企业能源计量系统方案（草案）
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上海肯特智能仪器公司（2007.9.1）
企业能源计量系统方案
1．企业能源流量计量器具配备和管理的编制依据i
目前，强制性国家标准GB17167-2006《用能单位能源计量器具配备和管理通则》。该标准由国家质检总局、国家标准委于2006年6月2日发布，自2007年1月1日起实施。
该标准为强制性标准；规定了非工业企业用能单位能源计量器具的配备和管理要求；对用能单位、主要次级用能单位、主要用能设备的能源计量器具配备率进行了调整；对能源计量器具的准确度等级要求进行了调整.
该标准规定了用能单位能源计量器具配备和管理的基本要求。国家质检总局和国家标准委正在组织钢铁、有色金属、石油化工、化工、电力等国家重点耗能行业在该标准基础上根据各行业的实际需要，制定各行业的具体要求。这些标准将在今、明两年陆续发布，并作为推荐性标准在各行业实施。
2           企业能源计量范围：
a）输入用能单位、次级用能单位和用能设备的能源及载能工质；
b）输出用能单位、次级用能单位和用能设备的能源及载能工质；
c）用能单位、次级用能单位和用能设备使用（消耗）的能源及载能工质；
d）用能单位、次级用能单位和用能设备自产的能源及载能工质；
e）用能单位、次级用能单位和用能设备可回收利用的余能资源。
3能源计量器具的配备原则
3.1应满足能源分类计量的要求。
3.2应满足用能单位实现能源分级分项考核的要求。
3.3重点用能单位应配备必要的便携式能源检测仪表，以满足自检自查的要求。
4能源计量器具的配备要求
4.1能源计量器具配备率按下式计算：
能源计量器具配备率＝（能源计量器具实际的安装配备数量÷能源计量器具理论需要量）×100%
式中：－能源计量器具配备率，%；
—能源计量器具实际的安装配备数量；
—能源计量器具理论需要量。
4.2用能单位应加装能源计量器具。
4.3用能量（产能量或输运能量）大于或等于表1中一种或多种能源消耗量限定值的次级用能单位为主要次级用能单位。
主要次级用能单位应加装能源计量器具。
 表1主要次级用能单位能源消耗量（或功率）限定值
能源
种类电力煤炭、焦炭原油、成品油、
石油液化气重油、渣油煤气、
天然气蒸汽、热水水其它
单位kWt/ht/ht/hm3/hMWt/hGJ/h
限定值10100408010000500050002926
注：1.表中a是法定计量单位中“年”的符号。
2.表中m3指在标准状态下，表2同。
3.5000GJ相当于2000t蒸汽。
4.2926GJ相当于100t标准煤。其它能源应按等价热值折算，表2类推。
4.4单台设备能源消耗量大于或等于表2中一种或多种能源消耗量限定值的为主要用能设备。
主要用能设备应加装能源计量器具。
 表2主要用能设备能源消耗量（或功率）限定值
能源
种类电力煤炭、焦炭原油、成品油、
石油液化气重油、渣油煤气、
天然气蒸汽、热水水其它
单位kWt/ht/ht/hm3/hMWt/hGJ/h
限定值10010.511007129.26
注：1.对于可单独进行能源计量考核的用能单元（装置、系统、工序、工段等），如果用能单元已配备了能源计量器具，用能单元中的主要用能设备可以不再单独配备能源计量器具。
2.对于集中管理同类用能设备的用能单元（锅炉房、泵房等），如果用能单元已配备了能源计量器具，用能单元中的主要用能设备可以不再单独配备能源计量器具。
3.7MW相当于10t/h蒸汽。
4.5能源计量器具配备率应符合表3的要求。
 表3能源计量器具配备率要求单位：％
能源种类进出用能单位进出主要次级用能单位主要用能设备
电力10010095
固态能源煤炭10010090
焦炭10010090
液态能源原油10010090
成品油10010095
重油10010090
渣油10010090
气态能源天然气10010090
液化气10010090
煤气1009080
载能工质蒸汽1008070
水1009580
可回收利用的余能9080--
注：1.进出用能单位的季节性供暖用蒸汽（热水）可采用非直接计量载能工质流量的其它计量结算方式。
2.进出主要次级用能单位的季节性供暖用蒸汽（热水）可以不配备能源计量器具。
3.在主要用能设备上作为辅助能源使用的电力和蒸汽、水、压缩空气等载能工质，其耗能量很小（低于表2的要求）可以不配备能源计量器具。
4.6用能单位的能源计量器具准确度等级应满足表4的要求。
表4用能单位能源计量器具准确度等级要求
计量器具
类别计量目的准确度等级要求
衡器进出用能单位燃料的静态计量0.1
进出用能单位燃料的动态计量0.5
电能表
 进出用能单位有功交流
电能计量I类用户0.5S
II类用户0.5
III类用户1.0
IV类用户2.0
V类用户2.0
进出用能单位的直流电能计量2.0
油流量表
（装置）进出用能单位的液体能源计量成品油0.5
重油、渣油及
其它1.0
气体
流量表（装置）
 进出用能单位的气体能源计量
 煤气2.0
天然气2.0
水蒸气2.5
水流量表
（装置）进出用能单位水量计量管径不大于250mm2.5
管径大于250mm1.5
温度仪表用于液态、气态能源的温度计量2.0
与气体、蒸汽质量计算相关的温度计量1.0
压力仪表用于气态、液态能源的压力计量2.0
与气体、蒸汽质量计算相关的压力计量1.0
注：1.当计量器具是由传感器（变送器）、二次仪表组成的测量装置或系统时，表中给出的准确度等级应是装置或系统的准确度等级。装置或系统未明确给出其准确度等级时，可用传感器与二次仪表的准确度等级按误差合成方法合成。
