深圳長欣自動(dòng)化設(shè)備有限公司

A-B 1746-OB16

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 3.4系統(tǒng)功能
　　3.4.1系統(tǒng)能耗監(jiān)測由能源監(jiān)控平臺、交換機(jī)、多功能電表、通訊轉(zhuǎn)換器、遠(yuǎn)程水表等設(shè)備組成，本系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的功能為水，電耗的集抄。

　　3.4.2支持統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的電力、水等能源數(shù)據(jù)的采集和管理，能耗數(shù)據(jù)采集無需在多個(gè)不同系統(tǒng)中集成，能量監(jiān)測與管理系統(tǒng)包含豐富的功能，能夠?qū)ㄖ锘蚪ㄖ褐懈黝惸茉?電、水)進(jìn)行分別統(tǒng)計(jì)、統(tǒng)一管理并提供能耗數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、分析和挖掘、持續(xù)優(yōu)化。
綜合樓處理和解釋機(jī)房用電設(shè)備;制冷機(jī)組及其配套用電設(shè)備以及全院的生產(chǎn)，生活用電。

　　高、低壓一次設(shè)備是十四年前安裝的，原配電系統(tǒng)采用的是MS-2801數(shù)據(jù)庫定義系統(tǒng)，所用備件多，通訊線接點(diǎn)多，易出故障，操作系統(tǒng)是 Windows NT 4.0，應(yīng)用、維護(hù)起來比較繁瑣。近幾年來隨著全院電力負(fù)荷的增加和SP2機(jī)群的擴(kuò)容，變壓器容量和配電回路開關(guān)的容量和數(shù)量已不能滿足當(dāng)前用電負(fù)荷的需求，并且設(shè)備嚴(yán)重老化，斷路器分?jǐn)嗄芰Σ?另外，供電公司正在進(jìn)行油田線路升壓，原6KV進(jìn)線已升為10KV，原低壓母線和變壓器出線開關(guān)容量不夠，電容補(bǔ)償柜也已老化，起不到無功補(bǔ)償?shù)淖饔?。為了保證全院科研、生產(chǎn)的正常運(yùn)行，我們對原系統(tǒng)進(jìn)行了一次全面的能耗管理分析系統(tǒng)改造。

　　3.2組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

　　本系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、能效管理系統(tǒng)軟件三部分組成。


　　1、數(shù)據(jù)采集層：通過安裝在能耗監(jiān)測儀表箱(柜)中的帶數(shù)字接口的智能電力儀表，實(shí)施對負(fù)荷用電量的實(shí)時(shí)監(jiān)測。監(jiān)測數(shù)據(jù)包括：電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功無功電能、諧波、環(huán)境與開關(guān)狀態(tài)、事件記錄等用電參數(shù)。監(jiān)測對象包括：電力需求側(cè)中低壓饋線回路、主要耗能機(jī)電設(shè)備、廠房(生活區(qū))其他耗能設(shè)施。

　　2油田生產(chǎn)系統(tǒng)的能耗現(xiàn)狀分析

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)資料：油田企業(yè)每年10%以上能源損耗源于沒有能源監(jiān)測及維護(hù)計(jì)劃，每年12%的能源損耗源于沒有能源管理及控制系統(tǒng)。歐美發(fā)達(dá)國家先進(jìn)企業(yè)除了生產(chǎn)過程中廣泛采用計(jì)算機(jī)監(jiān)測、控制系統(tǒng)(DCS，SCADA)外，能源數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測、分析和優(yōu)化系統(tǒng)占有重要的位置。通過現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和分布式控制技術(shù)，建立完善的能耗監(jiān)測、管理體系，實(shí)現(xiàn)能源消耗動(dòng)態(tài)過程的信息化、可視化、可控化，對企業(yè)生產(chǎn)過程中能源消耗的結(jié)構(gòu)、過程及要素進(jìn)行管理、控制和優(yōu)化，提高能源使用效率。

　　油田生產(chǎn)單位的主要能耗集中在機(jī)采、注水、集輸三大用能系統(tǒng)，包括油、氣、水、電四大類耗能。本能耗分析管理系統(tǒng)主要圍繞電量計(jì)量和重點(diǎn)能耗設(shè)備(注水泵、輸油泵、熱洗泵、摻水泵)這兩部分展開。其中電量計(jì)量主要包括對各單位主變電量、注水電量、注氣電量、機(jī)采電量以及各變電所計(jì)量設(shè)備電量、線路電量數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測

