面向能耗监测管理的楼宇自控系统构建研究

　　摘要：对于传统意义的楼宇而言, 已难以满足现代人们对于高质量生活环境的追求。对于现代楼宇而言, 不仅要求具备华丽而艺术的外观, 还应营造一个舒适、安全的内在环境, 为使用者提供智能化、人性化的服务, 实现节能、环保的目的, 最大限度地降低使用成本。鉴于此, 文章面向能耗监测管理, 就楼宇自控系统的构建进行了分析, 以便进一步提升楼宇的节能效果。

　　关键词：能耗监测管理; 楼宇; 自控系统;

　　随着信息时代的到来, 人们对于各种楼宇使用功能的要求日趋提升, 面向自动化控制技术的楼宇自控系统的应用日趋广泛, 但是, 如何保障建筑内环境的舒适度、安全性, 同时, 最大程度地提高楼宇的使用效率、提高节能效果成为楼宇自控系统开发过程中有关人员关注的重点, 文章结合面向能耗监测管理平台的楼宇自控系统进行研究, 旨在及时、科学地监控能耗情况, 以最大限度地减少不必要的能源消耗, 提高节能效果。

　　1能耗监测管理平台的技术要求

　　对于能耗监测管理平台而言, 要求其必须满足我国所出台的《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统建设相关技术原则》的相关规定。该平台重点就楼宇能耗源头展开实时数据采集、统计、分析、对比等处理, 确保其能够科学、准确、全面地对使用单位能耗情况进行全面反映, 为楼宇使用过程的节能管理提供科学、全面、完善的数据支持与决策基础, 不仅实现了能耗数据采集、分析、处理的实时性与自动化, 还自动生成了多种形式的图表、报表, 就能源使用率进行分析, 并给出相应的能源分析报告。

　　该平台通过构建节能监管体系能耗报表制, 实现了对各种能耗的实时分类、计量分项、数据统计与对比, 对于政府所强制要求的能源消耗统计、审计、能耗公示等, 均提供了科学、全面的数据支持与决策依据, 也为节能技术的应用与改造提供了完善的数据分析基础。

　　2楼宇自控系统结构分析

　　楼宇自控系统通常包括两级网络, 一级为高速局域网, 负责提供一级控制器、工作站、服务器等;二级为现场控制总线, 提供一系列区网域控制器、灯光、暖通空调设备等。其中, 后者与前者借助于一级网络控制器, 实现双向通讯, 并进行网络信息的传递。

　　2.1一级网络

　　就楼宇自控系统而言, 一级网络结构主要包括中央工作站、互联网通讯网关、网络控制器、路由器等设备。其中, 一级网络主要是ARCNET网、Ether Net以太网等。二级网络信息借助于主控制器, 于一级网络上进行传递。局域网提供了多用户通信、对话活动, 而源自于互联网等其他远程命令也能够在一级网络下传送至二级网络现场控制器中, 实现远程访问、控制。

　　2.2二级网络总线

　　就系统二级网络而言, 主要包括网络总线、若干个现场控制器等设备。二级网络总线为系统网络、现场控制器间的总线网络, 其同一级网络通信、支持区域控制设备, 对系统各子系统进行控制。虽然, 网络的名称不同, 但不是基于RS485总线协议, 就是基于Lonwork协议构成, 传输速率在9.6到76.8kbps之间。就二级网络总线而言, 其提供了点对点的通信线, 二级服务器为现场控制器、便携式服务器间提供通信, 若一级网络控制器存在故障, 不会对二级网络总线的通信造成影响。若现场所需监控系统、设备量存在差异, 则其组网形式也不尽相同。

　　3面向能耗监测管理的楼宇自控系统构建

　　文章采用PV2008能耗监测管理平台与楼宇自控系统实现了技术搭接。而设备的运行参数按如下方式提供:一是被编号或被命名, 以文本作为数据形式;二是实时运行状态, 以开关量作为数据形式;三是运行电压、电流, 以模拟量为数据形式;四是运行实时功率, 以模拟量为数据形式, 通过此, 实现了能耗监测管理平台、楼宇自控系统的有效搭接: (1) 保障了楼宇能耗数据得以及时采集和上传; (2) 保障了受监测设备能够按需加以运行; (3) 保障了分时电价区域内设备运行的总功率在峰值以内; (4) 保障了设备运行过程中功率的最小化; (5) 提供了设备运维报警提示, 保障设备的顺利运行, 并实现节能的目的。

　　3.1数据形式

　　设备能耗包括如下两种计算方式: (1) 以设备运行为基础展开计算:运行时长与标称功率的积; (2) 以能源消耗为基础的计算:电压与电流的积。由于楼宇内各种变频设备的广泛运用, 致使设备运行功率难以受控, 因而能耗采集应结合第二种模式方可加以表达。就系统而言, 还需要提供能耗数据形式, 为能耗监测管理平台进行分类能源形态能耗数据采集子系统的构建。

　　3.2数据采集频率

　　系统现场总线采用RS485形式, 采用最高速率76.8Kpbs, 采用的通信协议为BACnet MSTP, 该速率较以太网通讯10或100Mbps而言, 仍存在较大的差距。此外, 结合BACnet MSTP通讯协议, 进行一个现场变量传输, 所需字节数为1Kbit。

　　4系统主要功能的实现

　　面向能耗监测管理的楼宇自控系统, 提供了如下功能: (1) 单栋楼宇每天不同监测回路能耗的监测, 并就该区域内楼宇建筑概况加以统计; (2) 能耗数据统计功能, 分类、分项、单位、监测回路等能耗统计, 可选日、月、年报作为各自的统计时段, 获取用户所需统计报表; (3) 各单位公摊能耗统计功能。包括电梯、公共走廊、厕所等公共能耗进行分摊; (4) 能耗趋势分析, 明确楼宇能耗变化趋势与规律, 为节能管理提供依据; (5) 能耗对比功能。如总能耗、分类能耗、分项能耗对比等, 便于管理人员制定完善的奖惩政策; (6) 能耗趋势分析功能, 明确楼宇能耗变化趋势, 为节能管理提供依据; (7) 提供能耗数据统计分析结果自动化生成功能, 可进行能源统计分析报告的打印, 为决策者提供数据支持; (8) 提供完善的能源管理标准、政策等资料上传、下载、删除等多项功能; (9) 数据自动上报功能; (10) 提供预警功能。便于管理人员及时掌握能耗超标情况; (11) 提供帐号、权限管理功能。

　　文章所构建面向能耗监测管理平台的楼宇自控系统, 主要针对的是楼宇内部机电设备的监控与管理, 依据该平台的技术要求及特点, 在保障可行性的前提下, 实现与机电设备专业领域的有机融合, 对技术细节进行科学控制, 最终保障楼宇设备运营能耗管理等各项功能的实现。

　　参考文献
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