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摘 要：为了满足企业快速发展对能源计量提出的新要求，因此我们对现有能源计量系统进行技术改造。
关键词：能源计量 无线通讯
1 概述
哈药集团制药总厂在生产运行过程中使用的能源主要包括以下几个方面：电能，一次水，无盐水，溴化锂，煤，蒸汽，压缩空气，乙二醇等。
1.1 能源计量现状
从1958年建厂以来，随着工厂生产方式、品种、产能的不断变化，工厂不断新建和改建许多生产车间和公用工程系统。所以整个厂区存在新老车间并存的现状。能源计量系统也只是随着生产的需要逐渐在增加，并没有更新和升级已有的计量器具。虽然现有能源计量系统也能完成工厂的生产需求，但是随着工厂生产规模的不断扩大、能源计量技术和信息化的不断发展，现有的能源计量系统也存在着诸多问题。
1、现有计量系统获取的数据种类单一，数据量少，实时性不高。不能够在工厂能源管理方面提供有效的、准确的数据支持。
2、部分计量器具超过使用年限，如大部分电能表是上世纪80年代和90年代生产的。
3、能源计量系统各计量器具种类繁多，生产厂家技术水平参差不齐，计量准确度不高，计量方式落后。
4、数据采集方式落后。所有数据需要人工记录和传递。
5、安全系数低、劳动强度大，人员成本增加。大部分电能计量器具安装在变电所的高压配电柜内，记录数据时需要打开柜门，站在椅子上进行。对记录人员的人身安全缺乏相应的保护措施。随着工厂的生产需要，数据记录频次的增加，也导致了安全系数的增加。
为了满足企业快速发展对能源计量提出的新要求，因此我们建议对现有能源计量系统进行技术改造。
1.2 改造后的预期目标
改造后的系统不再是一个单一的能源计量系统，而是一个集能源计量与能源管理为一体的综合性工厂能源调度指挥平台。能源管理系统、能源调度系统、能源综合监控系统、耗能设备优化控制的能源管控一体化系统。能够为工厂能源优化调度，能耗预测、能源成本分析等方面提供决策依据。
改造后的系统可以实现能源系统安全、稳定、经济运行，能源系统规范化、精细化、高效管理。使工厂对能源的统一调度、优化能源平衡、减少污染排放、降低产品能耗，达到节能减排，改善环境质量、提高劳动生产率的目的。
2 改造方案
把部分使用年限较长的机械式和无通讯功能的能源计量仪表更换为具有通讯功能的新型计量仪表。在各用能单位设立通讯中继站，把能源计量仪表使用的RS485现场总线转换为以太网。在接入工厂局域网。在计控中心安装几台计算机分别与各能源计量仪表进行通讯，把能源计量数据读取到计算机上进行动态监控，数据处理，计算，存储，预警。实现能源计量数据报表自动生成。用能单位能耗的动态分析，对能源的使用变化率进行跟踪和预警。所有数据通过数据处理服务器进行时时发布。改造后能源计量系统框图如下：
各用能单位和能源管理部门可以随时在本部连接到工厂局域网上的计算机上查看。可以使工厂的能源管理人员和管理部门实时准确、快速的掌握工厂的用能情况。根据需要对工厂的能源使用进行快速的统一调度。各用能单位可以实时了解能源使用成本，起到能源销峰平谷的作用，及时调整生产计划，控制能源使用的总体成本。
3 硬件改造方案
全厂蒸汽，压缩空气，煤的能源计量参数已经使用计算机采集。所以不在这次的改造范围内。
3.1电计量系统的改造方案
全厂共有电能表198块，其中177块为各主要生产车间使用的电能计量仪表。具有通讯功能的75块。需要更换123块新式具有通讯功能的电能表。可以利用工厂现有部分二级用能设备上已有的监测仪表调配替换，在计算机内部实现分时计量，减少硬件的改造费用。
3.2一次水计量
全厂共有一次水计量表41块，具有通讯功能的18块。需要有22块机械式水表更换为直读式水表。1块现场为涡街流量计，需增加1块数字流量积算仪（宇光）。因部分机械水表安装在防爆区域，采用涡轮流量计与宇光表进行数据采集此部分需采购仪表10块。
3.3无盐水
全厂共有无盐水计量表22块，具有通讯功能的8块。需要涡轮流量计与宇光表进行数据采集此部分需采购仪表10块。4块现场为涡街流量计，需增加4块数字流量积算仪（宇光）。
3.4溴化锂
