用电监测概述

电能消耗，是企业生产的主要成本。降低用电成本，是企业生产过程的重要关注点。

• 获取机器详细用电数据，为优化生产计划，提高生产效率、机器效能，降低用电成本，提供准确的数据支撑。
• 用电消耗关注点：设备、产线、车间，通用辅助设备、设施，及工厂等不同层级的电能消耗数据。

监测点选择：

• 配电室：配电室的每一条出线，不必都进行用电监测，建议只监测，大用电负荷，供电范围集中、区域独立、用电独立的回路。
• 设备端用电监测：监测一台，或一套机器设备、产线的电能消耗。

配电柜是车间级的配电设备，分布在车间各地。可以对配电柜输出回路进行计量，获取产线、台（套）机器、用电设备的用电数据。

• 控制柜：控制柜一般是安装在设备端，控制机器设备的运行；1或多台机器共用一面控制柜。建议监测功率较大用电设备的用电数据。
• 用电量小，未安装电表监测的回路和用电设备的用电量，通过计算获取用电数据。

系统概述

以一台（套）机器的能耗作为分析对象。依据机器的性能及技术参数，进行设备层的边缘计算，建模计算分析实时获取的能耗数据，上传计算分析后的数据至工厂级数字化平台。

工厂级数字化平台，对机器的能耗数据，和生产运行数据，建模计算分析，以可视化的图表，展示机器的性能及生产运行是否经济、高效，生成计划、维护、维修建议，让机器保持高效运行。

• 每台（套）机器为一个能耗监测点。大部分设备只考虑用电监测；对于消耗水、汽、气的机器，从必要性和重要性方面评估，确定是否安装相应的计量仪表获取相关能耗数据。
• 如果一台（套）机器有几个独立的用电单元，建议每个用电单元的用电数据都要获取。
• 选择具有无线传输的智能电表，获取机器用电数据。
• 获取电流、电压、有功、无功、各时段电能、需量、谐波、功率因数、、、等等。

方案概述

• 计算分析：对能耗数据计算分析，针对不同的机器， 建分析模型。
• 计算机器在不同运行状态下的能耗占比，分析判断机器是否高效、经济运行。
• 分析机器空载下的用电数据，机器年限的老化程度，判断机器的机械、电气性能，是否保持在正常状态，用实际数据，支持维护、维修方案建议。
• 分析正常负载电流，最大电流、最大功率出现的情况，判断机器的性能，及生产运行、操作是否规范。
• 分析功率因数、谐波等数据，判断电网电能质量是否在标准范围，是否需要治理。
• 谐波、功率因数超标，会增加能耗，加速设备老化，增加电气故障，、、等等。

• 可视化展示机器能耗和生产运行数据。
• 用数据，为生产计划安排，机器运行、维护提供依据。
• 分析、展示，机器的各项技术参数是否在标准范围。
• 分析判断机器实际能源利用是否高效，是否合理、达标 。
• 是否需要对计划安排、机器运行、操作，等等方面进行优化、改善，并用数据为改进方案提供依据。
• 分析、展示系统电力参数，判断功率因数、谐波等电能质量参数是否达标，为电能质量管理，提供数据支撑。

系统网络示意图

系统：由能耗监测节点、网关，及工厂数字化平台XL.Cloud服务器构成。

• 监测点获取数据，无线上传至网关。
• 网关计算分析读取的能耗数据，上传处理后的数据至XL.Cloud平台。
• XL.Cloud，和网关，可将数据推送至，MES、ERP等系统。
• 提供不同地区的LoRa频段（ 430-920MHz ），适用于跨车间、厂房的无线传输。传输距离500m至10Km。
• 网关支持Ethernet、Wi-Fi、4G等通信方式，向平台推送数据。

用电监测仪表选型

选择深圳信立科技和广东雅达电子共同设计开发，DTSD3366XX/XL无线多功能电能表：

• 配有计量芯片，专业电能计量。
• 支持RS485，和LoRa通信方式，支持Modbus RTU和DLT 645通信协议。
• 可同时监测1至4个回路的用电数据，更适用于配电柜（动力柜）、控制柜内的出线回路计量。
• 配开口式电流互感器，安装简单便捷。

用电监测仪表选型

电表配置方案

• 选择DTSD3366XX/XL系列无线电能表，配置LoRa通信，分布在车间、工厂各点的用电数据，无线汇聚到网关，接入监控服务器，降低施工费用，减少了更多的麻烦。
• 在工厂、车间环境，传输距离约300m至1000m。
• 配置监测1个回路或4个回路的电表，方便在一个配电柜内监测多个回路用电数据。
• 配置开环电流互感器，安装更加简单方便。
• 选择XL9X系列网关，无线读取电能表数据，通过Ethernet、Wi-Fi，MQTT、SOAP、 Modbus、API、写数据库等协议，向平台转发数据。

XL56无线抄表器

XL56无线抄表器，为读取水、气、汽、热表或流量计数据，无线传输而设计：

• 按微功耗、电池供电标准设计、研发，可内置电池供电，并为表计通信电路供电。
• 配置RS485和M-BUS接口，读取表计、流量计的数据，处理、协议转换，无线上传至能源管理平台，或抄表系统平台。
• 可设计开发用户通信协议。
• 选择LoRa通信，须配XL9X系列物联网关作为无线接收端。
• 体积小，IP65防护，航空接插头，安装更简单、便捷。
• 成本更低，适用于更广泛的数据采集系统。

水、气、汽消耗采集

机器设备水、汽、气、冷等消耗数据，选择XL56无线抄表器，从表、流量计上读取数据，无线上传。

• 水、汽、气、冷等有专用的计量仪表，在需要计量的监测点，安装相应的流量计或表。
• 根据管径、流速、压力、温度、介质等技术参数，确定流量计（表）的技术参数。
• 选择有通信口，输出瞬时、累计流量数据的表，工作电压低于DC12V，建议DC5V，方便特殊场景选择电池供电。

平台通信网络

• 平台系统的通信网络，由XL90物联网关，企业局域网，和监控服务器构成。
• 物联网关，可同时将数据推送至多个应用软件平台。
• 用户可自建平台，或选择第三方的软件平台。
• XL90物联网关提供多种通信接口，和丰富的通信协议，和第三方软件平台交互数据。
• 支持MQTT、SOAP、API、Modbus等通信协议。
• 支持XL/9-RDS，以Redis方式向平台软件推送数据；支持XL/9-DB 数据库格式协议，向MS SQL，MY SQL，ORACLE等数据库推送数据。