劉清峰

（中海石油（中國）公司天津分公司，天津 300459）

0.引言

海上平臺AC230V、AC115V的單相負載回路數(shù)較多，對各個單項負載的用電量統(tǒng)計及考量一直是困擾海上平臺電氣專業(yè)人員的問題，如何采用經(jīng)濟適用的方案進行監(jiān)視和管理成為迫切需要解決的問題，多回路精細化管理系統(tǒng)針對海上平臺AC230V、AC115V的單相負載回路進行采集、統(tǒng)計及對比的專用精細化管理系統(tǒng)，其最大的優(yōu)點是無需采用二次開發(fā)的方式進行系統(tǒng)集成，可以根據(jù)不同的海上平臺AC230V、AC115V的單相負載回路數(shù)進行簡單的配置即可實現(xiàn)系統(tǒng)集成，系統(tǒng)提供了簡潔的數(shù)據(jù)庫配置界面及良好的用戶顯示畫面，使得現(xiàn)場電氣專業(yè)人員只需要將多回路精細化管理系統(tǒng)里預配置的各種功能塊進行的調(diào)用和配置，便可以實現(xiàn)AC230V、AC115V的單相負載回路數(shù)的精細化管理系統(tǒng)的各項功能，從而大大縮短了海上平臺電氣專業(yè)人員的系統(tǒng)配置的時間，同時省去了系統(tǒng)集成商上平臺進行現(xiàn)場服務的人工費率，節(jié)省了平臺費用[1]。

1.系統(tǒng)簡述

多回路精細化管理系統(tǒng)系統(tǒng)采用分布式架構，數(shù)據(jù)處理以數(shù)據(jù)庫為中心，分采集、顯示、算法、對比、報表、報警等模塊，其主要技術指標如下：

（1）10寸人機界面觸摸屏：實時監(jiān)視各AC230V、AC115 V的單相負載回路的電壓、電流、功率、電量、3至31次諧波、趨勢曲線、預警報警等。（2）多負載回路信號采集模塊：單個模塊最多可采集48個單相回路數(shù)量，模塊可隨現(xiàn)場回路數(shù)量進行擴展。多負載回路信號采集模塊能采集常用的電氣參數(shù)，如三相/單相電流、三相/單相電壓，有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功電能、無功電能等。（3）霍爾電流互感器：1A/50mA、2A/50mA、5A/50mA、8A/50mA、10A/50mA、20A/50mA、30A/50mA等。

多回路精細化管理系統(tǒng)系統(tǒng)主要功能：

總進線：三相/單相電壓、三相/單相電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功電能、無功電能、3-31次諧波。各支路：單相電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功電能、無功電能、3-31次諧波。通訊接口：RS485接口、標準Modbus RTU通訊協(xié)議。

2.系統(tǒng)架構

多回路精細化管理系統(tǒng)的系統(tǒng)架構圖如圖1所示，主要設備包含：高精度霍爾傳感器即現(xiàn)場設備層、RS485通訊網(wǎng)絡即網(wǎng)絡層、多負載回路信號采集模塊和10寸人機界面觸摸屏即監(jiān)控層，即傳統(tǒng)的三層架構。

圖1 系統(tǒng)架構圖

系統(tǒng)采用分層、分布式架構，按區(qū)域進行劃分、模塊化設計。整個系統(tǒng)分為3層，即現(xiàn)場設備層、網(wǎng)絡層、監(jiān)控層。

2.1 現(xiàn)場設備層

現(xiàn)場設備層將現(xiàn)場的海上平臺AC230V、AC115V的各單相負載回路的運行電氣參數(shù)進行采集和測量，并將采集和測量的各種電量數(shù)據(jù)通過RS485網(wǎng)絡層傳輸給監(jiān)控層。其主要設備為高精度霍爾傳感器，高精度霍爾傳感器采用開口式，無需停電即可安裝，省去了停電、拆電纜、套電流互感器、裝電纜等繁瑣安裝工程，裝設在AC230V、AC115V的各單相負載回路的出線電纜上，各高精度霍爾傳感器相互獨立，可根據(jù)AC230V、AC115V的各單相負載回路的出線電纜的大小定制，具備RS485標準通訊接口，其傳輸距離最高可達1200m，再通過RS485總線將高精度霍爾傳感器檢測到的各項電量參數(shù)實時傳輸至多負載回路信號采集模塊和10寸人機界面觸摸屏[2]。

2.2 中間層

中間層位于現(xiàn)場設備層與監(jiān)控層之間，采用屏蔽RS485通訊電纜，高精度霍爾傳感器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過屏蔽RS485通訊電纜聯(lián)接、將采集的電氣數(shù)據(jù)傳輸給主控層，中間層是現(xiàn)場設備層與主控層之間的通訊橋梁。

2.3 監(jiān)控層

監(jiān)控層布置于AC230V、AC115V的單相負載回路的總進線開關柜的前柜門，采用嵌入式安裝，配置高性能、高可靠性工業(yè)級芯片。多回路精細化管理系統(tǒng)系統(tǒng)安裝在10寸人機界面觸摸屏上，通過多回路精細化管理系統(tǒng)系統(tǒng)軟件的人機界面和各種管理功能實現(xiàn)對整個平臺的AC230V、AC115V的單相負載回路的實時監(jiān)控和報表管理。

系統(tǒng)采典型的客戶端—服務器架構，數(shù)據(jù)處理以數(shù)據(jù)庫為中心，分分采集、顯示、算法、對比、報表、報警等模塊，系統(tǒng)依據(jù)海上平臺的實際的多個AC230V、AC115V的單相負載回路進線配置，實現(xiàn)了一次電氣主單線圖的實時顯示、單個負載回路的電采集及越限預警、順序事件記錄SOE、故障預警及報警、管理員及操作員的操作記錄、日報表月報表年報表的查詢、負荷趨勢及歷史曲線、用戶權限管理等主要功能[3]。

3.結語

該海上平臺通過配置多回路精細化管理系統(tǒng)進行集中顯示和監(jiān)控，極大的方便平臺電氣專業(yè)維護人員及時發(fā)現(xiàn)用電環(huán)節(jié)的運行情況及節(jié)能狀況，按日、按月、按季、按年統(tǒng)計AC230V、AC115V的單相負載回路的用電及耗電量數(shù)據(jù)，還可以通過標準的Modbus TCP/IP通訊協(xié)議將關鍵用電數(shù)據(jù)傳輸給中控系統(tǒng)或第三方系統(tǒng)、亦可通過網(wǎng)絡將關鍵用電數(shù)據(jù)傳輸給陸地遠程操控中心，便于陸地辦公室做整體調(diào)度。多回路精細化管理系統(tǒng)使得實現(xiàn)海上平臺的配電環(huán)節(jié)的無人化管理系統(tǒng)成為現(xiàn)實，多回路精細化管理系統(tǒng)對AC230V、AC115V的單相負載回路的實時及歷史運行數(shù)據(jù)和狀態(tài)進行管理分析，便于海上平臺電氣專業(yè)人員及電工明確單相負載回路的運行狀況，制定詳細的、針對性的負載回路的設備維護計劃，減少了人力投入，提高工作效率，從而降低整個海上平臺的運營成本。