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智能电表在某公司厂房电量监控中的应用——基于PM-2133-CAN的应用
综述：
本文根据泓格某客户的需求而制作的智能电表项目方案，从智能电表PM-2133-CAN和VB-115的参数介绍，监控软件的使用，系统架构，布线施工都做了详细的阐述。
随着物联网时代的到来，远程抄表技术已经逐步成为其重要的一部分并蓬勃发展。目前，泓格科技已经为很多企业提供了智能电表远程管理和节能管理服务，泓格科技在这方面已经积累了丰富的经验。相信在以后的服务中，泓格必定能够提供更加成熟优质的服务，为企业节约更多的电量和人力资源。
一、项目需求：
实时监控各路电压、电流、总功率，并计算各厂房总的用电费用。提供电量余额不足报警提示和使用电量超过预定值时自动断电功能。
详细需求如下：
1. 智能电表的CT比值可调。
2. 智能电表带有液晶显示屏（可选）。
3. 能够提供峰、谷、平值。
4. 监控软件PMMS能够提供电表断线检测功能。
5. 监控软件PMMS提供预定电量余额不足报警提示功能。
6. 监控软件能够实时监控和显示每个厂房的电压、电流、功率。并根据峰、谷、平值计算各时段电费和电费总额。
7. 软件PMMS中提供CT值可调，月基本费率可调，峰、谷、平各时段和各时段费率可调。提供充值金额设置功能。
8. 数据库数据存储功能。将各厂房每天用电量生成报表，各厂房每日电压、电流值生成日曲线图报表，各厂房充值金额历史记录生成报表。
9. 监控软件PMMS提供权限设置功能
二、现场情况说明：
现场共有12个配电柜，分别连接到12个厂房。每个配电柜分为动力和照明两路输出，共24路输出。每路输出电压为380V，电流约400A。各路用电量需要通过智能电表实时监控。
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三、系统架构：
说明：
- 1、I-7565是CAN BUS转USB接口转换器。
- 2、电表1对应地址ID=1;
- 电表2对应地址ID=2;
- 电表3对应地址ID=3;
- ……
- 电表23对应地址ID=23
- 电表24对应地址ID=24
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四、硬件规格及软体需求：
1、PM-2133-CAN电表规格：
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输入电压 |
PM-2133-CAN：10-500V |
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输入电流 |
CT Φ10 （60A）， 最大CT Φ16（100A）Φ24（ 200A） |
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辅助电源 |
DC 10-30V |
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启动电流 |
<0.001 lb |
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频率 |
60/50 Hz |
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接线方式 |
PM-2133-CAN：可自动判断或手动设定1Φ2W-1CT、1Φ3W-2CT、3Φ3W-2CT、3Φ3W-3CT、3Φ4W |
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量测值 |
PM-2133-CAN： VA, VB, VC, VaveI A, I B,I C, I avekWA, kWB, kWC, kWtot kVAA, kVAB, kVAC, kVAtotkvarA, kvarB, kvarC, kvartot PFA, PFB, PFC, PFtotkWhA , kWhB, kWhC, kWhtot kVAhA , kVAhB, kVAhC, kVAhtotkvarhA , kvarhB, kvarhC, kvarhtot |
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通讯 |
通讯协议：Modbus-RTU RS485 ， half duplex isolated Baud Rate：9600 ， 19200(出厂预设) ， 38400 通讯协议：CAN BUS Baud Rate：125 k(出厂预设)，250 k，500 k，1000 k |
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kWh 精度 |
PF=1 ， <0.5%；PF=0.5 ， <1% 优于IEC62053-21 |
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尺寸 |
78(L)x35(W)x99(H)mm |
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操作温度 |
-10℃~70 ℃ |
2、VB-115H控制主机规格：,
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型号 |
VB-115H-N |
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处理器 |
Intel Mobile Celeron M 1.5GHz |
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芯片组 |
Intel 910GM |
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L2 高速缓冲存储器 |
1MB |
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内存 |
2GB DDR2 533 |
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系统储存装置 |
2.5” 160GB SATA 硬盘 |
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PCI Bus |
两组 32-bit/33MHz PCI Bus 插槽, 不支援长卡 |
