失；*减轻不良功率要素或高次谐波带来的负面影响；*自动控制现场发电机和辅佐系统；*应用最少的人力资源完成集中控制一个工业电气散布式系统。电能及控制提供：*电源质量监视用于测定、显示、记载、跟踪以及报警相关的电源质量参数，例如谐波、电压偏移以及配电系统的事情、此外，它还用于鉴别电力系统的异常状况。*电力配电系统监视用于检测、显示、记载、跟踪以及报警相关信息。例如能流、系统拓扑结构以及设备形状。配电系统监视为操作员和工程师提供一切设备的电力配电系统的一个集中视图。*需量管理以及负荷控制系统用于自动预测下一个时辰需量，从而确保不超越峰值限制。经过卸载负载或将其在破费较少的时间周期运用来控制系统需量。用户经过组态负载的优先级顺序来确定负载的卸载和恢复。*紧急负载卸载系统用于在电源不测断开时确保系统的动摇。在设备或发电机损失时它能快速地增加车间负载的总数以坚持关键进程操作的运转。该系统监视指定的现场负载、电源并树立一个基于动摇形状条件的''负载卸载表〃、瞬间电气系统拓扑图、以及用户定义的优先表。当出现电源损失时，该系统快速地断开接触器以维持电气系统的动摇性。*功率要素控制经过功率要素校正电容、谐波虑波器以及鼓舞同步设备〔发电机/电容组〕来完成配电系统设备的自动控制。该处置方案改良了功率要素并增加了功率要素损失。此外，它也改善了电压调整并增加电压凹陷.*发电机控制系统运用散布式发电、联供系统、峰值增添、紧急备用发电机，系统支持多种发电机类型，例如蒸汽轮机、燃气轮机、小型轮机、往复式发起机〔柴油机〕。该系统经过转换开关、高压开关以及维护继电器来集成发电机的运转，这样有助于改善发电机操作的启动和关断、保证电力供应、电压和频率调整以及快速显示异常形状。采暖、通风、空调&制冷采暖、通风、空调以及制冷〔HVACR〕处置方案提供先进的HVACR控制系统，具有更大的灵敏性并进一步降低一切者的总本钱。该处置方案是HVAC作为关键进程控制的工业用户的理想选择。参数的准确控制可以满足严厉进程处置的要求。控制对象包括空气调理单元、通风橱、中心设备以及集中方案运转控制和监视功用。HVACR处置方案有助于您：*坚持特定的温度和湿度水平以确保产品的质量；*控制静压以防止污染；*降低大型空气处置单元和冷冻机的动力本钱；*保证现有的系统以满足政府的动力消耗要求*将专有的控制系统晋级成开发的控制系统；*自动记载并保管数据。HVACR提供：*罗克韦尔自动化提供契合规范的楼宇自动化系统〔QBAS〕处置方案，另外，还可参考契合规范的楼宇管理处置方案〔QBMS〕，该处置方案对空调、通风处置、中心设备以及集中方案运转控制和监视功用停止了增强。*环境监测系统〔EMS〕用于生命迷信或气体调理系统的温度、压力、通道形状、颗粒以及听从21CFRPart11条款的监视和报警。*控制系统的晋级与运用项目的专家阅历是罗克韦尔自动化又一特征，可为您提供便利的修正。该处置方案设备系统和工业进程之间的一个接口。这样可以进一步降低一切者的本钱，并为其产品提供更有竞争力的价钱。HVAC控制可以由外部员工停止维护，无需为一个复杂的修正而签署合同。*该处置方案可以十分容易停止扩展，并可采用其它先进的控制算法来满足用户消费进程进程和设备的详细需求。工厂效能工厂效能处置方案是使动力系统最优化的方法和算法。该处置方案为空气紧缩机，冷冻机，冷却塔和锅炉等多种动力设备提供运用顺序，包括装置效劳和第三方设备的交钥匙处置方案是可以通用的。工厂运转效能处置方案有助于您：*降低与热水、冷却水、蒸汽、紧缩空气和/或制冷的消费有关的动力本钱；*晋级和改良现有的自动或手动控制；*提高供应制造的动力的连接性；*跟踪工厂中心设备的维护方案执行状况。