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电源电路中的PROFIBUS总线的电能监控管理系统组网方案
接线图
2023年10月21日 09:28 168
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1 概述
PROFIBUS是一种有广泛应用范围的、开放的数据通信系统，适合于快速、时间要求严格的应用和复杂的通信任务，特别适用于工厂自动化和过程自动化领域。PROFIBUS是工业控制领域中的主流现场总线标准，2000年成为IEC61158国际现场总线标准之一。在2006年, PROFIBUS成为中国第一个工业通讯领域现场总线技术国家标准：GB/T20240-2006。
PROFIBUS-DP是一种经过优化的高速通信连接，是专门为自动控制和设备级分散I/O之间的通信设计的，可用于分布式控制系统的高速数据传输，其传输速率高达12Mbps。上海安科瑞致力于智能配电系统自动化设备研发、制造，自主研发一系列带有PROFIBUS-DP通讯接口配电产品，并可提供基于PROFIBUS总线的整套组网方案及系统集成。
据PROFIBUS的用户组织PI市场调查，在德国和欧洲市场中PROFIBUS占开放性工业现场总线系统的市场超过40%。PROFIBUS近20年中的安装节点数已超过2800万，专家预测，到2012年PROFIBUS安装节点数将突破5000万大关。
PROFIBUS协议主要优势有：12M 的通信速率和可靠的通信质量，适用多种通信介质，灵活的拓扑结构，支持线型、树型、环型结构及冗余的通信模型，强大的通信功能，支持基于总线的驱动技术和符合IEC61508 的总线安全通信技术，先进的网络规模等。
PROFIBUS总线可广泛应用于工业控制、电力控制、交通领域、汽车制造、楼宇自动化、烟草行业、工程机械、石油化工、冶金采矿等领域。
2 PLC为主站的PROFIBUS-DP网络
基于PROFIBUS现场总线信息化电能管理系统可有效降低工矿企业、基建和商业大楼的能源消耗，实现节能、节电，经济运行。基于PROFIBUS电能管理系统采用分层分布式设计思想，系统分为三层:现场设备层、PLC数据处理层以及运行监控层。系统构架见1。 
图3 Acrel-3000实时曲线界面
4 带PROFIBUS-DP协议的电力仪表
大量应用于现场控制层的电力仪表分两类，即测控仪表和保护仪表，具体型号、功能见下表。
5 报价方案
5.1硬件
5.2软件
单位：元(RMB)
5.3仪表
6 结束语
根据系统提供的组网方法，不仅能将工业自动化控制系统与电能管理系统集成为一体，而且整个网络具有现场总线系统的智能化管理，具有很高的先进性，还可以节约大量的硬件成本。基于PROFIBUS-DP总线的电力仪表，已2010年7月通过PROFIBUS Nutzerorganisation e.V.委托试验，并合格。产品在浦东图书馆、大庆机场、罗泾矿码头等项目中运行，取得了较好的社会效益和经济效益。
图3 Acrel-3000实时曲线界面
4 带PROFIBUS-DP协议的电力仪表
大量应用于现场控制层的电力仪表分两类，即测控仪表和保护仪表，具体型号、功能见下表。| 产品分类 | 产品名称 | 型号 | 外形规格 | 基本功能 |
| 测控仪表 | 可编程数显智能表 | PZ80-E4/CP | 80 方形 | 测量有功能电能（EPI/EPE）、无功电能（EQL/EQC）、有功功率、无功功率、功率因数、以及三相电压、三相电流、频率。 |
| 可编程数显智能表 | PZ96-E4/CP | 96方形 | ||
| 网络多功能电力仪表 | ACR220E/CP | 96方形 | 集成全部电力参数的测量（如单相或三相的电流、电压、有功、无功、视在功率、频率、功率因数），以及全面的电能计量和考核管理，同时具有遥信、遥控功能。 | |
| 网络多功能电力仪表 | ACR220EL/CP | 96方形 | ||
| 网络多功能电力仪表 | ACR320E/CP | 42 方形 | ||
| ACR谐波仪表 | ACR230ELH/CP | 96 方形 | 三相交流电量测量、复费率电能计量、四象限电能计量、谐波分析、电网质量分析、遥信、遥控、电网波形实时跟踪显示及SOE事件记录等功能。 | |
| ACR谐波仪表 | ACR330ELH/CP | 42 方形 | ||
| 保护装置 | 马达保护器 | ARD2F+CP | 分体式 | 对电动机运行过程中出现的起动超时、过载、断相、不平衡、欠载、接地/漏电、阻塞、外部故障等多种情况进行保护。 |
| 配电线路过负荷监控装置 | ACM3+CP | 分体式 | 适用于突然断电比过负荷造成的损失更大的配电线路，其过负载保护应作用于信号而不应作用于切断电路的场合。并具有三相电流、电压、功率、漏电、频率等电参数测量功能。 |
| 名称 | 型号 | 单位 | 面价 |
| 工作站主机 | DELL工作站主机 i5 /1G/160G+键鼠 | 台 | 6500 |
| 显示器 | DELL 19寸宽屏液晶显示器 | 台 | 1500 |
| 系统软件 | Microsoft Windows XP SP3 | 套 | 1250 |
| 打印机 | HP P1007激光打印机 | 台 | 1550 |
| 以太网交换机 | H3C 3C16470 | 台 | 1750 |
| UPS电源 | SANTACK C1KS/1KVA 待机30分钟 塔式 | 台 | 3000 |
| 串口服务器 | MOXA NPORT5610-8 RS232接口×8 | 台 | 7300 |
| Korenix JetPort5604i RS485接口×4带隔离 | 只 | 7800 |
| 串口服务器附件 | 连接线RJ45TODB9MADAPTER（公） | 根 | 50 |
| 通讯前置机 | MOXA DA660-8-Lx (8端口) | 台 | 10500 |
| Korenix JetBox 3300 (2端口) | 台 | 5400 | |
| 扩展卡 | MOXA CP134U-I | 块 | 3470 |
| 协议转换隔离器 | 泓格 I-7520R | 套 | 550 |
| 开关电源 | 华力 KDYA-DG75-24 | 只 | 350 |
| 通讯机柜 | K2200 规格：2200(高)×600(宽)×600(进深) | 套 | 2850 |
| K1200 规格：1200(高)×600(宽)×600(进深) | 套 | 2000 | |
| K500 规格： 600(高)×500(宽)×200(进深) | 套 | 1000 |
| 名称 | 型号 | 单位 | 面价 | 备注 |
| Acrel-3000监控组态软件V6.0 | 系统组态软件 图形组态软件 电能管理软件 数据库软件 | 套 | 3万 | 设备数量1～10 |
| 4万 | 设备数量10～20 | |||
| 6万 | 设备数量21～40 | |||
| 8万 | 设备数量41～80 | |||
| 10万以上 | 设备数量80以上 | |||
| 双机版 | 套 | 单机价格×1.5 | ||
| 数据转发 | 每+1用户 | 套 | 3000 | |
| Web发布 | 每+1用户(总用户数≤5) | 套 | 5000 |
6 结束语
根据系统提供的组网方法，不仅能将工业自动化控制系统与电能管理系统集成为一体，而且整个网络具有现场总线系统的智能化管理，具有很高的先进性，还可以节约大量的硬件成本。基于PROFIBUS-DP总线的电力仪表，已2010年7月通过PROFIBUS Nutzerorganisation e.V.委托试验，并合格。产品在浦东图书馆、大庆机场、罗泾矿码头等项目中运行，取得了较好的社会效益和经济效益。
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