泓格科技

    摘要：台湾地区经济部能源局规划研拟的「智能型电表基础建设推动方案」已于2010 年6 月23 日获行政部门核定，正式启动台湾地区智能型电表基础建设（简称AMI）布建计划。同时AMI 计划亦已纳入「绿色能源产业旭升方案」中能源通讯产业项目，将以建立自主AMI 系统技术为目标。能源局评估：借由推动AMI，可降低高峰负载65.2 万瓩，节约电力97.5 亿度，同时减少二氧化碳排放439 万吨，对于国家、电业、民众与产业界均有显著的效益。 
   
    由于地球暖化的冲击与世界油电价格飙升的现况，各国无不大力推动节能减碳的措施，而有效节约能源使用是众多课题中必要的一环。将信息科技技术与传统电力配送系统结合的「智能电网」将可成为节能的最新解决方案。「智能电网」是指将供电端到用电端的所有设备，通过传感器连接，形成严密完整的用电网络，并对其中信息加以整合分析，以达到电力资源的最佳配置，借此降低成本、提升可靠性、有效降低高峰负载、节约用电量、提高用电效率与减少二氧化碳排放，为目前促进节能减碳较为有效的具体措施。 

    2009 年10 月奥巴马宣布提拨34 亿美元的预算在美国49 州建构「智能电网」，并协助1800 万个家庭装设「智能电表」。此外包括大陆、日本、意大利、加拿大、澳洲等国也正积极推动智能电网的试行计划。台湾地区经济部能源局规划研拟的「智能型电表基础建设推动方案」已于2010 年6 月23 日获行政院核定，正式启动台湾地区智能型电表基础建设（简称AMI）布建计划。同时AMI 计划亦已纳入「绿色能源产业旭升方案」中能源通讯产业项目，将以建立自主AMI 系统技术为目标。能源局评估：借由推动AMI，可降低尖峰负载65.2 万瓩，节约电力97.5 亿度，同时减少二氧化碳排放439 万吨，对于国家、电业、民众与产业界均有显著的效益。 

    「智能电网」支持电业与客户端电力负载管理，可降低用电量及提升客户端能源效率，是构建未来智能电网主要基础建设。台湾地区构建「智能电网」以后，电价将不再只是单一费率，而会随着白天、傍晚与凌晨时段的不同有所差异。电力公司将根据用电量、用电时段、功率因素等而订出不同价格，用户也可以针对不同价格，从事不同的电力消耗活动。例如用户不仅可自行上网查看家里的用电状况，并依据「时间电价」，选择在最便宜的费率时段使用各项电器用品，对于鼓励用户主动节约用电有正面帮助，甚至远程就可以对家电进行监控，比如回家前预先降低空调温度等。如果发电机或电厂发生断电情况，智能电网也可以自动侦测最关键的损坏区域，进行简易故障排除；在维修人员修复前，可自动寻找替代供电路线，确保用户用电不受影响，把断电的伤害降至最低（自我疗愈功能）。 

    泓格科技致力于「智能电网」节约能源的解决方案，已开发一系列的多功能通讯接口的电表，除了具备宽阔的电力测量范围与安装方便外，也具备一般标准的Modbus RTU 通讯接口及更安全、稳定的CAN bus接口，可直接与图控软件或自行开发的应用程序轻易整合，加上可主动传输的CAN bus 通讯的特色，已可构建一完整的电力监控系统。加上具备简易安装且精度极高的比流器，更完善了使用者的多元化应用。使用泓格科技的「智能电表」可以完全掌握用户的用电情形，而家庭用户也可以透过自家电表，为自家用电进行合宜规划。本文将提供2 个「泓格科技智能电表」应用案例实现「智能电网」。 

    智能电表系列
 
                         

    ICP DAS 智能电表特色

    泓格科技目前提供PM-213x系列智能电表应用于一般单、三相系统的电力测量，具备宽阔的量测范围，可适用于一般低压单、三相系统，使用弹性大，十分利于现代电力测量与监控需要。主要特点有：

     体积小、安装简易、成本低廉。 

 单相、三相功能性电表，可长时间监测基本电力参数。

 具备RS-485 与CANBus 通讯接口， 支持Modbus/RTU、CAN 标准通讯协议，未来可支持CANopen、DeviceNet、DNP3.0、Ethernet/IP 等接口。

 采用外接开口式比流器（CT），装置方便，利于不停电作业。

 真均方根值（True RMS）电压及电流读数。

 精度良好，低电流（5A）以下仍具有优于1%（IEC62053-21）的精良表现，亦可应用于中、高压系统的二次测量。

 测量范围广CTΦ10（60A）， 配置不同的比流器可弹性扩大测量范围CTΦ16mm（100A）、CTΦ24mm（200A）。

 具备Wh pulse 输出接点，可连接检验机台。

 可供中小型卖场、建筑的各楼层与工厂中负载设备等的电力测量使用。

    ICP DAS 智能电表详细规格 
  
               

