Anwendung des industriellen IoT-Steuerungssystems eDCS UW2100 in der Plattform zur Überwachung des Energieverbrauchs

1. Hintergrund

Mit der kontinuierlichen Verbesserung des Urbanisierungsgrads meines Landes sind derzeit der Energiemangel und der steigende gesellschaftliche Energiebedarf zu prominenten Widersprüchen geworden, die den kontinuierlichen Fortschritt und die Entwicklung der Gesellschaft einschränken. Den Erfahrungen der Industrieländer zufolge wird der Anteil des Gebäudeenergieverbrauchs mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Urbanisierung und der kontinuierlichen Verbesserung des Lebensstandards der Menschen weiter steigen und etwa 33 % des Gesamtenergieverbrauchs erreichen und schließlich die öffentliche Industrie übertreffen. Transport und andere Branchen. schließlich zur Hauptquelle des Energieverbrauchs werden. Unter ihnen macht der jährliche Stromverbrauch von Bürogebäuden staatlicher Behörden und großer öffentlicher Gebäude etwa 22 % des gesamten Stromverbrauchs in Städten und Gemeinden im ganzen Land aus. Der jährliche Stromverbrauch pro Quadratmeter beträgt das 10- bis 20-fache des Stromverbrauchs gewöhnlicher Wohngebäude und liegt damit über ähnlichen Werten in entwickelten Ländern wie Europa und Japan. Das 1,5- bis 2-fache des Gebäudevolumens.

In diesem Zusammenhang wird aufgrund der Forschung und Praxis in der Energiebranche in den letzten 30 Jahren allgemein davon ausgegangen, dass die Energieeinsparung in Gebäuden der potenziellste, direkteste und effektivste Weg unter den verschiedenen Energiesparansätzen und der effektivste Weg ist den Widerspruch zwischen sozialer und wirtschaftlicher Entwicklung und unzureichender Energieversorgung zu mildern. Eine der Maßnahmen wird auch zum Hauptfaktor für die Verbesserung der gesellschaftlichen Energienutzung werden. In diesem Zusammenhang ist es dringend erforderlich, eine umfassende, systematische und wirksame integrierte Energiemanagementlösung vorzuschlagen.

2. Bauziele

Dieses Projekt zielt darauf ab, das umfassende Managementsystem für den Energieverbrauch von Gebäuden zu nutzen, um eine vollständige digitale Plattform für das Echtzeitmanagement aufzubauen, die Echtzeitmessung, statistische Analyse und Managementsysteme für den Energieverbrauch von Gebäuden integriert und Energieverbrauchsdaten unter der Prämisse der Sicherstellung realisiert Informationssicherheit. Seien Sie offen und transparent, realisieren Sie dann ein Energieverbrauchsquotenmanagement und ein kostenloses und kostengünstiges Energieverbrauchsmanagement und richten Sie ein wissenschaftliches Energieverbrauchsmanagementsystem ein.

3. Gesamtentwurfsplan

Diese Lösung integriert Cloud Computing, Internet-of-Things-Technologie, eine intelligente Sicherheitsisolations-„Firewall“ und einen zentralisierten Verwaltungsmodus. Es verwendet eine mehrschichtige und verteilte integrierte Designidee, um ein zuverlässiges System auf der Grundlage der Gewährleistung der Informationssicherheit des gesamten Systems aufzubauen. Eine leistungsstarke, effiziente und hochgradig gemeinsam nutzbare Energiespar-Überwachungsplattform für öffentliche Einrichtungen. Basierend auf einer leistungsstarken Datenbank zur Überwachung des Energieverbrauchs öffentlicher Gebäude realisiert die Plattform die Informationsfunktion der Überwachung des Energieverbrauchs öffentlicher Gebäude und führt nach und nach Energieeffizienzbewertungen, Energieverbrauchsstandards, Offenlegung der Energieeffizienz, Energieverbrauchsquoten, Energiespardienste und andere durch Unternehmen.

Die Gesamtarchitektur der Gesamtlösung umfasst die Feldgeräteschicht, die Netzwerkkommunikationsschicht und die Überwachungsverwaltungsschicht. Bei der Verwendung einer verteilten Systemtopologie nutzen die Gebäudeautomationssystemschnittstelle und die Netzwerkschnittstelle des Gebäudeenergieverbrauchsüberwachungssystems das Gebäudeausrüstungsnetzwerk im Schwachstromsystem als Träger, um die Wirtschaftlichkeit und Praktikabilität des Systems sicherzustellen und Doppelinvestitionen zu vermeiden.

