摘要:由于船舶制造业施工现场用电混乱,管理层无法精确计量施工现场用电数据,导致存在能耗漏洞,电量浪费严重。以STM32F407ZET6为控制核心、RM04无线WiFi为无线通信模块,采用CR95HF为芯片的RFID模块,设计制作了一种适用于船舶制造业的智能配电桩系统。介绍了系统的硬件电路以及软件工作流程。经测试,采集得到的用电量、用电卡号以及用电时间段表明系统满足实时性无线数据信息采集和传输。在船舶制造业智能配电桩系统节能方面有较好的应用前景。
0 引言
船舶制造业属于高电耗型产业,据统计我国船舶制造业电力费用支出占据总能耗费用70%~80%以上[1],而且,我国船舶建造的万元电耗平均水平与世界先进造船企业相比要高出5倍以上[2]。我国船舶制造业采用分级配电方式,对于一、二级的配电站,管理层可以很清晰地掌握电能的去向明细,但是针对第三级即施工现场,由于施工范围广、人员密集、工人私自接线、施工现场用电散乱等问题造成管理层对现场用电细节比较模糊,因此,造成了大面积高能耗无作业设备运行的浪费现状。同时,由于无法精确计量各个船台施工现场用电量,管理层无法抓住能耗漏洞,从而制定严格的能效考核指标实行精细化管理,造成我国船舶制造业电耗过高,浪费严重。所以对于辅助管理层精细化用电管理,杜绝现场施工人员用电陋习,减少电量浪费是十分必要的。
本文结合实际情况,设计了一种可以实现用电量实时采集、记录使用者信息、使用时间段的智能配电桩系统。利用RFID(射频识别)模块识别用户信息,主控制器STM32 通过控制继电器模块实现用电终端通断电控制,并对计量表的用电数据进行采集,所有的信息经过相关处理之后通过无线透传模块传送到数据库服务器进行存储和分析利用。智能配电桩对于辅助船舶制造业管理层针对用电精细化管理、减少能耗具有重要意义。
1 系统整体结构
因为船舶制造业施工现场工作环境复杂,作业区域电线密集,考虑到现场重新布线工作量大、改造成本高,智能配电桩利用无线通信方式可以解决现场布线难题。WiFi、蓝牙、ZigBee、3G/4G等无线通信方式都可以实现本系统中的数据信息传输功能。但是,考虑到智能配电桩传输信息量大,并且需要将数据通过互联网上传到服务器进行数据存储和分析等问题,所以选择WiFi作为智能配电桩的无线通信模块。
WiFi无线模块具有AP(无线接入点