　　3能耗管理分析系統(tǒng)在在勝利油田改造項(xiàng)目中的應(yīng)用

　　3.1項(xiàng)目概況：

　　勝利油田物探院配電室于1992年建成投產(chǎn)，已安全運(yùn)行16年，配電系統(tǒng)分為高、低壓兩大部分，高壓部分有聊城甲線和淄博甲線兩條10KV進(jìn)線，有6臺 1250KVA有載調(diào)壓變壓器。物探院屬于重要電力負(fù)荷用戶，主要包括網(wǎng)絡(luò)二樓處理機(jī)房機(jī)群及其配套用電設(shè)備;網(wǎng)絡(luò)三樓解釋機(jī)房、局域網(wǎng)服務(wù)器及其配套用電設(shè)備、局信息中心ERP機(jī)房計(jì)算機(jī)及其配套用電設(shè)備;

通過如下兩張圖，就可以看到ARM公司的基于IoT物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的技術(shù)布局已經(jīng)亦趨完善了。

MBED技術(shù)在底層，通過標(biāo)準(zhǔn)接口采集各種傳感器數(shù)據(jù)（由于基于CMSIS框架架構(gòu)，所以各種廠家的芯片，其用戶開發(fā)代碼都是相同的）。

NanoServerClient和NanoStack技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了CoAP通信支持。

NanoServer服務(wù)和NodeView進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)服務(wù)及展示。

另外這所有的代碼、協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)都是開源的，用戶可以自行下載了解。

目前，我國石油化工行業(yè)中抽油機(jī)的保有量在10萬臺以上，電動(dòng)機(jī)裝機(jī)總?cè)萘吭?500MW，每年耗電逾100億千瓦時(shí)。抽油機(jī)的運(yùn)行效率特別低，在我國平均效率為25.96%，而國外平均水平為30.05%，年節(jié)能潛力可達(dá)幾十億千瓦時(shí);注水泵也是油田生產(chǎn)的重要設(shè)備，節(jié)能潛力十分巨大，它的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和工作效率同樣關(guān)系到整個(gè)油田的經(jīng)濟(jì)效益。

　　基于油田生產(chǎn)系統(tǒng)的用電現(xiàn)狀，必須利用能效監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行用電精細(xì)化管理，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的能效管理系統(tǒng)將是油田生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行節(jié)能改造、節(jié)能評測、優(yōu)化管理、能源審計(jì)的實(shí)施基礎(chǔ)，本文介紹了我國勝利油田改造項(xiàng)目中利用的一套安科瑞能耗管理系統(tǒng)，實(shí)施證明能耗分析管理系統(tǒng)的開發(fā)利用將長期對油田生產(chǎn)設(shè)備用電質(zhì)量、能源消耗、設(shè)備安全運(yùn)行等核心用電數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測，動(dòng)態(tài)分析決策，終實(shí)現(xiàn)節(jié)能管理，可持續(xù)生產(chǎn)的目的

作為物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)來說，你通過AD、串口、SPI、I2C、USB、CAN甚至是以太網(wǎng)接口，用MBED技術(shù)很容易把各種傳感器數(shù)據(jù)采集到Cortex-M0/M3設(shè)備，采集完畢后，另外一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，就是數(shù)據(jù)上傳。而這一步，就是ARM收購的公司Sensinode的技術(shù)優(yōu)勢所在了。

2、 傳感器數(shù)據(jù)上傳 – 基于CoAP通信協(xié)議（NanoStack/NanoRouter）

一直以來，物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域令人頭疼的事就是，接口協(xié)議繁多，每家都有各自的協(xié)議，在這種格局下，收集傳感器數(shù)據(jù)，是件費(fèi)時(shí)費(fèi)力的事。

而CoAP是一個(gè)統(tǒng)一的協(xié)議接口，優(yōu)勢不僅僅在于標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，而在于對HTTP協(xié)議進(jìn)行了簡化，其壓縮的數(shù)據(jù)頭僅4個(gè)字節(jié)。這樣在傳輸過程中，交互的數(shù)據(jù)量將大大減小，有效地降低了網(wǎng)絡(luò)通信的負(fù)荷。

另外通過協(xié)議代理，可以很輕松的把CoAP轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的HTTP協(xié)議。

以上不僅僅是ARM一家的標(biāo)準(zhǔn)，由于底層通信基于各種物理鏈路，所以ARM公司遵照或參與了很多底層標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議的制訂。IETF、Sensinode、6LoWPAN，Zigbee IP CoAP，TLS，OMA Lightweight etc等等。

有了MBED作為基礎(chǔ)，在Cortex-M0/M3上集成CoAD協(xié)議是分分鐘鐘的事，數(shù)據(jù)采集和上傳在這一步可以說是有效地集成在一起。

3、 數(shù)據(jù)存儲、服務(wù)和展示 – NanoServer服務(wù)支持

通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口，數(shù)據(jù)收集在NanoServer中，然后借助NodeView Web程序，去瀏覽去展示相關(guān)數(shù)據(jù)。
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