工厂运转效能处置方案可提供：*包括到冷冻机和冷却塔、泵等相关设备接口的紧缩机和冷冻机控制处置方案。降低动力消耗，增加动力需求和提高全体效率是关键利益。此处置方案经过在低水平动力消耗时期确定和增加动力糜费来提高效率。*熄灭管理&锅炉控制处置方案担任锅炉、烘箱、窑炉、熔炉、反响堆、枯燥器、处置和加热器，单一或多个熄灭器，单一或多种燃料等状况下熄灭进程的平安启动、操作和中止。这些处置方案是熄灭进程相关的平安措施和控制系统。可以提供的效劳您只需求致电罗克韦尔自动化电力和动力管理处置方案团队，就可以取得我们团队从动力计量到完整的工厂控制系统成功的项目跟踪记载。此外，您可以对您的系统愈加担忧，它能满足您的技术要求，使可测量的功用到达最优，并采用面向效果的专家管理方式，担任您的项目准时、并在预算之内完成。1引言随着电力工业的飞速开展，电力消费、传输、分配和消耗的相互依赖性历来没有像明天这样重要。这就为发电厂、供电部门和用电部门提供了重新思索其电力自动化处置方案的时机。罗克韦尔自动化推出的电力/动力管理方案〔PowerandEnergyManagementSolutions，以下简称PEMS〕是采用开放的网络平台和大型数据库的数据采集和监控系统，及信息管理系统和电能计费系统。具有防误操作互锁装置，散布式微机远方终端装置，电能采集终端装置，通讯规约转换器，调制解调器等，可以完全完成电力负荷管理的自动化°PEMS是一种既适用于电力消费者又适用于电力运用者的优选方案。2基于网络的拓扑结构及其功用2.1网络拓扑结构通讯是传送动力管理信息的关键，罗克韦尔的PEMS包括现场总线系统的信息层、控制层、设备层三层网络，实理想时牢靠的控制功用，并提供了开放的通讯平台。图1是典型的PEMS通讯结构表示图。图中，下层是信息网，硬件主要以衔接到以太网上的PLC、PC机或任务站为主，完成动力信息的管理义务；中间是控制网，经过对等通讯网络如ControlNet、DH+网等将PLC、工控机以及各种人机界面衔接在一同完成信息交流，用于完成有较高要求的系统控制；底层是设备网或远程I/O网，用于衔接工业现场设备，并经过PLC与下层网络通讯，完成与下层网络停止信息传送及对现场设备的控制功用。由图1可见，PEMS中的一切硬件设备都可以直接连到这个开放的网络平台上，完成与网上的计算机、PLC和人机接口等设备的数据通讯功用。在PEMS的通讯结构中，PLC控制用具有重要作用，它能把几种不同的工业通讯协议集成到一个平台中，包括主机和远程SCADA功用。电力监控器也可以经过拔出不同的智能通讯卡直接衔接到这个开放的通讯网络平台上，其中以太网通讯卡还包括一个内置的HTML网页，供互联网用户直接读取电力监控器采集的数据。版枳所有C偿口口电加能源管理以大网PM3000人机犊口至|]LWWAH/1网桥PMII城板时控制网或DH+通讯卡直接衔接到这个开放的通讯网络平台上，其中以太网通讯卡还包括一个内置的HTML网页，供互联网用户直接读取电力监控器采集的数据。版枳所有C偿口口电加能源管理以大网PM3000人机犊口至|]LWWAH/1网桥PMII城板时控制网或DH+网PMII智能电控新浴Rowe132利或串行口人机援口一第三方设备PLC•智能断路器I-IED!-口舞设备网或远程PMII变频器图1PEMS通讯网络结构表示图罗克韦尔自动化提供的PEMS主要功用有：〔1）开放网络平台PEMS提供的具有开放网络平台通讯结构的系统，可以充沛应用现有的通讯网络，防止添加特殊数据协议及相关联的本钱，而且提供系统扩展和改良的最大灵敏性。网络中各控制器和设备既可以相互通讯，又可以完成独立控制功用。