無線遠(yuǎn)程配電柜綜合控制系統(tǒng)

無線遠(yuǎn)程配電柜綜合限制系統(tǒng)可行性報告單位根本狀況盤錦方興電子科技有限公司是一家特地研發(fā)銷售工業(yè)電子系統(tǒng)的一家高科技企業(yè)，擁有多名高級工程師并有東北高校信息學(xué)院作為協(xié)作單位。每年超百萬的設(shè)備和科技開發(fā)支出。從2007年到2009年公司共投入科技研發(fā)資金300多萬元。在研發(fā)團(tuán)隊中有高級工程師職稱的3人、工程師職稱的5人。公司位于盤錦市雙臺子區(qū)向陽街10號，占地面積2000平方米。擁有職工近200人。工程根本狀況工程主要探究內(nèi)容〔工程主要技術(shù)指標(biāo)〕配電柜遠(yuǎn)程限制系統(tǒng)是一個集計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸、限制技術(shù)、現(xiàn)代化設(shè)備、遠(yuǎn)程無線傳輸及效勞器軟件管理于一體的綜合限制系統(tǒng)。它通過無線網(wǎng)絡(luò)把眾多的帶有通信接口的配電柜與計算機效勞器連接起來，由計算機進(jìn)展智能化管理。實現(xiàn)集中數(shù)據(jù)處理、集中監(jiān)控、集中分析和集中調(diào)度的新型配電系統(tǒng)。目前在全國全部應(yīng)用的配電柜中還沒有這種遠(yuǎn)程顯控的配電柜。這種遠(yuǎn)程限制配電柜系統(tǒng)。能夠起到配置電源的作用，當(dāng)線路出現(xiàn)故障時，有利于限制故障范圍也便利快速找出故障點剛好加以解除。另外，配電柜內(nèi)便利放置各種愛惜設(shè)備如防止短路的熔斷器〔保險絲〕，防止過載的空氣開關(guān)等，可以對線路和用電設(shè)備起到愛惜作用。工程的主要技術(shù)難點和創(chuàng)新點系統(tǒng)難點在于：1〕、電源設(shè)備免受過載、短路、欠電壓等故障的損壞。 2〕、精確獲得電源有功功率、無功功率、功率因素等曲線并據(jù)此調(diào)整。3〕．通信的擾頻和串頻問題。4〕．晶振在低溫下的溫漂問題。5〕．傳感材料在低溫中存在漂移及特性變更。6〕．工業(yè)電源的大浪涌電流及強共模干擾對精細(xì)測量代器的影響。7〕．大量數(shù)據(jù)的無線TCP／IP數(shù)據(jù)鏈路及軟件處理?，F(xiàn)本系統(tǒng)通過三年多的探究及現(xiàn)場試驗，對上述難點已經(jīng)攻克和解決了。在源材料中運用了低溫漂和抗靜電高新材料。運用高精度、高倍放大信號放大電路及復(fù)合濾波電路對信號進(jìn)展處理，而且在軟件上還接受了特征分析算法進(jìn)展糾偏，使系信到達(dá)了預(yù)期的目標(biāo)。并在實際和試驗中得到驗證。創(chuàng)新點在于：1〕、可對變壓器進(jìn)展損耗計算和補償2〕、可計量總、基波、諧波有無功電能分時計量有無功電能〔9費率、四象限無功〕分時計量最大需量測量電壓、電流、功率等瞬時值分析電壓電流通道2－41次的諧波含量及畸變率電壓電流波形錄波功能多種事務(wù)記錄及統(tǒng)計功能大容量負(fù)荷曲線記錄功能可設(shè)置主副兩套時段雙物理器件存儲參數(shù)3〕、遠(yuǎn)程的時進(jìn)傳輸。這樣即時遠(yuǎn)程的了解和限制設(shè)備的工作狀態(tài)4〕、組成了GPRS網(wǎng)絡(luò)化的電能監(jiān)測及配電系統(tǒng)。5〕、綜合了計算機、傳感器、限制技術(shù)、無線技術(shù)、信號傳輸、等一系列先進(jìn)的電子技術(shù)組成了一個綜合的電能測量與配電系統(tǒng)。