1. Fundo
Actualmente, com a melhoria contínua do nível de urbanização do meu país, a falta de energia e a crescente procura social de energia tornaram-se contradições proeminentes que restringem o progresso e desenvolvimento contínuos da sociedade. De acordo com a experiência dos países desenvolvidos, com o avanço contínuo da urbanização e a melhoria contínua dos padrões de vida das pessoas, a proporção do consumo de energia dos edifícios continuará a aumentar e atingirá cerca de 33% do consumo total de energia, e acabará por ultrapassar a indústria pública, transporte e outras indústrias. eventualmente se tornar a principal fonte de consumo de energia. Entre eles, o consumo anual de electricidade dos edifícios de escritórios das agências estatais e dos grandes edifícios públicos representa cerca de 22% do consumo total de electricidade nas cidades e vilas de todo o país. O consumo anual de eletricidade por metro quadrado é 10 a 20 vezes maior que o dos edifícios residenciais comuns, o que é superior aos níveis semelhantes em países desenvolvidos como a Europa e o Japão. 1,5 a 2 vezes o do edifício.
Neste contexto, com base na investigação e na prática na comunidade energética nos últimos 30 anos, acredita-se geralmente que a conservação de energia nos edifícios é a forma mais potencial, mais directa e eficaz entre as várias abordagens de poupança de energia, e é a forma mais eficaz aliviar a contradição entre o desenvolvimento social e económico e o fornecimento insuficiente de energia. Uma das medidas também se tornará o principal fator para melhorar o uso social da energia. Neste sentido, é urgente propor uma solução de gestão energética integrada abrangente, sistemática e eficaz.
2. Metas de construção
Este projeto visa usar o sistema de gerenciamento abrangente do consumo de energia do edifício para construir uma plataforma digital completa de gerenciamento em tempo real que integra medição em tempo real, análise estatística e sistemas de gerenciamento do consumo de energia do edifício, e realizar dados de consumo de energia com a premissa de garantir segurança da informação. Seja aberto e transparente e, em seguida, realize o gerenciamento de cotas de consumo de energia e o gerenciamento de consumo de energia gratuito e de baixo custo, e estabeleça um sistema científico de gerenciamento de consumo de energia.
3. Plano geral de design
Esta solução integra computação em nuvem, tecnologia Internet das Coisas, "firewall" de isolamento de segurança inteligente e modo de gerenciamento centralizado. Ele adota uma ideia de design integrado em camadas e distribuído para construir um sistema confiável com base na garantia da segurança da informação de todo o sistema. Uma plataforma de monitoramento de economia de energia poderosa, eficiente e altamente compartilhável para instituições públicas. Com base em um poderoso banco de dados de monitoramento do consumo de energia de edifícios públicos, a plataforma realiza a função de informatização do monitoramento do consumo de energia de edifícios públicos e realiza gradualmente avaliação de eficiência energética, padrões de consumo de energia, divulgação de eficiência energética, cotas de consumo de energia, serviços de economia de energia e outros negócios.
A arquitetura geral da solução geral inclui a camada de dispositivo de campo, a camada de comunicação de rede e a camada de gerenciamento de monitoramento. Adotando uma topologia de sistema distribuído, a interface do sistema de automação predial e a interface de rede do sistema de monitoramento do consumo de energia predial utilizam a rede de equipamentos prediais no sistema de corrente fraca como portadora para garantir a economia e praticidade do sistema e evitar duplicação de investimentos.
3.1 Camada de dispositivo de campo:
O equipamento de coleta de terminal de dados no local adota o controlador programável UW2100. Este dispositivo de hardware possui fortes capacidades de comunicação: vem com interface de comunicação RS485, suporta protocolo MODBUS-RTU mestre-escravo; suporta transmissão programada de dados; pode ser conectado a medidores de eletricidade, medidores de água, medidores de vazão, conversores de frequência, etc., e pode ser usado como uma estação remota de E/S de DCS ou PLC; tem fortes capacidades de rede: suporta comunicação sem fio Ethernet/GSM; escala de sistema poderosa: escala de estação única AIO: 32 pontos/DIO: 32 pontos, o sistema é o maior Escala AIO: 16384 pontos/DIO: 16384 pontos; e o código do programa do usuário e os dados de configuração podem ser salvos permanentemente sem serem afetados por quedas de energia. O salvamento de dados em tempo real do módulo CPU é opcional; ele segue o padrão de linguagem de configuração internacional IEC61131-1 e mantém os padrões. Embora seja flexível, ele realiza a transformação multifacetada de algoritmos, suporta o conceito de blocos de subalgoritmos, vincula primitivos de algoritmo e fornece interfaces para suportar acesso a algoritmos de terceiros.
3.2 Camada de comunicação de rede
Com base na poderosa função de comunicação do hardware do controlador programável UW2100, os dados relevantes são coletados ativamente através do protocolo Modbus-RTU padrão de instrumentos de medição com funções de transmissão remota instalados em cada ponto de energia e água no ponto monitorado e através do módulo sem fio GPRS para GSM Os métodos de comunicação são transmitidos e resumidos à plataforma de supervisão de economia de energia da instituição pública para processamento centralizado e abrangente. GPRS é um novo tipo de serviço de comunicação móvel que estabelece uma conexão entre usuários móveis e redes de dados para fornecer aos usuários móveis serviços IP ou X.25 sem fio de alta velocidade. GPRS usa tecnologia de comutação de pacotes. Cada usuário pode ocupar vários canais sem fio. Ao mesmo tempo, um canal sem fio pode ser compartilhado por vários usuários. Os recursos são efetivamente utilizados. A taxa de interpretação de dados chega a 160 Kbps. A comunicação GPRS é usada para realizar o envio e recebimento de dados de pacotes. Os usuários estão sempre online e são cobrados de acordo com o tráfego. É de alta velocidade e reduz os custos de serviço.