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前面板界面 |
2 x USB 2.0 埠, ATX power on/off switch, |
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背板界面 |
PS/2 接头, VGA 接头, 4 x USB 2.0 端口, 2 x GbE 网络端口, 4 x COM埠透过一个 DB44 接头 (3 x RS-232, 1 x RS/232/422/485) , DVI 接口, 1 x 麦克风输入, 1 x 音源输出, 2-pin远程电源开关输出接头, +12V ~ +30V DC电源输入接头 |
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电源 |
系统主板内建DC to DC 供电设计电路, 支持12 至 30VDC 提供外接式120W AC电源转接器 (输入: 100~240VAC, 2A, 50/60Hz; 输出:19VDC) |
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尺寸大小 |
195 mm (W) x 268 mm (D) x 107 mm (H) |
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机身结构 |
无风扇铝质散热机身 |
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环境条件 |
操作温度 周遭环境 : 0°C to 40°C VISION BOX case (机壳表面温度) 5°C to 45°C (含硬盘时) -10°C to 50°C (只有CF card 时) 储存温度: -20°C to 80°C 相对湿度: 10% to 90% (非凝结状态) |
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安规认证 |
CE, FCC A |
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3、Power Meter Utility软件
Power Meter Utility软件是泓格免费向客户提供的一款为智能电表参数配置和测试使用的软件。软件画面如下：
通过该软件能够设置波特率、PT比值，CT比值等参数，并支持英语、简体中文和繁体中文。在对单块智能电表进行参数配置、测试和诊断非常简便。
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4、PMMS监控软件
（1）PMMS（Power Monitor & Management System）为电力监控与管理系统软件，能够通过RS-485、CAN BUS或是PLC通讯机制，将设备、机台、灯光、冷气等电力装置的用电状态，予以量测监控、纪录，并提供中控级系统软件，协助客户（用户）了解其用电的状态。
（2）目前采用CAN BUS总线将电表的量测值数据，传输出来。
（3）PMMS软件界面如下：
（4）每块智能电表都能够根据客户需要进行设置，在画面中实时显示那些需要的数值，如峰、谷、平时段的电压、电流、功率、电费和电费总额。同时在下方提示错误和断线报警功能。
（5）另外，PMMS软件能够设置报表自动生成功能，能够自动生成日报表、周报表、月报表，季报表，并根据需自动生成曲线图。
（6）PMMS报表产生器界面如下图：
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五、现场布线施工
1、材料和工具准备
PM-2133-CAN智能电表24块，MDR-20-24 24V直流电源24块，RS485双绞线，红、白软线，保险丝，Y型端子和针型端子，端子台，导轨，金属屏蔽盒，一字螺丝刀，十字螺丝刀，剥线钳，压线钳，剪线钳。
2、安装步骤
（1） 先将三相电源(A、B、C)电线，接至配电盘上的三相的保险丝二次测。
（2） RS-485通讯线接进去 D+ (红) 、D- (白) 处。
（3）将三相的保险丝(1A)扣上。
（4）将开口式比流器(1)、(2)、(3)扣在配电盘上的贯穿式比流器A 、B 、C相上。
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（5）安装完成后如下图
注: 开口式比流器安装分解图:
六、监控软件应用说明
PMMS可以作为监控软件独立运行于控制主机上，泓格科技所开发的PMMS 智能电表数据库系统，搭配泓格科技的精巧型智能电表PM-2133/PM-2134。PMMS系统会透过COM Port 将前端电力表(PM-2133/PM-2134)设备所监测的数据取回并记录于数据库内，提供系统用户在当下或事后进行被监控设备电力使用状况的检视或查询。由于电力表硬设备仅提供RS-485/CAN 的实体通讯接口，所以PC 端用户需透过转换模块(如:本公司的I-7561、I-7520、I-7565 等)将PC 上RS-232 或USB 通讯接口转换成RS-485/CAN 通讯接口格式，如此PMMS 系统才能取得电表数据。在整个软件系统的架设过程中，使用者不必进行烦杂的程序撰写，仅需通过各项设定，即可完成将电表所监控设备的电力使用状况储存于数据库系统中。
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产品特色如下：
1. 通过COM口设定实现与电力表(PM-2133/PM-2134)设备连接。
2. 支持MS SQL Server 与 MS Access 2003 数据库。
3. 通过以太网支持远程数据备份，当网络联机中断而无法将数据储存于远程MS SQL Server 数据库时，本机端硬盘数据仍然存在，不会出现数据丢失现象。
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4. 可显示电力监控实时数据及历史内容，数据更新时间可软件设置。
5. 提供电力监控数据的实时及历史趋势图。
6. 能够根据不同员工设定权限。
7. 能够设定自动生成EXCEL档报表。
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自动生成的EXCEL档文件存放在指定的文件夹下，EXCEL档文件内容和曲线图如下图所示。
七、其它
项目完成后，提交安装设置的相关参数，并交付电表操作手册，及安装资料。并对此阶段工作移交及相关事宜汇总。
