1.Теоретическая часть

1.1 Краткая характеристика объекта проектирования

В качестве объекта проектирования предлагается деревообрабатывающее предприятие Сокольский ДОК.

К первой категории надежности по электроснабжению на Сокольском ДОКе относятся: компрессорная; котельная. Ко второй категории надежности по электроснабжению относятся: производственные линии лесопильного цеха; цех по производству оконных блоков; технологические установки цехов домостроения и брусового домостроения; агрегаты и станки механического цеха; столярный цех.

При проектировании электроснабжения комбината учитываем в расчетах и выборе электрооборудования следующие климатические параметры: район климатических условий по гололеду – II, по ветру – I; расчетная температура воздуха максимальная – плюс 35^o C, минимальная – минус 40^o C, среднегодовая - 0^o C; число грозовых часов в году – 40-60; нормативная глубина промерзания грунта – 176 см для супеси пластичной.

В состав предприятия входят шесть основных цехов, выпускающих продукцию (лесопильный, цех брускового домостроения, погонажных изделий, цементно-стружечных плит, цех по производству оконных блоков, столярный цех) и шесть обслуживающих цехов (механический, паросилостное хозяйство и инженерные сети, автобаза, цех по сушке пиломатериалов, погрузке готовой продукции).

Исходные данные потребителей предприятия представлены в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Исходные данные потребителей предприятия

Цеха и крупные электроприемники предприятия	Категория надежности	Рном, кВт	Кс
Цех №4 цементно-стружечных плит	II	2118	0,66
Цех №2 брусового домостроения	II	1320	0,5
Компрессорная	I	1270	0,75
Котельная	I	1972	0,7
Цех №10 полистирол	III	1430	0,5
Цех №3 лесопильный	II	1888	0,5
Цех №6 домостроение	III	2400	0,45
Цех №8 столярный	III	1350	0,65
Цех №4 линия по окраске ЦСП	III	1989	0,8
Ширпотреб	III	876	0,62
Цех №3 лесопильный	II	1376	0,5
Цех №5 производство оконных блоков	II	5240	0,43
Итого по предприятию		23339

1.2. Автоматическая система технического учета электроэнергии

На предприятии внедряем систему технического учета электроэнергии научно-производственной фирмы «КРУГ» и ООО «КРУГ-Софт» на основе программной платформы ЭнергоКруг^® г. Пенза.

Цели внедрения АСТУЭ

Основной целью внедрения системы технического учета электроэнергии на деревообрабатывающем предприятии является повышение контроля и эффективности использования электрической энергии на комбинате. Это достигается  за счет:

• Обеспечения персонала полной, достоверной и своевременной информацией о потреблении электроэнергии на предприятии

• Быстрого выявления линий электропередач и электрооборудования с высокими потерями

• Накопления статистических данных об энергопотреблении и удобного механизма их анализа.

Таким образом, внедрение АСТУЭ обеспечивает точный учет и планирование энергопотребления, возможность сгладить пики потребления, выявить места нерационального использования электроэнергии, оптимизировать техпроцессы.

Основные функции АСТУЭ

• Оперативный сбор данных с приборов учета

• Мониторинг потребления электроэнергии по объектам

• Мониторинг показателей качества электроэнергии

• Защита данных АСТУЭ от несанкционированного доступа

• Доступ к информации всем заинтересованным субъектам с соблюдением необходимого уровня информационной безопасности

• Хранение данных в специализированной базе данных, защищенной от потери информации

• Формирование отчетов

• Обеспечение единого времени внутри системы.

Архитектура системы

Архитектура АСТУЭ построена по следующей иерархической схеме (рисунок 1.1).

На нижнем уровне системы располагаются приборы учета энергопотребления –30 трехфазных электросчетчиков ( Меркурий-230).

На следующем уровне данные от приборов учета собираются сервером технологических данных WideTrack (черезOPC-серверы соответствующих приборов), предварительно обрабатываются и сохраняются в хранилище, реализованном на основе СУБД MS SQL-сервер.

Рис. 1.1 Архитектура АСТУЭ

Уровень визуализации и обработки консолидированных данных реализован на основе SCADA/HMI DataRate: диспетчерский пункт включает программные комплексы DataRate Сервер и DataRate Клиент (в качестве АРМ диспетчеров); в цехах предприятия на автоматизированных рабочих местах установлены комплексы DataRate Клиент.

Все базовые компоненты системы – ОРС-серверы приборов, сервер консолидации данных WideTrack,DataRate Сервер, DataRate Клиент – входят в состав программной платформы ЭнергоКруг^®.

Преимущества и особенности АСТУЭ

Визуализация информации с любого уровня системы. 