相關(guān)領(lǐng)域國內(nèi)外技術(shù)、產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和開展趨勢目前，國內(nèi)智能電度表從構(gòu)造上大致可分為機電一體式和全電子式兩大類。機電一體式，即在原機械式電度表上附加必需的部件，使其既完成所需功能，又降低造價且易于安裝，一般而言其設(shè)計方案是加裝傳感裝置，變成在機械計度的同時亦有電脈沖輸出的智能表，使電子記數(shù)與機械記數(shù)同步，其計量精度一般不低于機械計度式計量表。全電子式那么從計量到數(shù)據(jù)處理都接受以集成電路為核心的電子器件，從而取消了電表上長期運用的機械部件，與機電一體化電度表相比具有電表體積減小，牢靠性增加，更加精確，耗電削減，并且生產(chǎn)工藝大大改善，不必只在原有意義上的專業(yè)電度表廠生產(chǎn)等優(yōu)越性，最終會取代具有機械部件的計量表。隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速開展，各種工業(yè)民用的電能表得到了日益廣泛的應(yīng)用，而各種型號的配電柜也進(jìn)入了工農(nóng)業(yè)廣泛應(yīng)用。在地域上的分布也越來越分散。當(dāng)前GPRS無線通訊技術(shù)的開展相當(dāng)快速。但目前沒有一種設(shè)備完全將這幾種技術(shù)集于一個系統(tǒng)組成一個新的設(shè)備構(gòu)成一個先進(jìn)的系統(tǒng)。也即是能綜合實現(xiàn)電能表與配電柜組成一個反應(yīng)系統(tǒng)并用無線數(shù)據(jù)傳輸通過遠(yuǎn)程來監(jiān)測供電的各種參數(shù)曲線的設(shè)備的狀態(tài)。國內(nèi)目前還是空白，在國外亦不多。監(jiān)于電子技術(shù)的小型化、無線化的開展趨勢，配電系統(tǒng)無疑也將向智能化方向和遠(yuǎn)程自動化方向開展，這也是國外的趨勢也是整個電子行業(yè)的趨勢。目前我們主要以油田的配電柜為主。工程的根底條件〔與工程相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)、設(shè)備根底和工作根底〕本工程主要在電子和材料方面有較高的要求，涉及到微信號處理、器件的耐低溫、電子器件的溫度漂移、材料的壓電特性及熱極性以及無線信號傳輸?shù)目垢蓴_等。目前在電子元件方面在國外市場能滿意這方面的要求，唯獨須要設(shè)計出比擬合理并能高效抗干擾及相關(guān)器件的溫度被償電路和編寫相關(guān)的軟件代碼和整個系統(tǒng)的合理設(shè)計。另外近程無線線通信和遠(yuǎn)程手機信號通信技術(shù)在國內(nèi)外都已經(jīng)是成熟的了，因此本工程在根本的器件和一些的根本通信技術(shù)都是建立在牢靠的根底之上的?，F(xiàn)有技術(shù)的學(xué)問產(chǎn)權(quán)狀況及自主學(xué)問產(chǎn)權(quán)的擁有設(shè)想我公司此時此刻完全擁有此系統(tǒng)的學(xué)問產(chǎn)權(quán)。并正在申請本獨創(chuàng)專利。工程可行性分析資金籌措方案和預(yù)算支配公司自籌130萬，銀行代款50萬,向政府科技基金申請100萬。其中100萬準(zhǔn)備用于科技攻關(guān)，80萬用于相關(guān)的設(shè)備和其它開支，100萬用于將這此技術(shù)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品生產(chǎn)。工程完成后應(yīng)用可行性分析本工程產(chǎn)品目前定位主要應(yīng)用在油田的油井上，完成后能實現(xiàn)如下的功能和應(yīng)用。1〕、實時監(jiān)控用戶可即時查看現(xiàn)場配電系統(tǒng)的各種運行狀態(tài)和電器參數(shù)、直觀顯示電器線路運行曲線，數(shù)據(jù)實時更新。 