O sistema de supervisão e segurança de consumo de energia e poupança de energia do edifício baseado em GPRS tem as seguintes características:
a) Sempre online: GPRS DTU pode se conectar automaticamente à rede GPRS assim que for ligada e estabelecer um link de comunicação com o data center para aceitar dados dos dispositivos de dados do usuário a qualquer momento. É poderoso e possui alto desempenho em tempo real;
b) Faturamento por tráfego: o GPRS DTU está sempre online e a cobrança é baseada na quantidade de pacotes de dados recebidos e enviados. Não há cobrança quando não há tráfego de dados, economizando custos;
c) Transmissão de alta velocidade A velocidade de transmissão da rede GPRS pode atingir até 160 Kbps no máximo. A velocidade depende das configurações de rede da operadora móvel. De acordo com as condições de rede da China Mobile, ela pode atualmente fornecer transmissão de dados estável de 20 a 40 Kbps;
d) A rede é simples, rápida e flexível. O sistema sem fio GPRS pode construir uma rede virtual de comunicação móvel cobrindo toda a China a qualquer hora e em qualquer lugar através da rede Internet, proporcionando conveniência de acesso para a maioria dos usuários de pequeno e médio porte e economizando investimento em acesso.
3.3 Gestão de monitoramento
A plataforma de supervisão de economia de energia da instituição pública é baseada no software de monitoramento e gerenciamento UWin Pro com direitos de propriedade intelectual independentes da Hangzhou Youwen Automation System Co., Ltd. para análise centralizada, julgamento, avaliação, gerenciamento, gravação, etc. software de gerenciamento integra gerenciador de projetos (UWinWks), software de configuração de hardware do sistema (UWinCFG), banco de dados em tempo real (UWinRDB), configuração de registro histórico (UWinHDB), gerenciador de dispositivos (UWinDev), sistema de desenvolvimento de tela (UWinView) e software de gerenciamento de configuração de alarme (UWinAlarm), editor de algoritmo (UWinIEC), software de análise de série temporal (UWinSOE) e servidor WEB (UWinWEB) são integrados em um. Um único software pode realizar coleta de dados no local, execução de algoritmos, banco de dados em tempo real e processamento de dados históricos. Mecanismos de alarme e segurança, controle de processo, exibição de tela, curva de tendência e saída de relatório e monitoramento de funções de rede. Cada parte é executada em diferentes plataformas de hardware, respectivamente, e interage com vários dados, informações de gerenciamento e controle através da rede de controle e da rede do sistema para completar de forma coordenada várias funções de todo o consumo de energia do edifício e sistema de supervisão e segurança de economia de energia.
4. Funções do sistema
O sistema de supervisão e segurança do consumo de energia e da poupança de energia do edifício integra monitorização, controlo e gestão. Implementa principalmente as seguintes funções:
1) Gerenciar de forma abrangente todos os tipos de equipamentos que consomem energia, estabelecer um banco de dados panorâmico, coletar dados de monitoramento do consumo de energia e estabelecer um modelo de dados de consumo de energia para fornecer uma base de dados para posterior análise de dados de consumo de energia e diagnóstico de economia de energia.
2) Realizar análises estatísticas de dados de consumo de energia para analisar, julgar e avaliar a composição, padrões de mudança e eficiência de utilização de energia do consumo de energia, etc., para fornecer uma base qualitativa ou quantitativa para a avaliação dos efeitos de renovações posteriores para economia de energia .
3) Com base nos resultados da análise dos dados de consumo de energia, determine o nível de consumo de energia, proponha um processo de diagnóstico completo para o consumo de energia, realize trabalhos de diagnóstico de economia de energia e obtenha resultados de diagnóstico de economia de energia.
4) Integrar vários sistemas de gestão predial, estabelecer um sistema de avaliação de consumo de energia, otimizar o projeto de conservação de energia predial com base nos resultados do diagnóstico de economia de energia e elaborar planos de renovação com economia de energia.
5) Implementar planos de economia de energia, transformar equipamentos que utilizam energia, gerenciar hábitos de consumo de energia e atingir plenamente as metas de economia de energia dos edifícios por meio de sistemas de controle inteligentes.
Consumo de energia do edifício e supervisão de economia de energia e árvore de funções do sistema de segurança
5. Interface de monitoramento
A interface de monitoramento da plataforma de supervisão de economia de energia da instituição pública construída desta vez inclui principalmente: visão geral do consumo de energia, visão geral do mapa, informações básicas, dinâmica do consumo de energia, análise do consumo de energia do edifício, análise do consumo de energia da instituição pública, análise do consumo de energia da área administrativa, energia avaliação de consumo, recepção e upload de consumo de energia, gestão do sistema. Através destes módulos funcionais, a recolha, monitorização, estatísticas, análise e diagnóstico de dados de consumo de energia podem ser realizados, fornecendo um forte suporte de dados e uma base científica para a gestão energética e a renovação com poupança de energia de edifícios públicos no centro administrativo.
Interface de monitoramento geral do sistema de supervisão e segurança do consumo de energia e economia de energia do edifício
Interface de submonitoramento regional do sistema de supervisão e segurança do consumo de energia e economia de energia do edifício
Capturas de tela de análise de dados de monitoramento em tempo real
Interface de monitoramento de monitoramento de coleção
