一种基于上位机的用电负荷控制系统的制作方法

1.本实用新型属于工业制造节能领域，具体涉及一种基于上位机的用电负荷控制系统。


背景技术：

2.电能用户的用电设备在某一时刻向电力系统取用的电功率的总和，称为用电负荷。用电设备同时开启其峰值电流导致送电侧断路器过载跳闸，给企业设备安全生产造成极大的隐患。设备无法自动在峰谷平时段自动实时调整用电负荷大小，企业无法合理的通过峰谷平时段的合理排产，实现能耗和费用的节约，缺少能源监控预警系统。因此，亟需提出一套用电负荷监控及控制系统来解决上述问题。


技术实现要素：

3.在下文中给出了关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
4.本实用新型是为了解决生产制造企业在进行节能减排过程中用电用电负荷超出限制的问题，提出了一种基于上位机的用电负荷控制系统。
5.为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：
6.一种基于上位机的用电负荷控制系统，包括智能电能仪表、rs485总线、数据采集服务器、上位机scada、工业以太网交换机、plc控制器、现场总线、现场用电设备、多媒体音箱；
7.所述智能电能仪表通过rs485总线连接数据采集服务器，所述数据采集服务器连接工业以太网交换机，所述数据采集服务器和上位机scada集成于电脑中，所述上位机scada通过工业以太网交换机连接plc控制器，所述plc控制器通过现场总线连接现场用电设备。
8.进一步的，所述数据采集服务器与rs485总线连接的接口为rs485型pci板卡，板卡型号为ut-798-ci-e。
9.进一步的，所述数据采集服务器通过软件kepsever6.5对电能信号进行采集处理。
10.进一步的，所述plc控制器具有工业以太网接口模块，工业以太网接口模块型号为cp343-1。
11.进一步的，所述现场用电设备包括干燥机、传送带、加热炉、水泵、电动机。
12.进一步的，所述上位机scada连接多媒体音箱。
13.本实用新型的有益效果为：
14.本实用新型所述的一种基于上位机的用电负荷控制系统，通过上位机scada与下位plc控制器进行结合，现场plc控制器接收到工业以太网交换机传送过来的用电负荷控制
信息后，通过现场总线对现场用电设备进行控制，本实用新型系统只需在原有系统上进行局部改造，成本低，功能强大。
附图说明
15.图1为本实用新型所述的一种基于上位机的用电负荷控制系统的结构示意图；
16.图2为本实用新型所述的一种基于上位机的用电负荷控制系统的采样数据流向及处理方法流程图；
17.图3为本实用新型所述的一种基于上位机的用电负荷控制系统的监控室值班人员实时监控及操作的界面照片。
具体实施方式
18.在下文中将结合附图对本实用新型的示范性具体实施方式进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际具体实施方式的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本实用新型公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。
19.在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。
20.为能进一步了解本实用新型的

技术实现要素：
、特点及功效，兹例举以下具体实施方式，并配合附图详细说明如下：
21.参考附图1：
22.一种基于上位机的用电负荷控制系统，包括智能电能仪表1、rs485总线2、数据采集服务器3、上位机scada4、工业以太网交换机5、plc控制器6、现场总线7、现场用电设备8、多媒体音箱9；
23.所述智能电能仪表1通过rs485总线2连接数据采集服务器3，所述数据采集服务器3连接工业以太网交换机5，所述数据采集服务器3和上位机scada4集成于电脑中，所述上位机scada4通过工业以太网交换机5连接plc控制器6，所述plc控制器6通过现场总线7连接现场用电设备8。
24.进一步的，所述数据采集服务器3与rs485总线2连接的接口为rs485型pci板卡，板卡型号为ut-798-ci-e。
25.进一步的，所述数据采集服务器3通过软件kepsever6.5对电能信号进行采集处理。
26.进一步的，所述plc控制器6具有工业以太网接口模块，工业以太网接口模块型号为cp343-1。
27.进一步的，所述现场用电设备8包括干燥机、传送带、加热炉、水泵、电动机。
28.进一步的，所述上位机scada4连接多媒体音箱9。
29.进一步的，通过上位机scada与现场的plc控制器进行通讯连接，通讯连接采用的是工业以太网交换机，通过测量回路的用电负荷值和报警值进行对比，对各个plc控制器的用电负荷进行停送、限幅、调整功率等一系列操作，通过设置在监控室的多媒体音箱对操作或者值班人员进行预警。现场plc控制器接收工业以太网交换机传送过来的用电负荷控制信息后，通过其现场总线对现场用电设备进行控制。
30.进一步的，上位机scada采用的软件系统是wincc 7.5sp2 upd4，上位机scada通过此系统作为opc ua的客户端从数据采集服务器获取电能仪表信号数据。
31.进一步的，智能电能仪表采用的型号为pd194e-2s4,支持有功电能、无功电能、功率因数等10多项数据，并具备rs485通讯端口，其通讯地址需在仪表上进行设置，其设置范围为1-255，通讯设置是：通讯速率为9600bps，数据长度为8位，采用奇校验，停止位是1位。现场rs485总线采用屏蔽双绞线将所有电能仪表采用手拉手方式连接至数据采集的服务器电能端。
32.进一步的，数据采集服务器电脑需配置一块串口通讯板卡作为接口板卡，板卡型号为ut-798-ci-e。
33.进一步的，数据采集服务器为opc ua客户端。由于电力部门对用户的考虑是基于15分钟的平均用电负荷值，所以需要对opc ua采集到的数据进行二次计算处理，通过wincc的变量归档进行用电负荷归档记录，用软件自带的功能计算15分钟平均用电负荷。在上位机中通过测量回路的用电负荷值和报警值进行对比，按照算法对各个plc的用电负荷进行停送、限幅、调整功率等一系列操作，并进行语音报警或提示，通过设置在监控室的音箱对操作或者值班人员进行预警。
34.进一步的，工业以太网交换机型号为scalance x208系列，该交换机可在软件上进行组态，属于二层网管型交换机，便于现场plc系统的管理，本实施方式中连接的plc为西门子的s7-300、s7-400、s7-1200系列，其中s7-1200标配有以太网接口可以直接与交换机互联，s7-300和s7-400型号需要分别选配cp343-1和cp443-1以太网接口扩展模块，通过该扩展模块实现plc与交换机之间的连接。
35.进一步的，现场总线采用的是2线制profibus总线网络，其线缆包含一次内护套 一层铜丝屏蔽层 一层外护套，通讯速率为1.5m/bps，通讯接头选用的是九针角dp接头。
36.需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
37.虽然在上文中已经参考具体实施方式对本技术进行了描述，然而在不脱离本技术的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本技术所披露的具体实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本技术并不局限于文中公开的特定具体实施方式，而是包括落入权利
要求的范围内的所有技术方案。