〔2）实时电力监测实时监控电力系统参数，经过对电压、电流、频率和电力传输系统设备〔变压器、发电机、断路器、转换开关、冷却风扇等[形状的检测、显示、记载、剖析趋向及预警电力系统信息等，为用户提供快速、准确的电力系统参数和信息，显示配电系统的成效。〔3）负载剖析测量和记载动力的运用状况，以便确定负载系数，识别高峰周期需求与设备运转相关的消耗，并用图表方式显示动力消耗方式，将工厂作业与动力运用相结合。〔4）本钱核算测量和记载动力运用状况，以便核实各部门、消费进程和整个企业的电费帐单、剖析动力费率、从而确定动力破费流向。〔5）电能需求管理经过尖峰期或发电机组的控制、负荷联锁、负荷卸载、负荷调整等功用，来判别瞬时需求，在整个需求周期内进举静态需求规划，实理想时电力运用管理，从而节省电费用量。〔6）供电质量监测经过对影响电能质量的电压和电流不平衡度、电压和电流峰值因数、谐波畸变百分比等参数的测量、显示、记载趋向剖析和预告警等来识别电力系统的异常现象。〔7）紧急卸载此功用可以在突然损失电源的状况下维护系统的动摇性。经过确定系统的拓扑结构，预算损失电源和保管的负载，并在100ms内完成卸载，从而维护重要负载以防止由于不测的电源损失而惹起的整个系统的瘫痪。〔8）电力系统控制经过负载调理装置、发电机、电容器组、过滤机组等来控制系统的电压、功率因数或谐波等参数，从而保证供电质量。3系统硬件与软件罗克韦尔PEMS开放的网络平台和弱小的监控功用是与其提供的功用出色的硬件和软件分不开的。3.1系统硬件罗克韦尔自动化的PEMS采用规范的硬件和软件以及严厉的工程规范，提供一整套专为满足企业特殊要求而配置的外设系统，可针对用户的电力和动力管理需求提供不同的处置方案。主要有A-B品牌可编顺序控制器〔PLC）、电力监控器、变频器、智能电动机控制器、人机界面产品〔HMI）；瑞恩的优质高效感应电动机、变频电动机；Kate发电机和电力调理装置等一系列设备。这些设备都已停止了普遍的自身测试。例如，为了防止由于变频器和电动机不婚配而发生的斩波，提供了一系列变频器、电动机和发电机，从而可以准确地按容量选择，不只保证了设备的互操作性，也增加了系统的停机时间。在众多的硬件设备中，PLC和电力监控器是PEMS中控制和检测的中心部件。A-B品牌的各系列PLC可编顺序控制器已普遍运用于模拟量控制以及传统的数字量控制中，而且十分容易集成到现有的散布式控制系统中。异样，基于PLC的SCADA系统可以对电力传输和分配系统提供价钱合理的远程通讯及控制。PLC是各个功用层次运用中费用少、效率高和技术上可行的首选设备。罗克韦尔A-B品牌的PowermonitorHtm〔简称PMII）和Powermonitor3000TM〔简称PM3000）电力监控器是一种适宜于各种运用场所的电力监测和控制装置，提供电力管理和电能计费所必需的信息。同时还采用了现场总线和电力监控公用微处置器技术，简化了输入装置，取消了通用仪表，使设备结构紧凑，还可以经过现场总线将电力系统与企业的局域网和以太网互连，以完成电力系统的远程监控。在监测功用上，PMH和PM3000除具有电压、电流、相序、频率、功率、功率因数、电能、谐波剖析等监测功用外，还有事情记载、最值记载、瞬态记载、缺点录波、事故预告剖析、电网质量剖析和电能需求管理等功用。四路开关量输入和两对继电器触点输入接口，用于检测和控制电力系统设备的运转状况。电力监控器还支持20个同步的设定点控制，可以将被测参数与设定点的设定条件停止比拟，来判别数据的形状，从而完成报警、控制继电器和触发其它外部事情的功用。3.2系统软件罗克韦尔PEMS的软件与硬件相互配合有效地处置了电力系统监控和管理的效果。用罗克韦尔的RSPower32、RSEnergy，或RSView32软件与RSLinx软件配合可以在计算机上获取电力监控系统采集的数据，并对电力系统停止控制。