3.1 Feldgeräteschicht:

Die Datenerfassungsausrüstung vor Ort verwendet den programmierbaren Controller UW2100. Dieses Hardwaregerät verfügt über starke Kommunikationsfähigkeiten: Es verfügt über eine RS485-Kommunikationsschnittstelle und unterstützt das Master-Slave-MODBUS-RTU-Protokoll. unterstützt geplante Datenübertragung; kann an Stromzähler, Wasserzähler, Durchflussmesser, Frequenzumrichter usw. angeschlossen und als I/O-Remotestation von DCS oder PLC verwendet werden; verfügt über starke Netzwerkfähigkeiten: unterstützt drahtlose Ethernet/GSM-Kommunikation; leistungsstarke Systemwaage: Einzelstationswaage AIO: 32 Punkte/DIO: 32 Punkte, das System ist die größte Skala AIO: 16384 Punkte/DIO: 16384 Punkte; und der Benutzerprogrammcode und die Konfigurationsdaten können dauerhaft gespeichert werden, ohne dass sie durch Stromausfälle beeinträchtigt werden. Die Datenspeicherung des CPU-Moduls in Echtzeit ist optional; Es folgt dem internationalen Konfigurationssprachenstandard IEC61131-1 und behält Standards bei. Es ist flexibel, realisiert eine vielschichtige Transformation von Algorithmen, unterstützt das Konzept von Unteralgorithmusblöcken, bindet Algorithmusprimitive und stellt Schnittstellen zur Unterstützung des Algorithmuszugriffs Dritter bereit.

3.2 Netzwerkkommunikationsschicht

Basierend auf der leistungsstarken Kommunikationsfunktion der programmierbaren Controller-Hardware UW2100 werden relevante Daten aktiv über das Standard-Modbus-RTU-Protokoll von Messgeräten mit Fernübertragungsfunktionen erfasst, die an jedem Energie- und Wasserpunkt am überwachten Punkt installiert sind, und über das GPRS-Funkmodul an GSM Die Kommunikationsmethoden werden zur zentralen und umfassenden Verarbeitung an die energiesparende Überwachungsplattform der öffentlichen Einrichtung übertragen und zusammengefasst. GPRS ist ein neuartiger mobiler Kommunikationsdienst, der eine Verbindung zwischen mobilen Benutzern und Datennetzen herstellt, um mobilen Benutzern drahtlose Hochgeschwindigkeits-IP- oder X.25-Dienste bereitzustellen. GPRS nutzt Paketvermittlungstechnologie. Jeder Benutzer kann mehrere WLAN-Kanäle belegen. Gleichzeitig kann ein WLAN-Kanal von mehreren Benutzern gemeinsam genutzt werden. Ressourcen werden effektiv genutzt. Die Dateninterpretationsrate beträgt bis zu 160 Kbit/s. GPRS-Kommunikation wird verwendet, um das Senden und Empfangen von Datenpaketen zu realisieren. Benutzer sind immer online und die Abrechnung erfolgt nach Traffic. Es ist schnell und reduziert die Servicekosten.

Das auf GPRS basierende Überwachungs- und Sicherheitssystem für den Energieverbrauch und die Energieeinsparung von Gebäuden weist die folgenden Merkmale auf:

a) Immer online: GPRS DTU kann sich automatisch mit dem GPRS-Netzwerk verbinden, sobald es eingeschaltet ist, und eine Kommunikationsverbindung mit dem Rechenzentrum herstellen, um jederzeit Daten von Benutzerdatengeräten zu empfangen. Es ist leistungsstark und bietet eine hohe Echtzeitleistung.

b) Abrechnung nach Datenverkehr: GPRS DTU ist immer online und die Gebühren basieren auf der Anzahl der empfangenen und gesendeten Datenpakete. Wenn kein Datenverkehr stattfindet, fallen keine Gebühren an, wodurch Kosten gespart werden.

c) Hochgeschwindigkeitsübertragung Die Übertragungsgeschwindigkeit des GPRS-Netzwerks kann maximal bis zu 160 Kbit/s erreichen. Die Geschwindigkeit hängt von den Netzwerkeinstellungen des Mobilfunkanbieters ab. Abhängig von den Netzwerkbedingungen von China Mobile kann derzeit eine stabile Datenübertragung von 20 bis 40 Kbit/s bereitgestellt werden.

d) Die Vernetzung ist einfach, schnell und flexibel. Das drahtlose GPRS-System kann über das Internet-Netzwerk jederzeit und überall ein virtuelles mobiles Kommunikationsnetzwerk aufbauen, das ganz China abdeckt, was den Zugangskomfort für die Mehrheit der kleinen und mittleren Benutzer bietet und Zugangsinvestitionen spart.

