现场总线在某化工厂低压配电自动化系统中的应用

站控层设立主控系统Acrel-2000一套。硬件系统采用工作台式结构，软件系统采用基于WIN2000 操作系统的电力监控软件Acrel-2000, 同时能通过MODBUS SERVER 和OPC方式实现系统数据的上传, 实现资源共享。站控层通过位于通信层的工业以太网交换机与现场中的通信服务器或通信网关进行数据交换。
通信层除了有一个工业以太网交换机外，还在每个设备层总线分支处设立了一个通信服务器或网关，用来将现场的总线协议转为以太网协议。在保护装置分支中还使用了ACRHMI通信管理机，ACRHMI是用于实现配电系统的通信处理和设备管理的智能通信单元，其选用了一块12.1寸高亮度TFT真彩触摸屏，使用实时嵌入式操作系统（WinCE.NET）和系统工程运行软件，具有良好的人机界面，集成了ProfiBus-DP通讯接口和TCP/IPRJ45接口，能将多种设备通过现场总线技术有机地连接起来。
现场监控层采用包括ARD系列智能马达控制器、ACR系列多功能网络仪表在内的具备RS485 ProfiBus-DP通讯接口的分布在配电柜上的智能可通讯设备，通过现场总线通信实现与通信网关的数据交换。
系统报价—览表 单位：元（RMB）
名称 型号 单位 面价 备注
监控主机 IPC610H/PIV2.8G/1G/120G/166x DVD/KB+MS/
D-Link530+外设 台 8500 均可用户自备，以当时市场价格为准，该报价仅供参考
显示器 三星19寸液晶显示器 台 3000
三星22寸液晶显示器 台 3800
打印机 HP LaserJet 1020 A4 台 2500
EPSON-LQ1600KIIIH A3 台 4000
UPS电源 山特C1KS 台 5000
山特C2KS 台 6500
通讯线缆 五类线 米 4.6
屏蔽双绞线RVVP 2×1.0 米 5.6
光纤（多模） 米 6.6
通讯机柜 1200×600×600 面 3000
2200×600×600 面 5000
光电转换 HTB-1000 只 750 远距离传输
终端盒 只 60
尾纤 面 50
耦合器 面 50
熔接点 个 50
通讯转换 扩展卡ACRNET-PCI/4 块 3000 扩展卡
串口服务器ACRNET-PORT(2口) 只 3000 串口服务器
串口服务器ACRNET-PORT(4口) 只 5500
通讯前置机ACRNET-UC02(2口) 只 4000 通讯前置机
通讯前置机ACRNET-UC04(4口) 只 6000
通讯前置机ACRNET-UC08(8口) 只 11500
通讯管理机ACRHMI 台 30000 人机界面
组网设备 网络交换机EDS-208 台 3000 局域组网
网络交换机EDS-408 台 8500
监控软件 Acrel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11～20
6万 设备数量21～40
8万 设备数量41～80
10万元以上 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
电力仪表 ACR330ELH 台 4860
ACR220ELH 台 4280
ACR120EL 台 3580
导轨式电表 DTSD1352 台 2050
DTSF1352 台 1200
DDSF1352 台 600

3.3 系统功能
3.3.1 友好的人机交互界面（HMI）
标准的变配电系统具有CAD一次单线图显示中、低压配电网络的接线情况；庞大的系统具有多画面切换及画面导航的功能；分散的配电系统具有空间地理平面的系统主画面。主画面可直观显示各回路的运行状态，并具有回路带电、非带电及故障着色的功能。主要电参量直接显示于人机交互界面并实时刷新。
3.3.2 用户管理
Acrel-2000智能电力监控系统软件可对不同级别的用户赋予不同权限，从而保证系统在运行过程中的安全性和可靠性。如对某重要回路的合/分闸操作，需操作员级用户输入操作口令外，还需工程师级用户输入确认口令后方可完成该操作。
3.3.3 数据采集处理
Acrel-2000智能电力监控系统可实时和定时采集现场设备的各电参量及开关量状态（包括三相电压、电流、功率、功率因数、频率、电能、温度、开关位置、设备运行状态等），将采集到的数据或直接显示、或通过统计计算生成新的直观的数据信息再显示（总系统功率、负荷最大值、功率因数上下限等），并对重要的信息量进行数据库存储。
3.3.4 趋势曲线分析
Acrel-2000智能电力监控系统提供了实时曲线和历史趋势两种曲线分析界面，通过调用相关回路实时曲线界面分析该回路当前的负荷运行状况。如通过调用某配出回路的实时曲线可分析该回路的电气设备所引起的信号波动情况。系统的历史趋势即系统对所有已存储数据均可查看其历史趋势，方便工程人员对监测的配电网络进行质量分析。
3.3.5 报表管理
Acrel-2000智能电力监控系统具有标准的电能报表格式并可根据用户需求设计符合其需要的报表格式，系统可自动统计。可自动生成各种类型的实时运行报表、历史报表、事件故障及告警记录报表、操作记录报表等，可以查询和打印系统记录的所有数据值，自动生成电能的日、月、季、年度报表，根据复费率的时段及费率的设定值生成电能的费率报表，查询打印的起点、间隔等参数可自行设置；系统设计还可根据用户需求量身定制满足不同要求的报表输出功能。
3.3.6 事件记录和故障报警
Acrel-2000智能电力监控系统对所有用户操作、开关变位、参量越限及其它用户实际需求的事件均具有详细的记录功能，包括事件发生的时间位置，当前值班人员事件是否确认等信息，对开关变位、参量越限等信息还具有声音报警功能，同时自动对运行设备发送控制指令或提示值班人员迅速排除故障。
3.3.7 五遥功能
Acrel-2000智能电力监控系统不仅能实现常规的“遥信”、“遥控”、“遥测”、“遥调”功能，还可以实现“遥设”功能。
l 遥信：实时对开关运行状态、保护工作等开关量进行监视。计算机实时显示和自动报警。
l 遥控：通过计算机屏幕选择相应的站号、开关号、合/分闸等信息，并在屏幕上将选择的开关状态反馈出来，确认后执行，实时记录操作时间、类型、合开关号等。
l 遥测：通过计算机实时对系统电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、超限报警、频率进行不断地采集、分析、处理、记录、显示曲线、棒图，自动生成报表。
l 遥调：用于有载变压器的调压升/降。
l 遥设：用于远方修改分散继电保护装置的定值、控制字；以及调整各种仪表的工作状态。
3.4 系统优点
（1）由于采用数字双向通信，一对双绞线或光纤完成诸多的信号传输功能，使得在该环节中的电缆、桥架、接线端子的用量减少到几乎为零，因此相应的安装工作量也大大减少。
（2）间隔层设备采用智能终端设备，电流、电压等信号在现场就就行高精度的AD变换，再以数字量的形式送入系统中，从而省略了变送器等中间变换环节，使系统采集的信号精度大大提高，节省了投资。
（3）智能终端设备还能在间隔层实现大量的逻辑、计算功能，可将许多以前在DCS中完成的工作下放到间隔层完成，实现真正意义上的分散控制，提高了系统的可靠性，而且系统可采集的信息量大大增加，操作人员在控制室就能实现监控系统对现场设备的在线监视、诊断、校验和参数整定。
（4）在工程建设中，由于系统组态简单，安装、运行、维修方便，分步调试能较快完成并及时投运。
3.5 系统部分界面
主接线图界面