全厂共有溴化锂焓值计量表32块。其中大连海峰公司生产的超声波流量计13块，具有通讯功能，但是通讯协议为厂家自定义的专有通讯协议。其余19块为哈尔滨陆迪公司生产的502焓值表，无通讯功能。更换具有通讯功能的单片机。
4 能源数据采集网络方案
能源计量仪表数量较多，通讯协议种类比较杂，为了加快能源数据的采集速度，增加系统的稳定性。把整个能源计量仪表分为两类。一类为电能计量仪表，另一类为水和焓值计量仪表。这两类仪表分别采取两个独立的数据采集网络和数据采集系统。在数据采集机房设立一台数据处理服务器通过局域网读取这两类数据采集工作站里的数据。
4.1电能数据采集网络
电能计量表主要分布在全厂13个变电所，更换后的电能表主要为施耐德电气PM500、雅达YD2200、龙电DSSD52三种类型。这三类仪表都有RS485通讯接口，分别支持Modbus、电力标准2通讯协议。因为RS485现场总线具有物理连接方式简单，通讯距离长等特点。所以按照现场的电能表通讯协议分成两条RS485总线。RS485总线通过一根4芯屏蔽电缆连接至蒸汽分配站的串口联网服务器。串口服务器与工厂局域网相连。南门外5千吨水池和辅助部门的电能计量仪表数量较少，与蒸汽分配站距离远，地勢空旷，铺设通讯电缆难度大。所以采用数传电台，在距离工厂局域网最近的地点通过串口联网服务器连接到工厂局域网。
4.2水、焓值数据采集网络
全厂一次水、无盐水、溴化锂、乙二醇计量仪表共有5类，宇光流量计算仪708H、哈尔滨陆迪公司的焓值表HLD501、HLD502、大连海峰公司生产的TDS-100超声波流量计、宁波水表厂生产的直读式水表，其采用的通讯协议共有三类。经试验宇光表708H、陆迪HLD501、陆迪HLD502通讯协议相同为宇光AI-BUS协议。直读式水表采用的是标准的Modbus通讯协议。TDS-100采用的是仪表厂家专有通讯协议。网络设计的原则是相同通讯协议的仪表可以连接到同一条RS485总线上。为了布线方便、快捷，经济，在就近的车间设立通讯中继站点，将RS485在车间内部转换为以太网，借助工厂现有的局域网，把数据传回计控中心。
参考文献
[1] 研华科技有限公司ADAM 4571L使用手册
[2] 深圳计卓科技有限公司数传电台使用手册
关键词：能源计量 无线通讯
1 概述
哈药集团制药总厂在生产运行过程中使用的能源主要包括以下几个方面：电能，一次水，无盐水，溴化锂，煤，蒸汽，压缩空气，乙二醇等。
1.1 能源计量现状
从1958年建厂以来，随着工厂生产方式、品种、产能的不断变化，工厂不断新建和改建许多生产车间和公用工程系统。所以整个厂区存在新老车间并存的现状。能源计量系统也只是随着生产的需要逐渐在增加，并没有更新和升级已有的计量器具。虽然现有能源计量系统也能完成工厂的生产需求，但是随着工厂生产规模的不断扩大、能源计量技术和信息化的不断发展，现有的能源计量系统也存在着诸多问题。
1、现有计量系统获取的数据种类单一，数据量少，实时性不高。不能够在工厂能源管理方面提供有效的、准确的数据支持。
2、部分计量器具超过使用年限，如大部分电能表是上世纪80年代和90年代生产的。
3、能源计量系统各计量器具种类繁多，生产厂家技术水平参差不齐，计量准确度不高，计量方式落后。
4、数据采集方式落后。所有数据需要人工记录和传递。
5、安全系数低、劳动强度大，人员成本增加。大部分电能计量器具安装在变电所的高压配电柜内，记录数据时需要打开柜门，站在椅子上进行。对记录人员的人身安全缺乏相应的保护措施。随着工厂的生产需要，数据记录频次的增加，也导致了安全系数的增加。
为了满足企业快速发展对能源计量提出的新要求，因此我们建议对现有能源计量系统进行技术改造。
1.2 改造后的预期目标
改造后的系统不再是一个单一的能源计量系统，而是一个集能源计量与能源管理为一体的综合性工厂能源调度指挥平台。能源管理系统、能源调度系统、能源综合监控系统、耗能设备优化控制的能源管控一体化系统。能够为工厂能源优化调度，能耗预测、能源成本分析等方面提供决策依据。
改造后的系统可以实现能源系统安全、稳定、经济运行，能源系统规范化、精细化、高效管理。使工厂对能源的统一调度、优化能源平衡、减少污染排放、降低产品能耗，达到节能减排，改善环境质量、提高劳动生产率的目的。