3.3 Überwachungsmanagement

Die energiesparende Überwachungsplattform öffentlicher Einrichtungen basiert auf der Überwachungs- und Verwaltungssoftware UWin Pro mit unabhängigen geistigen Eigentumsrechten von Hangzhou Youwen Automation System Co., Ltd. für zentralisierte Analyse, Beurteilung, Bewertung, Verwaltung, Aufzeichnung usw. UWin Pro-Überwachung und Die Verwaltungssoftware integriert Projektmanager (UWinWks), Systemhardware-Konfigurationssoftware (UWinCFG), Echtzeitdatenbank (UWinRDB), historische Datensatzkonfiguration (UWinHDB), Gerätemanager (UWinDev), Bildschirmentwicklungssystem (UWinView) und Alarmkonfigurationsverwaltungssoftware (UWinAlarm), Algorithmus-Editor (UWinIEC), Zeitreihenanalysesoftware (UWinSOE) und WEB-Server (UWinWEB) sind in einem integriert. Eine einzige Software kann die Datenerfassung vor Ort, die Ausführung von Algorithmen, die Echtzeitdatenbank und die Verarbeitung historischer Daten realisieren. Alarm- und Sicherheitsmechanismen, Prozesssteuerung, Bildschirmanzeige, Trendkurven- und Berichtsausgabe sowie Überwachung von Netzwerkfunktionen. Jeder Teil läuft jeweils auf unterschiedlichen Hardwareplattformen und interagiert mit verschiedenen Daten-, Verwaltungs- und Steuerinformationen über das Steuernetzwerk und das Systemnetzwerk, um verschiedene Funktionen des gesamten Energieverbrauchs- und Energiesparüberwachungs- und Sicherheitssystems des gesamten Gebäudes koordiniert auszuführen.

4. Systemfunktionen

Das Überwachungs- und Sicherheitssystem für den Energieverbrauch und die Energieeinsparung des Gebäudes integriert Überwachung, Steuerung und Management. Implementiert hauptsächlich die folgenden Funktionen:

1) Umfassende Verwaltung aller Arten von energieverbrauchenden Geräten, Einrichtung einer Panoramadatenbank, Erfassung von Daten zur Überwachung des Energieverbrauchs und Einrichtung eines Energieverbrauchsdatenmodells, um eine Datenbasis für eine spätere Analyse der Energieverbrauchsdaten und eine Energiespardiagnose bereitzustellen.

2) Führen Sie eine statistische Analyse der Energieverbrauchsdaten durch, um die Zusammensetzung, Änderungsmuster und die Energienutzungseffizienz des Energieverbrauchs usw. zu analysieren, zu beurteilen und zu bewerten und eine qualitative oder quantitative Grundlage für die Bewertung der Auswirkungen späterer energiesparender Sanierungen bereitzustellen .

3) Bestimmen Sie auf der Grundlage der Ergebnisse der Energieverbrauchsdatenanalyse das Energieverbrauchsniveau, schlagen Sie einen vollständigen Diagnoseprozess für den Energieverbrauch vor, führen Sie energiesparende Diagnosearbeiten durch und erhalten Sie energiesparende Diagnoseergebnisse.

4) Integrieren Sie verschiedene Gebäudemanagementsysteme, richten Sie ein System zur Bewertung des Energieverbrauchs ein, optimieren Sie das Design der Gebäudeenergieeinsparung auf der Grundlage energiesparender Diagnoseergebnisse und erstellen Sie energiesparende Renovierungspläne.

5) Energiesparpläne umsetzen, energieverbrauchende Geräte umgestalten, energieverbrauchende Gewohnheiten verwalten und die Energiesparziele von Gebäuden durch intelligente Steuerungssysteme vollständig erreichen.

Funktionsbaum für Gebäudeenergieverbrauch und Energieeinsparung, Überwachung und Sicherheitssystem

5. Überwachungsschnittstelle

Die Überwachungsschnittstelle der diesmal erstellten Energiespar-Überwachungsplattform für öffentliche Einrichtungen umfasst hauptsächlich: Energieverbrauchsübersicht, Kartenübersicht, Basisinformationen, Energieverbrauchsdynamik, Analyse des Energieverbrauchs von Gebäuden, Analyse des Energieverbrauchs öffentlicher Einrichtungen, Analyse des Energieverbrauchs des Verwaltungsbereichs, Energie Verbrauchsbewertung, Empfang und Hochladen des Energieverbrauchs, Systemverwaltung. Durch diese Funktionsmodule können die Erfassung, Überwachung, Statistik, Analyse und Diagnose von Energieverbrauchsdaten realisiert werden, wodurch eine starke Datenunterstützung und wissenschaftliche Grundlage für das Energiemanagement und die energiesparende Sanierung öffentlicher Gebäude im Verwaltungszentrum bereitgestellt werden.