Toepassing van het UW2100 industriële IoT-besturingssysteem eDCS in een platform voor monitoring van energieverbruik

1. Achtergrond

Momenteel, met de voortdurende verbetering van het verstedelijkingsniveau van mijn land, zijn het gebrek aan energie en de toenemende sociale vraag naar energie prominente tegenstellingen geworden die de voortdurende vooruitgang en ontwikkeling van de samenleving beperken. Volgens de ervaring van ontwikkelde landen zal, met de voortdurende vooruitgang van de verstedelijking en de voortdurende verbetering van de levensstandaard van mensen, het aandeel van het energieverbruik in gebouwen blijven stijgen en ongeveer 33% van het totale energieverbruik bereiken, en uiteindelijk de publieke industrie overtreffen. transport en andere industrieën. uiteindelijk de belangrijkste bron van energieverbruik worden. Onder hen is het jaarlijkse elektriciteitsverbruik van kantoorgebouwen van overheidsinstanties en grote openbare gebouwen goed voor ongeveer 22% van het totale elektriciteitsverbruik in steden en dorpen in het hele land. Het jaarlijkse elektriciteitsverbruik per vierkante meter is 10 tot 20 maal dat van gewone woongebouwen, wat hoger is dan vergelijkbare niveaus in ontwikkelde landen zoals Europa en Japan. 1,5 tot 2 keer die van het gebouw.

In deze context, op basis van onderzoek en praktijk in de energiegemeenschap van de afgelopen dertig jaar, wordt algemeen aangenomen dat energiebesparing in gebouwen de meest potentiële, meest directe en effectieve manier is onder de verschillende energiebesparingsbenaderingen, en de meest effectieve manier is om energie te besparen. om de tegenstelling tussen sociale en economische ontwikkeling en onvoldoende energievoorziening te verlichten. Eén van de maatregelen zal ook de belangrijkste factor worden in het verbeteren van het maatschappelijk energieverbruik. In dit opzicht is het dringend nodig om een alomvattende, systematische en effectieve oplossing voor geïntegreerd energiebeheer voor te stellen.

2. Bouwdoelen

Dit project heeft tot doel het uitgebreide beheersysteem voor het energieverbruik van gebouwen te gebruiken om een compleet digitaal platform voor realtime beheer te bouwen dat realtime metingen, statistische analyses en beheersystemen voor het energieverbruik van gebouwen integreert, en gegevens over energieverbruik te realiseren met als uitgangspunt het garanderen informatiebeveiliging. Wees open en transparant, en realiseer vervolgens het beheer van energieverbruikquota en kosteloos en goedkoop energieverbruikbeheer, en zet een wetenschappelijk beheersysteem voor energieverbruik op.

3. Algemeen ontwerpplan

Deze oplossing integreert cloud computing, Internet of Things-technologie, intelligente beveiligingsisolatie (firewall) en een gecentraliseerde beheermodus. Het hanteert een gelaagd en gedistribueerd geïntegreerd ontwerpidee om een betrouwbaar systeem te bouwen op basis van het waarborgen van de informatiebeveiliging van het hele systeem. Een krachtig, efficiënt en zeer deelbaar energiebesparend monitoringplatform voor openbare instellingen. Gebaseerd op een krachtige database voor het monitoren van het energieverbruik van openbare gebouwen, realiseert het platform de informatiseringsfunctie van het monitoren van het energieverbruik van openbare gebouwen, en voert het geleidelijk energie-efficiëntie-evaluatie, normen voor energieverbruik, openbaarmaking van energie-efficiëntie, energieconsumptiequota, energiebesparende diensten en andere uit. ondernemingen.

De algehele architectuur van de algehele oplossing omvat de veldapparaatlaag, de netwerkcommunicatielaag en de monitoringbeheerlaag. Door een gedistribueerde systeemtopologie aan te nemen, gebruiken de interface van het gebouwautomatiseringssysteem en de netwerkinterface van het monitoringsysteem voor energieverbruik van het gebouw het gebouwapparatuurnetwerk in het zwakstroomsysteem als drager om de economie en bruikbaarheid van het systeem te garanderen en dubbele investeringen te voorkomen.