2 改造方案
把部分使用年限较长的机械式和无通讯功能的能源计量仪表更换为具有通讯功能的新型计量仪表。在各用能单位设立通讯中继站，把能源计量仪表使用的RS485现场总线转换为以太网。在接入工厂局域网。在计控中心安装几台计算机分别与各能源计量仪表进行通讯，把能源计量数据读取到计算机上进行动态监控，数据处理，计算，存储，预警。实现能源计量数据报表自动生成。用能单位能耗的动态分析，对能源的使用变化率进行跟踪和预警。所有数据通过数据处理服务器进行时时发布。改造后能源计量系统框图如下：
各用能单位和能源管理部门可以随时在本部连接到工厂局域网上的计算机上查看。可以使工厂的能源管理人员和管理部门实时准确、快速的掌握工厂的用能情况。根据需要对工厂的能源使用进行快速的统一调度。各用能单位可以实时了解能源使用成本，起到能源销峰平谷的作用，及时调整生产计划，控制能源使用的总体成本。
3 硬件改造方案
全厂蒸汽，压缩空气，煤的能源计量参数已经使用计算机采集。所以不在这次的改造范围内。
3.1电计量系统的改造方案
全厂共有电能表198块，其中177块为各主要生产车间使用的电能计量仪表。具有通讯功能的75块。需要更换123块新式具有通讯功能的电能表。可以利用工厂现有部分二级用能设备上已有的监测仪表调配替换，在计算机内部实现分时计量，减少硬件的改造费用。
3.2一次水计量
全厂共有一次水计量表41块，具有通讯功能的18块。需要有22块机械式水表更换为直读式水表。1块现场为涡街流量计，需增加1块数字流量积算仪（宇光）。因部分机械水表安装在防爆区域，采用涡轮流量计与宇光表进行数据采集此部分需采购仪表10块。
3.3无盐水
全厂共有无盐水计量表22块，具有通讯功能的8块。需要涡轮流量计与宇光表进行数据采集此部分需采购仪表10块。4块现场为涡街流量计，需增加4块数字流量积算仪（宇光）。
3.4溴化锂
全厂共有溴化锂焓值计量表32块。其中大连海峰公司生产的超声波流量计13块，具有通讯功能，但是通讯协议为厂家自定义的专有通讯协议。其余19块为哈尔滨陆迪公司生产的502焓值表，无通讯功能。更换具有通讯功能的单片机。
4 能源数据采集网络方案
能源计量仪表数量较多，通讯协议种类比较杂，为了加快能源数据的采集速度，增加系统的稳定性。把整个能源计量仪表分为两类。一类为电能计量仪表，另一类为水和焓值计量仪表。这两类仪表分别采取两个独立的数据采集网络和数据采集系统。在数据采集机房设立一台数据处理服务器通过局域网读取这两类数据采集工作站里的数据。
4.1电能数据采集网络
电能计量表主要分布在全厂13个变电所，更换后的电能表主要为施耐德电气PM500、雅达YD2200、龙电DSSD52三种类型。这三类仪表都有RS485通讯接口，分别支持Modbus、电力标准2通讯协议。因为RS485现场总线具有物理连接方式简单，通讯距离长等特点。所以按照现场的电能表通讯协议分成两条RS485总线。RS485总线通过一根4芯屏蔽电缆连接至蒸汽分配站的串口联网服务器。串口服务器与工厂局域网相连。南门外5千吨水池和辅助部门的电能计量仪表数量较少，与蒸汽分配站距离远，地勢空旷，铺设通讯电缆难度大。所以采用数传电台，在距离工厂局域网最近的地点通过串口联网服务器连接到工厂局域网。
4.2水、焓值数据采集网络
全厂一次水、无盐水、溴化锂、乙二醇计量仪表共有5类，宇光流量计算仪708H、哈尔滨陆迪公司的焓值表HLD501、HLD502、大连海峰公司生产的TDS-100超声波流量计、宁波水表厂生产的直读式水表，其采用的通讯协议共有三类。经试验宇光表708H、陆迪HLD501、陆迪HLD502通讯协议相同为宇光AI-BUS协议。直读式水表采用的是标准的Modbus通讯协议。TDS-100采用的是仪表厂家专有通讯协议。网络设计的原则是相同通讯协议的仪表可以连接到同一条RS485总线上。为了布线方便、快捷，经济，在就近的车间设立通讯中继站点，将RS485在车间内部转换为以太网，借助工厂现有的局域网，把数据传回计控中心。
参考文献
[1] 研华科技有限公司ADAM 4571L使用手册
[2] 深圳计卓科技有限公司数传电台使用手册