隨著社會經濟的快速發展,能源問題已經成為制約經濟和社會發展的重要因素。能源供應的緊張和能源價格的上漲,能源方面的成本已經成為日常支出中占有很大比重的一部分,如何合理使用和節約能源,提高資源的綜合利用率,就顯得尤為重要。建筑節能是執行國家環境保護和節約能源政策的主要內容,是貫徹國民經濟可持續發展的重要組成部分。
建筑能耗系統包含:供電能耗系統、供水能耗系統、供氣能耗系統、供冷能耗系統、供熱能耗系統等,能耗監測管理的核心就是對建筑中用電量、用水量、用氣量等能耗數據的監測管理,以及對相關耗能設備運行及狀態的實時監控,進行安全、合理地實時監測及科學化的管理。
需求現狀
對建筑物實行能耗監測管理就需要提供基于開放式系統平臺上的自動能量計量、統計及管理系統,作為建筑能耗的監管手段。該系統要能根據不同時段劃分實現耗能的分段增加、統計和分析,也就是說獲取各個時段的實時耗能數據是建立細分能耗監管系統技術支持系統的重要基礎。 通過對系統現狀和問題的分析總結后,可知該項目的具體需求如下:
1)采集各個樓層中的照明用電、動力用電、空調用電等電能參數,并進行分項統計及總量匯總統計。
2)采集各個樓層中的水表參數,并進行分項統計及總量匯總統計。
3)采集各個樓層中的氣表參數,并進行分項統計及總量匯總統計。
4)對建筑中的空調、冷熱機組、變壓器、電能表、水表、燃氣調壓機構及管道閥門、用水調壓機構及管道閥門等相關設備進行狀態監控,實時監測設備健康狀態。
5)能耗數據匯總后可與整體樓控系統整合,為能耗分析平臺提供數據支撐。
6)用戶可通過各類智能終端通過遠程訪問系統平臺,了解當前能耗狀況,工程師可在遠端對系統中的控制器及設備進行維護。
難點問題
建筑能耗監測系統搭建過程中將遇到以下幾個難點問題:
1)如今市場上各個儀表設備品牌眾多,鏈路、接口、協議等規格可謂“百家爭鳴”,因此如何解決不同設備數據接入的問題是搭建系統的關鍵基礎。
2)設備數據接入后還需考慮與樓控系統的整合,整合過程中要盡可能的統一標準,降低數據整合成本,并且統一的標準更有利于后期維護。
3)需要接入的設備眾多,通信鏈路需要具有隔離功能,從而降低數據通信過程中的相互干擾,并且良好的隔離性也是對系統安全性能的提升。
4)整個系統運行要便于日常維護,具備遠程調試的功能,降低由于服務團隊出差所帶來的成本。
系統架構設計
建筑物能耗監測系統由:現場采集層、數據傳輸層、本地監測層、數據中心層,四層架構組成,具體架構圖如下圖所示:
系統架構說明:
1)現場采集層
現場采集層由各種計量裝置所組成,包括電表、水表、氣表等計量儀表,以及空調、機組等設備的控制設備,實時地對建筑物中的能耗數據采集,構成建筑內部的監測傳輸網絡。
2)數據傳輸層
數據傳輸層是指實現建筑現場能耗數據采集裝置與能耗監測平臺的數據通信的網絡。主要完成兩部分工作:
●采集裝置與數據采集器之間的傳輸
為了解決難點問題中的多種設備接入問題,選用Symlink物聯網智能網關作為,數據采集器。Symlink可以與多種鏈路相連,包含TCP、UDP、串口、CAN等總線模式,滿足現場不同種設備的物理連接需求。同時網關中搭載的軟件平臺針對建筑能耗行業中的各種儀表設備,配備了不同協議,比如Modbus、BACnet、電力標準規約等等,而且其自身的開放性允許用戶進行定制開發,從而實現各種數據的輕松接入。
Symlink網關的通道具備隔離機制,軟件平臺也具備協議過濾功能,在通信的同時,可對系統的安全性提供保障。
●數據采集器與監測平臺及其他系統的傳輸
Symlink作為數據采集器可以提供監測平臺及其他系統所要求的接口協議,將實時數據統一轉發上送,為能耗監測系統提供準確、及時的數據支撐。針對當前市面中的大型樓控系統,比如江森、西門子等系統,Symlink均可輕松接入。
3)本地監測層
本地監測層主要硬件配置有數據庫服務器、交換機、打印機、大屏幕顯示器等,用來接收各本地樓層上傳的能耗數據,并完成能耗分析與診斷工作。同時專業的系統管理人員、能耗分析人員、數據維護人員均是能耗監測平臺所必需的。
4)數據中心層
數據中心層主要位于市級數據中心或者更高級別的數據中心站,對其管轄區域內各類表計的信息進行采集、處理和存儲工作,并通過遠程信道完成數據上報和公示作用。
系統功能介紹
●能耗數據采集匯總分析
系統可實現各類能耗數據的自動采集匯總,根據需求通過有線或者無線形式,將各樓層的各類能耗數據,按時、按類分項采集匯總。同時根據上層系統要求,將數據上傳至監測平臺。實現對建筑物中的水、電、氣數據的實時自動監測和統計分析,實現對空調、冷熱機組、各種控制設備狀態的實時自動監測。
系統自動完成能耗數據分析處理,自動生成各種形式的分析報表;系統按各級管理權限提供查詢、修改、控制、賬單打印等功能。
●能耗數據網絡搭建
通過Symlink可按照現場不同情況,搭建數據傳輸網絡,實現不同類型數據與監測中心的網絡傳輸。
●遠程設備調試
Symlink網關除去具備強大的采集通信功能,同時支持本地和遠程的維護調試,即便工程師不出差,也可為遠在現場的設備進行調試。包括對Symlink網關自身的維護調試、對連接到Symlink的設備進行維護調試、以及對連接到Symlink的控制器程序進行修改等等,此種遠程調試功能大大降低了系統的運行維護成本。
總結
建筑能耗監測系統是一種利用智能化計量技術、現代通訊技術、建筑模擬技術等多種現代信息技術,綜合集成而成的信息系統。Symlink物聯網智能網關在該系統中起著承上啟下的作用,通過對城市建筑的能耗數據進行統一監測,可以對所管轄的建筑進行更準確更精細化的管理,為節能改造管理提供切實可行的數據依據。