    CAN bus 智能电表应用于「工厂电力监视管理系统」的解决方案

    电力在生产制造工厂中是动力、照明等不可缺少的主要能源，但如何降低生产成本、增加企业生产效益，已经是公司获利的主要关键。电费高涨造成生产成本剧增，已是当今产业面临的主要议题。近年来由于电力需求急剧成长，能源及工业部门电力消费占总用电量的57.72%，但超过98% 能源依赖进口，台湾地区自产能源短缺是产业急需共同解决的课题，于是节省能源便成为企业提高竞争力及获利的重要环节。本案例将以某大型电子厂电力监控与节能管理系统设置为主，以泓格CAN bus 电表-PM-213x-CAN 系列+XPAC+Smart4监控软件的整合，并利用能源管理系统搭配自动控制，应用计算机化、网络化、自动化等技术结合的监控系统，达到完整数据收集及节能的目的。

     此系统采用泓格电表（PM-213x-CAN）测量SMT 的功耗电压等电气数据，并以CAN bus 通讯接口做电表与XPAC 间的数据传输架构，再通过XPAC（可编辑自动化控制器）与I-8120W（CAN bus Interface Slot）作为系统通讯及数据整合为核心。XPAC-8000 可在一般PC 上轻松快速编写应用程序，可利用Smart 4 Studio 程序编辑环境快速架构出一台高效能的Smart 4 CE Runtime 智能型CAN 主站。利用Smart 4 Server构建厂内网络中控系统，与XPAC-8000 Ethernet 接口进行远程监控并利用因特网交换数据，让用户通过远程操作且网络实时画面，监视历史用电及用电报表数据，而由于以PM-213x-CAN 构建的系统，具备主动回传机制，可大幅提高系统的效能与降低主机的负载。在此架构下保持了往后扩充的弹性，更结合泓格的Smart4 系统来建立完整的电力监视管理系统。 

         

    系统功能特色

    1. 自动抄表与报表系统：自动记录SMT 设备用电度数等数据，且其记录测量数据可存于监控计算机（XPAC-8000）内一年以上，并以每日、每周、每月、每季且分时做统计，并自动报表。

    2. 选用CAN bus 传输数据，不仅采用主动传输机制也提供用户高安全等级及有效率的实时控制，更具备了侦错和优先权判断的机制，如此网络信息传输将更可靠而有效率，也可降低主机的负载。

    3. 电力品质监视：监测回路的三相电压、平均电压、三相电流、平均电流、功率因子、有效电力、无效电力等数据。

    4. 状态监视：监视回路设备的状态，记录其跳脱时间，并形成历史警报记录。

    5. 用电监视及记录：监视并记录各设备电盘的用电量，并按照高峰、低谷及总量分别累计。

    6. 计算机监控：以Smart 4 CE Runtime 开发电力监控与管理系统，对上述所有监控点进行计算机监控，至少需包括 实时及历史数据库、数据采集、排程控制及联机画面设计功能，执行电力监视、用电管理、数据采集、趋势记录、警报管理、报表等功能。

    7. 远程监控及因特网整合：经由Smart 4 Server 提供的网络联机及数据库整合功能，提供网络实时画面监视，历史用电及用电报表数据查询功能。

    主要设备说明

    1. 本系统采用最先进的软硬件相关技术进行规划设计（XPAC-8000 可编辑控制器与Smart 4 Server 与Smart 4 CE Runtime 图控软件包自行开发人机接口），并预留以后系统功能扩充需求，此架构具有稳定性高、延伸性佳的特点，而且未来系统扩充高。

    2. 应用内建Ethernet 界面的XPAC-8000 可编辑控制器做系统监控网络整合及各负载设备用电监控站，具有极高速通讯质量，提供完整的用电数据、自动抄表、趋势记录及负载监控等功能。

    3. Smart 4 Server 图控软件可整合电力数据库，提供实时与历史数据查询、打印及远程监控功能。

    4. 掌握各回路用电的实时与历史状况及负载分布，以供有效用电行政管理，作为以后产能运转分析的依据。

    5. 用电数据库与报表可编写设计储存成日报、月报及季报、年度报表等数据，也可选择班别及时间做报表查询，且可直接打印或转为EXCEL 格式的文档，以便日后查询及统计分析。

