电力监控在传统榨油生产线中的应用

钱冠华

(黑龙江省科学院智能制造研究所，哈尔滨 150090)

电力监控技术是智能化生产线分析参数的重要发展方向，其在传统榨油生产线中的应用能够提高生产线的运作效率，对出现的问题进行有效分析，提供安全有效的保障方式，为生产决策提供有力支持[1]。为使该技术发挥更好的效果，对传统榨油生产线供电系统的应用进行设计和优化[2]。

1 研究开发

将传统榨油生产线电力监控系统根据功能性区分为生产设备用电层、电力一次变电层、通信平台层以及地面监控层四个层面进行研究。

生产线主要针对用电实际情况数据计算、设备层电力采样数据采集、电网实际保护和生产线用电设备的远程操控执行，并可利用RS485现场总线的通信方式进行，将智能传感器采集到的底层数据接入变电所的数据测控基站中。通过数据测控基站对底层数据的汇总及判断，有效完成底层测控数据与上层总站的数据交换。也可以将变电所综合数据进行合理选漏、分布式存储、时钟同步校对和本地设备数据的监控等，并利用光纤建立闭环Ethernet网络，并通过自建Ethernet网络实现主站与测控基站的数据通信。设计利用光纤交换机及光通信设备组成光纤以太网通信系统与光纤以太网VPN网络的形式，组成闭环通信网络。在传统榨油生产线控制系统主站建立一套适应项目环境的电力系统专用组态系统，可按照规范进行数据监测、设备控制、信息统计和数据分析[3]。

传统榨油生产线电力监控系统设计每个变电所装设一台电力数据监控基站。变电所控制的高低压综合保护单元由RS485总线通信接入变电所的测控基站，再由测控基站直接接入光纤闭环环网网络中，通过闭环以太网与上层监控主站形成通信连接。

数据平台设计由OPC控制方式将数据传输到传统榨油生产线智能化控制平台，保证其能够实现测控数据的共享和网络信息发布功能。在变电所中各安装一台电力监控分站。电力监控分站与变电所内的高、低压开关的综合保护器用RS485通信方式进行联网，实现变电所的就地监控、通信转发等。电力监控基站就近接入变电所附近的千兆环网交换机，通过已有的工业闭环以太网与上层电力调度中心后台进行数据交换[4]。

2 技术创新

传统榨油生产线电力监控管理系统由闭环且带冗余的工业以太网网环网、CAN工业现场总线、RS485现场总线、NB-IOT通信系统构成的榨油生产线综合性工业物联网平台。榨油生产线电力监控系统应用软件与设备状态监控，设备状态及工艺流程显示，设备及电网保护、状态及参数采集装置等组成，可以在分级网络层面对接多种通信接口的监控装备、数据监测设备和智能化控制系统，网络终端配置有千兆网络交换机、视频服务器、现场总线分站、IP电话网关、光纤收发器，可直接接入视频摄像机、通信电话、语音广播、监控分站、总线型监控设备，可实现快速故障诊断，保证控制的实时性、确定性和可靠性。系统在调度中心建立电力监控后台，对传统榨油生产线各变电所的高、低压开关进行远程监测、遥控、遥信、遥调和遥视[5]。

数据传输分站具有本安型的以太网、CAN、RS485三种通讯接口，可以接入不同的网络，可兼容挂接多种接口的监控设备，对不同厂家的RS485设备，可通过协议转换隔离器转换为统一的协议接入，特别适应传统榨油生产线目前多种通信接口设备并存的现状，并且现场监控分站可脱离系统独立运行监控，自主输出监测控制命令和报警信号，能构成独立的现场局域监控系统。

3 应用地点及效果

传统榨油生产线电力监控系统是在控制中心软件平台建立电力监控后台，实现对开关柜电力数据的监测，控制设备的开关信号以及变电所内高低压配电系统开关状态及电网状态的远程监测，包括电压、电流、电能、温度、负载、用电效率。可通过数据分析对相应回路及设备状态提供状态模拟及特殊状态下的预警及报警。也可对电网的应用提供最优化解决方案及辅助决策。

在传统榨油生产线变电站内配备智能隔爆视频摄像机，并接入变电所的数据基站，进行视频数据的编码和压缩，并通过Ethernet网络将通过编码并压缩后的视频信息传输到上层电力监控调度中心，能够实现对变电所内环境及空间的视频监视，并通过对设备的远程操控来对现场设备进行有效的远程智能化控制，从而实现变电所无人值守的目的[6]。

4 推广前景

传统榨油生产线控制系统供电系统的网络结构复杂，系统内变电所和工作设备配电点供电服务对象主要是蒸炒、粉碎、运输以及压榨等主要生产环节，具有多种供电类型及供电方式，生产线控制系统复杂，应用区域分布广，负荷工作过程及工作条件环境复杂，且现场工作环境中存在粉尘、油浸、水等有害介质的渗透及侵害，都会影响供电系统运行。生产线工作过程中产生的不确定因素也较多，在各个关键点都可能存在安全隐患，所以提供安全可靠的设备，应用先进的监测控制管理技术，设计功能更为完善的传统榨油生产线安全供电监测系统具有必要性。

传统榨油生产线电力监控系统是针对目前供配电系统及设备管理方式的不足，采用上层控制系统，应用电力自动化系统的最新技术，采用数据分析软件嵌入式技术、数据传输网络分布式网络技术等进行电力监控系统优化，可实现传统榨油生产线电力系统内变电所的无人值守，实现对现场环境(如人员进出记录、火灾、烟气等环境参数)的监测。可将变电所内供电系统及现场供电柜回路的电流、电压、功率因数、温度、供电负荷、单位时间电能等参数通过RS485现场总线或4～20 mA直流信号进行传输，汇总到监测基站中，可监测供电系统中开关状态，根据生产流程和命令判断是否处于正常状态等，可通过上层控制系统判断及修正现场设备状态，分析开关的保护动作整定值等。随着传统榨油生产线控制系统中电力监控系统的应用推广，可以有效准确地对供电系统实施一体化实时监控，该系统为电网及电力设备的安全运行、精准控制提供了现代化的管理手段，推广前景广阔。