2〕、遠(yuǎn)程限制可以在監(jiān)控主主機或遠(yuǎn)程的工程師站對再場的配電柜進(jìn)展操作，點擊界面對象便利實施遠(yuǎn)程操作，設(shè)備定值管理。 3〕、報警故障假如現(xiàn)場發(fā)生報警或故障，系統(tǒng)可以通過多種方式〔如語音、圖形閃爍、GMS短信等〕將當(dāng)前狀態(tài)和故障通知值班人員，并幫助修理人員快速排隊故障。并在設(shè)置成自動時檢測到缺相或其它意外時自動切斷電源愛惜設(shè)備。 4〕、歷史數(shù)據(jù)系統(tǒng)包含一個歷史數(shù)據(jù)庫，用于存儲指定變量的長時間變更趨勢。便利用戶對現(xiàn)場和用電狀況進(jìn)展分析。 5〕、數(shù)據(jù)庫記錄系統(tǒng)可對各種報警、故障以及操作進(jìn)展記錄并通過數(shù)據(jù)庫接口存儲在各種通用數(shù)據(jù)庫中。為用戶供應(yīng)各種數(shù)據(jù)報表、曲線分析、事務(wù)記錄和設(shè)備維戶信息等方面的完善管理功能6〕、設(shè)備安裝簡潔，現(xiàn)場的各個傳感器都用電池或低于平安電壓〔此系統(tǒng)用12V，平安電壓是36V〕由于接受了無線傳輸數(shù)據(jù)方式，現(xiàn)場很少用到布線，這樣就可以很便利的把設(shè)備安裝上。并且設(shè)備24小時執(zhí)行無人看管的工作模式。7〕、設(shè)備投入本錢低。相比擬投入的人力本錢，本設(shè)備的費用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于這個數(shù)額。適合大量的應(yīng)用。工程實施預(yù)期成果的經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境效益分析目前全國有油井15萬口以上，故障的發(fā)覺主要是靠人工巡檢來完成。配電柜遠(yuǎn)程限制系統(tǒng)的成功開發(fā)。只需在油田辦公室的效勞終端就能完成上述的許多功能。當(dāng)發(fā)覺異樣時系統(tǒng)自動切斷供電電源也可通過遠(yuǎn)程手動操作。這樣既節(jié)約了無效電能還幸免系統(tǒng)非正常狀態(tài)下的接著供電造成損壞，遵照故障率1%算，巡檢間隔按正常的4小時算將節(jié)約電能150000*1%*4*45千瓦=270000度電/天*0.5元=135000元/天*365=49275萬元/年。假如要批量生產(chǎn)將會給本市供應(yīng)數(shù)百工作崗位。同時在稅收及各方面都會有益于本市的經(jīng)濟(jì)開展。工程風(fēng)險分析〔含技術(shù)、資金、管理的風(fēng)險分析等〕從目前已經(jīng)進(jìn)展的局部和技術(shù)解決難點來看，在技術(shù)上達(dá)不到預(yù)期效果的風(fēng)險較低。因為許多的關(guān)鍵技術(shù)目前業(yè)已取得了突破性的進(jìn)展，由于工和參與人數(shù)不是太多，所以管理上也不特別困難，并且工程均遵照正規(guī)的研發(fā)流程進(jìn)展而不盲目上馬。從技術(shù)難度難點結(jié)合自身的科研實際力氣實行將難點分小和細(xì)的一種自頂向下的一種設(shè)計模式。此時此刻在資金方面已經(jīng)有了必需的保證，但仍有較大的缺口，還有一些技術(shù)上的未知支出，但公司也在盡力籌集盼望本工程不能因為資金金而在離成功不遠(yuǎn)處下馬。工程實施準(zhǔn)備工程實施年限及年度準(zhǔn)備支配本工程從2007年6月起先研發(fā)，準(zhǔn)備用4年時間完本錢工程。