其中RSView是通用上位机组态软件，RSLinx是通讯驱动软件。RSPower和RSEnergy是专为电力监控系统而开发的监控软件，装置了该软件的计算机可以对电力系统中现场的电力设备停止监控，在计算机上就会有电力参数的阅读页、谐波剖析页、缺点录波和事情记载页等，可以很方便地用来记载文件、监测电力系统参数、剖析谐波数据、记载波形参数等。同时监控界面上还提供了对电力监控参数的磁盘保管、打印〔包括电压、电流、功率、谐波、录波等参数）的功用，这样就更方便了对一些电力参数的监控和管理。4PEMS运用罗克韦尔自动化提供的电力动力管理方案的诸多功用，完全有才干完成企业外部电网的自动平衡、自动监控，运转负荷的前期预测和控制，是企业节能开源的优选方案，在世界范围内失掉了普遍的运用。图2RTI新的电力管理系统控制结构图例如:美国一家消费优质钢材企业一RepublicTechnologiesInternational公司（以下简称RTI）在俄亥俄州坎顿市的工厂，原来的电力控制系统牢靠性差，而且过火保守的需求控制算法，使每月的电能费用占运营费用相当大的比例，在很大水平上影响了消费力。罗克韦尔自动化为该厂提供的新的基于PLC-5控制结构的处置方案如图2所示，系统中除PLC-5控制器外，包括PMII电力监控器，经过光缆衔接的远程I/O网〔RIO）和数个散布在工厂各区的操作员站。在该方案中，控制器采用一对带备用通讯模块的冗余PLC-5处置器，衔接到现有的工厂级控制以太网上，装置在高炉上的远程I/O〔RIO）控制节点经过一个冗余光纤回路与PLC-5/40E处置器通讯。装置在工厂电力网上的PMII电力监控器作为PLC-5/40E的远程I/O节点，经过PLC向任务站提供电能质量数据。系统中还提供了4个专门的操作员站，其中包括一个主站，一个备用任务站和一个位于2号高炉的拨号效劳器，还有一个专门的操作员终端装置在炉工任务室，控制室还添加了一个集成参数汇总界面。在工厂的不同中央都能监控系统的运转状况。RTI新的高炉供电控制方案每隔5秒钟预测一次工厂电力网和高炉的动力用量，系统的算法高度准确，将动力消耗控制在设定范围内，还具有可实时实地对电力购置做出反响的功用。控制系统中的电力监控器与监控软件配合提供详细的电源质量信息，如电压、电流、功率因数、谐波畸变等，还能跟踪并预警图表记载器很难确定的瞬时电压偏移；可自动生成一系列表格式和图方式的报表，包括日报表、周和月需求提要表和动力运用表等；提供4级报警，其中一些报警与电力公司的计量表和需求时限有关，对特定的严重报警可激活自动寻呼功用，其他的报警不会收回寻呼，但是一切的报警都会出如今报警汇总中并被记载上去。系统配置灵敏，可随时添加节点来满足用户更高的要求。RTI新的电力动力管理系统的运转降低了每个高炉运转本钱，提高了产量，改善了电压调整和功率因数。经过更好地运用现有的电容组，增加了电压降低现象的出现；经过更严厉的控制，改善了动力的运用状况，从而大大地降低了电力运用本钱，并快速收回投资，还能在未来的运用中继续协助RTI节省更多的本钱。罗克韦尔自动化的PEMS在我国电力消费、传输和运用部门也有很多成功的运用案例，如山东黄岛发电厂、烟台电业局配网自动化系统、江西铜业公司供电系统等。其中，江西铜业公司德兴铜矿的供电系统具有负载点多、散布面广、供电网成放射状散布等特点，而且，矿山少量的电力负荷为理性负荷，现有人工投入电力电容器的无功补偿措施，无法对电网功率停止跟踪补偿，有时还出现过补偿现象，形成少量的动力糜费。供电网中有一座220kV变电站，一座110kV变电站，十余座35kV变电站。罗克韦尔