2.运行中的电能计量装置按其所计量电能量的多少，将用户分为五类。I类用户为月平均用电量500万kWh及以上或变压器容量为10000kVA及以上的高压计费用户；II类用户为小于I类用户用电量（或变压器容量）但月平均用电量100万kWh及以上或变压器容量为2000kVA及以上的高压计费用户；III类用户为小于II类用户用电量（或变压器容量）但月平均用电量10万kWh及以上或变压器容量为315kVA及以上的计费用户；IV类用户为负荷容量为315kVA以下的计费用户；V类用户为单相供电的计费用户。
4.7主要次级用能单位所配备能源计量器具的准确度等级（电能表除外）应不低于表4的要求，电能表可比表4的同类用户低一个档次的要求。
4.8主要用能设备所配备能源计量器具的准确度等级（电能表除外）应不低于表4的要求，电能表可比表4的同类用户低一个档次的要求。
4.9能源作为生产原料使用时，其计量器具的准确度等级应满足相应的生产工艺要求。
4.10能源计量器具的性能应满足相应的生产工艺及使用环境（如温度、温度变化率、湿度、照明、振动、噪声、粉尘、腐蚀、电磁干扰等）要求。
5.能源计量系统能无缝嵌入工厂自动化系统
工厂自动化系统是由检测执行层（设备层），过程监控级（数据层）中央控制管理级（信息层）组成三级计算机控制系统。中控室设置C／S（客户机／服务器）结构形式的计算机网络，主干网为一个双环冗余的100Mbps光纤工业以太网环网组成一个有线数据通信网络系统。数据库服务器和操作员工作站冗余配置。网络形式为冗余工业以太网连接服务器、操作员工作站、工程师站、网络打印机、现场控制站（包括PLC工作站）及相应的外设，管理系统。通讯控制器组成全厂计算机综合信息管理系统。中央控制室监控全厂各装置的工艺参数，设备工况等生产和管理的信息。控制网络通讯速率10/100Mbps。
5.1能源计量系统CRT画面应能支持以下几类画面。
5.1.1总貌画面
显示各能源流量计量仪表运行状态以及全部变量参数的状态、测量值、累积值、高低限报警等信息，从各显示块可以调出其他画面。
5.1.2分组画面
以模拟仪表的形式按事先设定的分组,同时显示8个回路的信息:如流量的测量值、热值、累积值每秒更新一次,分组可按相同性质的变量组合.操作员可从分组画面调出任一变量的详细信息。
。
5.1.3单点画面(调整画面)
显示一个流量仪表全部信息及实时趋势和历史趋势.从调整画面上可以直接对仪表进行设定、调整操作。
5.1.4趋势画面
系统具有显示总线上任何数据点趋势的能力,并在同一坐标轴上显示至少四个变量的趋势记录曲线,有可供用户自由选择的参数变量,不同颜色和不同的时间间隔,也可以对数轴进行任意放大显示。
5.1.5图形画面
生产装置的图面、工艺流程图、设备简图、单线图等都可以在CRT上显示出来.每个画面都包括字母数字字符和图形符号,通常采用可变化的颜色、图形、闪烁表示过程变量的不同状态,所有过程变量的数值和状态每秒动态刷新,操作员在此画面对有关过程变量实施操作和调整。
5.1.6棒图
通过棒图可以显示流量仪表测量的流量变化,如棒图表示流量值.要求棒图能以水平或垂直方式显示,每屏至少能显示40点水平棒图或64点垂直棒图。
5.1.7其他画面
能源计量管理画面电子表格
5.2报表功能
5.2.1应按照预先定义的格式打印报表,报表数据的收集和打印是按照用户定义的时间间隔自动进行.打印报表通常采用事件驱动方式或操作员命令方式,报表软件将自动产生所有的标题和表头。
5.2.2报表类型如下：
统计格式报表、诊断报告、流量趋势等
5.2.3历史数据存储功能
系统应对数据作为历史数据加以储存.应有足够的能记录12周以上历史数据的磁介质存储空间,并具有可扩充至外部存储设备光盘等.当发生数据丢失及磁介质剩下10%空间时应有报警。
6.流量计量仪表现场总线：
接口标准：控制总线MODBUS，HART协议。仪表电源：220VAC、DC24V,通信媒介：屏蔽双绞线，通信距离：最大1.5km
6.1数据通信系统的负载容量，在最繁忙时不应超过40%，以便于系统的扩展，并提供计算和考核的方法。
6.2通迅软件和协议应对外开放，以便自由安装第三方产品，为保证通讯信息的正确性和完整性。
7.上海肯特智能仪器公司提供的流量产品：
涡街流量计：MODBUS通讯接口，电磁流量计：MODBUS通讯接口
V锥流量传感器配套的差压变送器：HART通讯接口。
8．ModbusRTU协议在S7-200中的应用原理
   2.1ModbusRTU协议与S7-200相互关系简介   S7-200CPU上的通讯口Port0可以支持ModbusRTU协议，成为ModbusRTU从站。此功能是通过S7-200的自由口通讯模式实现，因此可以通过无线数据电台等慢速通讯设备传输。   如果想在S7-200CPU与其他支持ModbusRTU的设备使用ModbusRTU协议通讯，需要由有S7-200CPU做Modbus主站。S7-200CPU做主站必须由用户自己用自由口模式，按相关协议编程。   在S7-200控制系统应用中，ModbusRTU从站指令库只支持CPU上的通讯0口(Port0)。要实现ModbusRTU通讯，需要Step7-Micro/WIN32V3.2以上版本的编程软件，而且须安装Step7-Micro/WIN32V3.2InstructionLibrary(指令库)。ModbusRTU功能是通过指令库中预先编好的程序功能块实现的。