ZigBee技术在用户端配电系统中的设计与应用

统中所有表计和主站软件都是采用MODBUS-RTU通信协议来通信的。

图3 基于ZigBee配电管理系统

目前，基于ZigBee无线网络配电管理系统在江苏江阴某仪表制造企业实施运行。系统采用电能分项计量的原则，监测生产工艺中的各个流程以及工厂各个用电回路的用电情况，以报表或曲线的方式进行统计显示。整个ZigBee无线网络配电管理系统使用的无线模块为21个，使用的表计为82块。

图4 ZigBee无线网络通信图

图4为ZigBee无线网络配电管理系统的通信框图，它详细的列出了82块表计的型号及监测的回路，其中主要监测的对象有各个开关柜、控制柜进出回路的用电情况，生产工艺中的各个工艺流程的用电情况，各条生产线用电情况，办公室的用电情况及各个空调回路的用电情况等等。通过这些统计分析，让管理人员充分了解整个工厂的用能情况，通过统计分析找出不合理用能因数，提出合理整改意见和措施。

图5 进线回路配电图

图5为该厂区进线回路配电图，图上显示的参数都是主站软件通过ZigBee无线网络采集的各回路电力参数。图6是厂区几个主要配电柜的配电柜中K1柜的配电图。图上详细显示了K1配电柜各个回路的电力参数值，便于管理员更详细的了解工厂的用电情况。

图6 K1配电图

图7为某段时间内的进线回路各项参数的具体数值，它详细地记录了进线回路三相电压、电流、有功电能、无功能电能、功率因素、频率参数。整个厂区各回路电能汇总如图8所示，它记录了某段时间内各个回路的耗电情况，包括各回路进行柜的总电能及分支电能。

图7 某段时间内的进线回路各项参数

图8 各回路电能汇总

通过基于ZigBee无线网络配电管理系统的建立，系统对整个生产工艺流程进行监测，为公司每年生产仪表的能耗进行统计分析，分析出本年度生产每一块仪表所用的电能。并可以通过工序能耗分析，分析每道工序年度具体用电情况，并依据这些信息找出能耗比较高的环节，从而制定来年的节能方案。通过每年根据系统采取的节能措施，达到每年仪表平均生产能耗逐年下降的目的，最终到达节能减排的效果。

4. 总结

基于ZigBee无线网络配电管理系统组网方式比较灵活，而且有效减少了布线工作量，解决了有线通信方式带来的布线难度大、成本高和升级维护困难等问题。

系统对整个厂区或整幢楼宇进行电能分项计量，详细地统计出各个分项的能耗CONTROL ENGINEERING China版权所有，还可以以报表的形式分析每年各个分项能耗占总能耗的百分比，以便公司了解每年各个分项的能耗，为以后制定节能措施提供依据，从而达到节能减耗的效果。