АСТУЭ позволяет отслеживать основные параметры энергопотребления как по всей системе в целом (рисунок 1.2), так и выводить детальную информацию по любому объекту (цеху, складу и т.д.), а также по каждому из приборов учета энергопотребления. На мнемосхемах приборов учета энергопотребления (рисунок 3) отображается направление нагрузки, статус прибора, а также выводится информация о нештатных ситуациях (например, отсутствие или превышение допустимого напряжения).

Ведение истории энергопотребления. 

Все события, связанные с энергопотреблением на предприятии, сохраняются в специальном архиве – журнале истории. Журнал доступен для визуализации и автоматизированного анализа.

Рис. 1.2. Главная мнемосхема АСТУЭ

Рис. 1.3. Детальная информация по прибору учета энергопотребления

Многотарифный учет. 

В АСТУЭ реализован многотарифный учет энергопотребления. Многотарифный учет обеспечивает дополнительную экономию денежных средств комбината за счет проведения ряда наиболее энергозатратных технологических процессов в часы с низкими тарифами. Особенностью системы является тот факт, что работа по многотарифному учету реализована на программном уровне. Тарифные расписания могут гибко конфигурироваться и учитывают указания праздников и выходных дней. В АСТУЭ возможно не только обозначить границы тарифных зон и задать стоимость тарифов, но и время начала и завершения рабочих смен. Таким образом, система позволяет формировать отчеты с анализом себестоимости продукции на разных участках по времени и оценить энергоэффективность работы оборудования в зависимости от рабочей смены.

Разграничение доступа к функциям и данным системы. Для задания необходимых полномочий и ответственности пользователей используется механизм разграничений доступа к отдельным компонентам и функциям системы. Например, изменение коридора отклонений, коэффициентов трансформации, расписания рабочих смен и много другое.  Все настройки производятся с возможностью выбора групп счетчиков, что обеспечивает удобство работы оператора (рисунки 1.4 и 1.5).

Рис. 1.4. Мнемосхема настройки приборов учета

Гибкая система отчетов. В АСТУЭ предусмотрено большое количество разнообразных отчетов. Механизм настройки отчетов предусматривает широкие возможности по структуризации требуемой информации и дает возможность их автоматического формирования по расписанию. Сохранение сформированных отчетов осуществляется в файлы различных форматов (pdf, excel, xml и др.).

Легкость расширения.

 Несомненным плюсом платформы ЭнергоКруг^® является возможность легкого расширения информационной мощности автоматизированной системы путем подключения дополнительных электросчетчиков и любых других приборов, имеющих соответствующий OPC-сервер.

Рис. 1.5. Мнемосхема группировки приборов учета

Планируемые итоги внедрения

За счет внедрения АСТУЭ возможно оптимизировать ряд технологических процессов и ликвидировать необоснованные потери электроэнергии на лесоперерабатывающем комбинате.

Система технического учета электроэнергии обеспечивает эффективный механизм предотвращения аварийных ситуаций и контроля над производством.

Помимо текущих результатов, которые принесут предприятию значимое снижение доли энергоресурсов в себестоимости продукции, дальнейшее накопление данных энергопотребления и их автоматизированный анализ создадут прочный фундамент для построения максимально энергоэффективного производства.

Таблица 1.2

Исходные данные установки приборов учета

Объекты установки приборов учета	Меркурий 230
Цех №4 цементно-стружечных плит	2
Цех №2 брусового домостроения	2
Компрессорная	2
Котельная	2
Цех №10 полистирол	2
Цех №3 лесопильный	2
Цех №6 домостроение	2
Цех №8 столярный	2
Цех №4 линия по окраске ЦСП	2
Ширпотреб	2
Цех №3 лесопильный	2
Цех №5 производство оконных блоков	2
ЦРП-1	2
ЦРП-2	2
ТСН-1	1
ТСН-2	1
Итого по предприятию	30

Счетчик электрической энергии Меркурий 230:

 Счетчики предназначены для учета активной и реактивной электрической энергии и мощности в одном или двух направлении в трехфазных 3-х и 4-х проводных сетях переменного тока частотой 50 Гц через измерительные трансформаторы или непосредственно с возможностью тарифного учёта по зонам суток, учёта потерь и передачи измерений и накопленной информации об энергопотреблении по цифровым интерфейсным каналам.

• Эксплуатируются автономно или в составе любых информационно-измерительных систем технического и коммерческого учёта.

• класс точности 0.5S, 1.0

• интерфейсы: RS-485; CAN, GSM, IrDA, PLC-I;

Цена : 4250 руб.

Для завода 4250*30=127 500 руб.

Программная оболочка Data Rate Ralee клиент 127 890 руб.

Итого оборудование АСТУЭ : 127500+127890=255 390 руб.

Информация по системе технического учета взята с сайта http://www.scadadatarate.ru/.