3.1 Veldapparaatlaag:

De apparatuur voor het verzamelen van dataterminals op locatie maakt gebruik van de programmeerbare controller UW2100. Dit hardwareapparaat heeft sterke communicatiemogelijkheden: het wordt geleverd met een RS485-communicatie-interface, ondersteunt het master-slave MODBUS-RTU-protocol; ondersteunt geplande datatransmissie; kan worden aangesloten op elektriciteitsmeters, watermeters, debietmeters, frequentieomvormers enz., en kan worden gebruikt als een I/O-station op afstand van DCS of PLC; heeft sterke netwerkmogelijkheden: ondersteunt draadloze Ethernet/GSM-communicatie; krachtige systeemschaal: enkele stationschaal AIO: 32 punten/DIO: 32 punten, het systeem is de grootste Schaal AIO: 16384 punten/DIO: 16384 punten; en de gebruikersprogrammacode en configuratiegegevens kunnen permanent worden opgeslagen zonder te worden beïnvloed door stroomuitval. Realtime gegevensopslag van de CPU-module is optioneel; het volgt de internationale configuratietaalstandaard IEC61131-1 en handhaaft standaarden. Hoewel het flexibel is, realiseert het veelzijdige transformatie van algoritmen, ondersteunt het het concept van subalgoritmeblokken, bindt algoritmeprimitieven en biedt het interfaces ter ondersteuning van algoritmetoegang van derden.

3.2 Netwerkcommunicatielaag

Gebaseerd op de krachtige communicatiefunctie van de UW2100 programmeerbare controllerhardware, worden relevante gegevens actief verzameld via het standaard Modbus-RTU-protocol van meetinstrumenten met transmissiefuncties op afstand geïnstalleerd op elk energie- en waterpunt op het bewaakte punt, en via de draadloze GPRS-module naar GSM De communicatiemethoden worden verzonden en samengevat naar het energiebesparende toezichtplatform van de openbare instelling voor gecentraliseerde en uitgebreide verwerking. GPRS is een nieuw type mobiele communicatiedienst die een verbinding tot stand brengt tussen mobiele gebruikers en datanetwerken om mobiele gebruikers te voorzien van snelle draadloze IP- of X.25-diensten. GPRS maakt gebruik van pakketschakelingstechnologie. Elke gebruiker kan meerdere draadloze kanalen bezetten. Tegelijkertijd kan een draadloos kanaal door meerdere gebruikers worden gedeeld. Middelen worden effectief ingezet. De gegevensinterpretatiesnelheid bedraagt maar liefst 160 Kbps. GPRS-communicatie wordt gebruikt om pakketverzending en -ontvangst van gegevens te realiseren. Gebruikers zijn altijd online en worden gefactureerd op basis van het verkeer. Het is hoge snelheid en verlaagt de servicekosten.

Het energieverbruik- en energiebesparingstoezicht- en beveiligingssysteem van het gebouw op basis van GPRS heeft de volgende kenmerken:

a) Altijd online: GPRS DTU kan automatisch verbinding maken met het GPRS-netwerk zodra dit wordt ingeschakeld, en een communicatieverbinding tot stand brengen met het datacenter om op elk moment gegevens van gebruikersdata-apparaten te accepteren. Het is krachtig en heeft hoge realtime prestaties;

b) Facturering op basis van verkeer: GPRS DTU is altijd online en de kosten zijn gebaseerd op het aantal ontvangen en verzonden datapakketten. Er zijn geen kosten verbonden als er geen dataverkeer is, waardoor kosten worden bespaard;

c) Hoge transmissiesnelheid De transmissiesnelheid van het GPRS-netwerk kan maximaal 160 Kbps bedragen. De snelheid is afhankelijk van de netwerkinstellingen van de mobiele provider. Volgens de netwerkomstandigheden van China Mobile kan het momenteel een stabiele datatransmissie van 20 ~ 40 Kbps bieden;

d) Netwerken is eenvoudig, snel en flexibel. Het draadloze GPRS-systeem kan via het internetnetwerk altijd en overal een virtueel mobiel communicatienetwerk opbouwen dat heel China bestrijkt, waardoor het merendeel van de kleine en middelgrote gebruikers toegang krijgt en investeringen in toegang worden bespaard.