2007年6月至12月了解市場相關(guān)的設(shè)備及產(chǎn)品狀況并實地在油田現(xiàn)場考察現(xiàn)場的實際狀況并初步提出本工程的概念及初步輪廓〔已完成〕。2008年1月至3月完成系統(tǒng)的總體設(shè)計規(guī)劃〔已完成〕。2008年3月至12月完成相關(guān)技術(shù)難點的試驗及解決工作〔已完成〕。2009年1月至5月完成第一個樣機系統(tǒng)的正式運行，并申請本系統(tǒng)獨創(chuàng)專利，〔正在進(jìn)展中〕。2009年5月至12月完成相關(guān)的中試工作和實測中發(fā)覺的問題的改良方案〔已完成〕。2010年1月至12月完成改良后的方案及小批量的生產(chǎn)試制并完成相關(guān)的產(chǎn)品定型工作及制定本產(chǎn)品的本公司的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(進(jìn)展中)。2011年后將進(jìn)展批量生產(chǎn)，準(zhǔn)備年生產(chǎn)實力為2000套/年。工程探究的技術(shù)路途本工程探究主要接受一些已經(jīng)成熟技術(shù)作為根底點，如無線通信技術(shù)、電源技術(shù)等。同時相關(guān)的軟件亦遵照軟件工程的自頂向下設(shè)計，并在測試分別接受了黑盒測試與白盒測試相結(jié)合的測試方式對系統(tǒng)進(jìn)展了綜合的測試。當(dāng)然也有一些地方接受了新的技術(shù)。如次聲波的相關(guān)波段的獲得就沒有接受傳統(tǒng)的聲波干預(yù)原理而用壓電技術(shù)與電勢相結(jié)合的方式。還有位移不用接近開關(guān)而用無線重力加速度通過多重積分再經(jīng)傅立葉變換進(jìn)展修正而得出的位移等方式解決了目前在同行業(yè)設(shè)備里始終困擾測試方式不好處理及精度不高的問題。這樣在成熟的技術(shù)根底上進(jìn)展了一些新技術(shù)改造和設(shè)計，并將一些目前還沒有應(yīng)用于這方面的技術(shù)經(jīng)改造后應(yīng)用于此，因此取了比擬滿意的效果。同時又有成熟的技術(shù)做保證使得產(chǎn)品既有較大的創(chuàng)新又能保持運行穩(wěn)定。工程實施過程中須要解決的幾項關(guān)鍵問題〔含技術(shù)問題、資金籌措等〕1)、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等的測量與限制設(shè)備過程中的反應(yīng)環(huán)節(jié)。這個是個深度的反應(yīng)和多反應(yīng)系統(tǒng)，在整個系統(tǒng)中有幾個連續(xù)的二階負(fù)反應(yīng)作為系統(tǒng)限制的基點，所以系統(tǒng)不管是軟件和硬件都有較高的要求。特別是采樣精度及速度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可控性及抗干擾性等。2〕、無線信號與大量數(shù)據(jù)傳輸及抗同頻干擾的處理方法。3〕、計量輸入信號符合IEC60044-7/8標(biāo)準(zhǔn)。同時，表計具有高速數(shù)據(jù)計算處理實力，具備數(shù)據(jù)通訊、顯示、校表脈沖輸出等功能。

4〕、足夠剛好的資金到位問題，由于在工程研發(fā)過程中全部的器件及設(shè)備消耗比擬大時時超出預(yù)料?，F(xiàn)公司自有資金已經(jīng)捉肘見襟對工程的影響已經(jīng)起先顯現(xiàn)。工程預(yù)期總體目標(biāo)和階段目標(biāo)，具體的考核指標(biāo)〔含主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)〕包括總體考核指標(biāo)和各單位考核指標(biāo)。