    6. 提供一个通用的监控模块界面，除了可作为电力监控外，未来更可将水、电、瓦斯、空调、照明、影像、火警、消防、安全等项目纳入，作为厂务设施管理系统。

    智能电表应用于「校园电力管理与计费系统」的解决方案

    台湾地区目前各学校院所的教室与宿舍均装设冷气，但由于学生使用习惯欠佳，常常未关闭电源或在不必要的时候开启，这些都是造成冷气使用时间过长、减少冷气寿命、增加电费支出及能源浪费的最大主因。目前泓格科技整合PM-213x 智能电表、Touch PAD 可编写图形触控的控制器与RFID 读卡系统，提供刷卡扣费的功能，让用户自行储值，以改善使用者不必要的浪费。系统也将通过SCADA 软件（InduSoft），让管理人员可以管理设定每一电表的当日使用度数，超过时自动断电，而当全校电力需量超约时，也可作轮流卸除功能，记录每台冷气每日、每月的用电度数，让学生养成使用冷气的良好习惯，就可以有效降低电费支出与节能的目的。 

    系统功能特色

    1. PM-213x 为一轻薄短小的三相( 单相) 功能性电表，具备基本电力参数测量、监测及通讯功能。

    2. 精度良好，Wh 精度可达1%（pf = 1）。

    3. 高峰与低谷时段的收费调整。

    4. 有效节约电能约15% ～ 20%。

    5. 卡片余额不足自动关闭电源。

    6. 具开放性、扩充性与互操作性。

    7. 依用户设定的用电契约容量自动卸除设备功能。

    8. 通过管理系统显示各区用电状态，用以日后检讨用电需量与改善措施。

    9. 通过可编写触控控制器（TPD-283W）的功能，可随时扩充教室内的控制系统。

    主要设备说明

    1. 可编写触控控制器（TPD-283W）：是微型触控人机界面（HMI）的装置，配备有高解析彩色TFT的触控屏幕，而且它的大小刚好可以嵌入一般墙SS校园电力管理与计费系統架构图上的电气插座。可使用阶梯图设计家（Ladder Designer）开发触控接口程序，该程序语言为阶梯图逻辑与C 语言的集成开发环境。而此项目中，不仅用于链接卡片阅读机、I/O 模块、智能电表的控制外，更通过Ethernet 将系统信息传到中央图控系统。同时也适用于空调温度及电灯开关的控制。

    2. 智能型测量电表（PM-2134）：具备宽阔的测量范围，可适用于一般低压单、三相系统，外接开口式CT、可长时间测量监测与监控、标准通讯界面。

    3. 数字输出模块（M-7060）具备标准Modbus RTU通讯界面的4 组Relay 输出的DO 模块，用于控制各项设备，如冷气空调、电灯、计算机及投影机等设备的开关。

    4. 图形监控与计费控系统（InduSoft）：具备电力及消费报表管理系统、警报显示系统、实时电力显示、卡片阅读机纪录及设定系统，并具备远程Web 监控功能，让管理者可通过网络随时监控系统状态。

   5. RFID 读卡机：用于读取储值卡内电力消费额度。

     6. RFID Card：用于储值可用电力余额。  

    

    ICP DAS 智能电表将是实现智能电网最佳选择

    台湾地区推行电能管理措施势在必行。经由管理的方式再借由电力测量的自动化数据搜集，可达成各厂房各生产线的用电记录，以合理反应其用电成本，从而提高其自发性节电的动机。另外完整的用电记录，经由数据库系统管理后，可开发各种纵向、横向的分析与软件工具，以作为用电管理与决策的依据。据政府经济部能源委员会统计显示，落实电力节能改善，平均约有15% ～ 20%的节能潜力，不但可有效的使用电力能源，更可减少电力费用支出。 

    对于电力用户而言，如何获得高质量及廉价的电能是最主要的诉求。由于不良的电力质量常会导致设备寿命减短，增加额外花费，严重者甚至造成设备用电中断、危及人员安全；且不当的用电可能造成用电量增加，提高电费支出。为了提升供电质量，避免不必要的浪费资源，电力系统朝监控管理自动化是必然的趋势。

     泓格科技可完整提供「智能电网」解决方案。PM-213x 智能电表其轻薄短小、构建及安装容易、应用性广、支持性高、价格低廉但功能齐全，提供能满足大众与企业不同需求的解决方案。不仅可节省能源、实现产业与家庭自动化、增加了用电信息的实时性，整合所有用电信息至中央信息系统，进而妥善分配电力。为有效达成降低能源相关费用的目的，就必须建置一套具开放性、扩充性、互操作性再加上电力、空调、照明系统的整合性节能系统，选用泓格科技智能电表将有效减少国内能源消耗与降低二氧化碳排放，完善国内电力供输。