3.3 Toezicht op beheer

Het energiebesparende toezichtplatform van de openbare instelling is gebaseerd op UWin Pro monitoring- en beheersoftware met onafhankelijke intellectuele eigendomsrechten van Hangzhou Youwen Automation System Co., Ltd. voor gecentraliseerde analyse, beoordeling, evaluatie, beheer, opname, enz. UWin Pro monitoring en beheersoftware integreert projectmanager (UWinWks), systeemhardwareconfiguratiesoftware (UWinCFG), realtime database (UWinRDB), configuratie van historische records (UWinHDB), apparaatbeheer (UWinDev), schermontwikkelingssysteem (UWinView) en alarmconfiguratiebeheersoftware (UWinAlarm), algoritme-editor (UWinIEC), tijdreeksanalysesoftware (UWinSOE) en WEB-server (UWinWEB) zijn in één geïntegreerd. Eén enkele software kan gegevensverzameling op locatie, de uitvoering van algoritmen, realtime databases en historische gegevensverwerking realiseren. Alarm- en veiligheidsmechanismen, procescontrole, schermweergave, trendcurve en rapportuitvoer, en monitoringnetwerkfuncties. Elk onderdeel draait respectievelijk op verschillende hardwareplatforms en communiceert met verschillende gegevens, beheer- en besturingsinformatie via het besturingsnetwerk en het systeemnetwerk om verschillende functies van het gehele energieverbruik van het gebouw en het toezicht- en veiligheidssysteem voor energiebesparing te coördineren.

4. Systeemfuncties

Het toezicht- en veiligheidssysteem voor energieverbruik en energiebesparing van het gebouw integreert monitoring, controle en beheer. Implementeert voornamelijk de volgende functies:

1) Beheer alle soorten energieverbruikende apparatuur uitgebreid, zet een panoramische database op, verzamel gegevens over energieverbruiksmonitoring en stel een gegevensmodel voor energieverbruik op om een gegevensbasis te bieden voor latere analyse van energieverbruiksgegevens en energiebesparingsdiagnose.

2) Voer een statistische analyse uit van energieverbruiksgegevens om de samenstelling, veranderingspatronen en energiegebruiksefficiëntie van energieverbruik, enz. te analyseren, beoordelen en evalueren, om een kwalitatieve of kwantitatieve basis te bieden voor de evaluatie van de effecten van latere energiebesparende renovaties .

3) Bepaal op basis van de resultaten van de analyse van energieverbruiksgegevens het energieverbruiksniveau, stel een volledig diagnostisch proces voor het energieverbruik voor, voer energiebesparende diagnosewerkzaamheden uit en verkrijg energiebesparende diagnoseresultaten.

4) Integreer verschillende gebouwbeheersystemen, zet een evaluatiesysteem voor het energieverbruik op, optimaliseer het ontwerp van de energiebesparing van gebouwen op basis van de resultaten van energiebesparende diagnoses en kom met energiebesparende renovatieplannen.

5) Implementeer energiebesparende plannen, transformeer energieverbruikende apparatuur, beheer energieverbruikende gewoonten en bereik de energiebesparende doelstellingen van gebouwen volledig via intelligente controlesystemen.

Energieverbruik van gebouwen en toezicht op energiebesparing en functieboom van het veiligheidssysteem

5. Bewakingsinterface

De monitoringinterface van het energiebesparingstoezichtplatform van de openbare instelling dat dit keer is gebouwd, omvat voornamelijk: overzicht van het energieverbruik, kaartoverzicht, basisinformatie, dynamiek van het energieverbruik, analyse van het energieverbruik van gebouwen, analyse van het energieverbruik van de openbare instelling, analyse van het energieverbruik van administratieve gebieden, energie verbruiksbeoordeling, energieverbruik ontvangen en uploaden, systeembeheer. Via deze functionele modules kan de verzameling, monitoring, statistieken, analyse en diagnose van gegevens over energieverbruik worden gerealiseerd, wat een sterke gegevensondersteuning en wetenschappelijke basis biedt voor energiebeheer en energiebesparende renovatie van openbare gebouwen in het administratieve centrum.