一、方案背景

在當今的制造業中，電能消耗占據了主要成本之一，為了實現高效能源管理和降低運營成本，工廠需要一套全面的電能消耗監測系統。本方案可獲取機器詳細用電數據，為優化生產計劃，提高生產效率、機器效能，降低用電成本，提供準確的數據支撐。

二、監測需求

數據可視化：實現機器的電能消耗和生產運行數據的可視化呈現；

生產與維護科學化：借助實時數據，為生產計劃的排程和機器維護提供科學依據；

技術參數分析：對機器的各項技術參數進行分析，以確保其符合相關的行業標準和規范；

能效評估：通過數據分析，評估機器的實際能源利用效率，確定是否符合預期性能、合理性和標準要求；

生產優化：借助數據分析，評估計劃排程、機器運行和操作的效率，以確定潛在的優化和改進機會；

電能管理：通過分析系統電力參數，評估功率因數、諧波等電能質量參數，以確保其符合標準和規范，為電能質量管理提供數據支撐。

三、方案設計

1、監測點選擇

配電室：建議只監測大用電負荷、供電范圍集中、區域獨立、用電獨立的回路。

設備端用電監測：監測一臺或一套機器設備、產線的電能消耗。

配電柜：可對配電柜輸出回路進行監測，獲取產線、臺（套）機器、用電設備的用電數據。

控制柜：控制柜一般是安裝在設備端，控制機器設備的運行；1或多臺機器共用一面控制柜。建議監測功率較大用電設備的用電數據。

其他回路：用電量小、未安裝電表監測的回路和用電設備的用電量，通過計算獲取用電數據。

2、系統架構

本方案系統由感知層、網絡層、平臺層組成：

▲系統網絡示意圖

感知層

現場能耗監測節點選擇DTSD3366XX/XL無線多功能電能表監測能耗情況。

電能表性能特點：

多功能電能計量：配備專業的電能計量芯片，可精確計量電能消耗，確保數據準確性；

多通信方式：電能表支持RS485、LoRa等多種通信方式，同時兼容Modbus RTU和DLT 645通信協議，易于集成到不同的監控系統中；

多回路監測：電能表可同時監測1至4個回路的用電數據，特別適用于配電柜（動力柜）和控制柜內的出線回路計量；

電能質量分析：電能表能夠獲取電能質量諧波數據，用于分析電能質量，檢測設備老化、劣化和故障等原因，以提高電能質量；

歷史數據存儲：電能表支持歷史數據儲存和需量監測，可用于更準確地核算電能消耗成本、優化生產計劃，提供準確的數據支撐；

安裝便捷：采用導軌、壁掛安裝方式，配備開口式電流互感器，無論是新系統還是老設備加裝，都更加簡單便捷。

網絡層

DTSD3366XX/XL無線多功能電能表獲取數據，通過LoRa無線傳輸方式上傳至XL90網關；XL90網關計算分析讀取的能耗數據，并通過Ethernet、Wi-Fi、4G等通信方式，將數據上傳至XLSCADA平臺。

平臺層

構建XLSCADA能耗監控平臺，實現數據的集中管理、分析、可視化展示和決策支持。

數據管理和存儲：平臺具備強大的數據管理和存儲能力，能夠接受來自感知層和網絡層的實時數據流；

實時數據處理：平臺能夠對實時數據進行處理和分析，包括數據質量檢測、異常檢測和警報生成；

數據可視化：為了幫助用戶更好地理解數據，平臺提供可視化圖表和報表，以直觀展示機器的能耗情況、電能質量參數、機器性能等；

用戶權限和角色管理：平臺支持多級用戶權限和角色管理，確保只有經過授權的用戶可以訪問特定數據和功能；

智能預警：平臺支持自定義報警值設置，當數據超限，系統通過短信、郵件、微信等多種通信方式向工作人員推送報警信息；

歷史數據存儲：平臺具備歷史數據存儲功能，可以保存以前的電能消耗數據，以供回顧和對比，或用于核算電能消耗成本；

報表生成：平臺可生成各種報告，包括電能消耗報告、設備性能評估報告、電能質量報告等，用于決策制定和共享。

四、方案價值

能源成本削減：通過分析電能消耗數據，企業可識別能源浪費、用電高峰和低谷時段等。通過更科學的用電計劃和負載管理，企業能夠削減能源成本，從而提高利潤；

設備性能優化：系統可實時監測機器性能，識別機器的能耗占比和性能問題，有助于企業更及時地進行維護和維修，提高設備壽命，并減少維修成本；

生產效率提升：電能監測系統可提供實時數據，幫助企業更好地規劃生產計劃、改進機器運行和操作，以提高生產效率和產量，從而增加生產力；

數據支持決策：通過分析電能消耗數據，企業能夠做出更科學的決策，包括生產計劃、設備維護和操作改進等；

電能質量管理：電能監測系統還關注功率因數、諧波等電能質量參數，以確保電能質量在標準范圍內，有助于減少電氣故障，提高設備可靠性，降低停工成本；

可持續生產和環保：通過有效的能源管理，企業能夠減少碳排放，提高可持續生產的實施。