Tillämpning av UW2100 industriellt IoT-kontrollsystem eDCS i övervakningsplattform för energiförbrukning

1. Bakgrund

För närvarande, med den kontinuerliga förbättringen av mitt lands urbaniseringsnivå, har bristen på energi och den ökande sociala efterfrågan på energi blivit framträdande motsättningar som begränsar samhällets kontinuerliga framsteg och utveckling. Enligt erfarenheterna från utvecklade länder, med den kontinuerliga utvecklingen av urbaniseringen och den kontinuerliga förbättringen av människors levnadsstandard, kommer andelen byggnadsenergiförbrukning att fortsätta att öka och nå cirka 33% av den totala energiförbrukningen och kommer så småningom att överträffa den offentliga industrin, transport och andra industrier. så småningom bli den främsta källan till energiförbrukning. Bland dem står den årliga elförbrukningen för statliga myndigheters kontorsbyggnader och stora offentliga byggnader för cirka 22 % av den totala elförbrukningen i städer och tätorter över hela landet. Den årliga elförbrukningen per kvadratmeter är 10 till 20 gånger större än vanliga bostadshus, vilket är högre än motsvarande nivåer i utvecklade länder som Europa och Japan. 1,5 till 2 gånger byggnadens.

I detta sammanhang, baserat på forskning och praxis inom energisamhället under de senaste 30 åren, anses det allmänt att byggnadsenergihushållning är det mest potentiella, mest direkta och effektiva sättet bland olika energisparande tillvägagångssätt och är det mest effektiva sättet. för att mildra motsättningen mellan social och ekonomisk utveckling och otillräcklig energiförsörjning. En av åtgärderna kommer också att bli den primära faktorn för att förbättra den sociala energianvändningen. I detta avseende är det angeläget att föreslå en omfattande, systematisk och effektiv integrerad energihanteringslösning.

2. Byggmål

Detta projekt syftar till att använda det övergripande ledningssystemet för byggnadens energiförbrukning för att bygga en komplett digital plattform för realtidshantering som integrerar realtidsmätning, statistisk analys och ledningssystem för byggnaders energiförbrukning, och realiserar energiförbrukningsdata under förutsättningen att säkerställa informationssäkerhet. Var öppen och transparent, och realisera sedan energiförbrukningskvothantering och kostnadsfri och låg kostnad energiförbrukningshantering, och etablera ett vetenskapligt ledningssystem för energiförbrukning.

3. Övergripande designplan

Denna lösning integrerar cloud computing, Internet of Things-teknik, intelligent säkerhetsisolering "brandvägg" och centraliserat hanteringsläge. Den antar en skiktad och distribuerad integrerad designidé för att bygga ett tillförlitligt system på grundval av att säkerställa informationssäkerheten för hela systemet. En kraftfull, effektiv och mycket delbar energibesparande övervakningsplattform för offentliga institutioner. Baserat på en kraftfull databas för övervakning av energiförbrukning i offentliga byggnader, realiserar plattformen informationsfunktionen för övervakning av energiförbrukning i offentliga byggnader, och utför gradvis energieffektivitetsutvärdering, energiförbrukningsstandarder, energieffektivitetsupplysningar, energiförbrukningskvoter, energispartjänster och annat företag.

Den övergripande arkitekturen för den övergripande lösningen inkluderar fältenhetslagret, nätverkskommunikationslagret och övervakningshanteringslagret. Att anta en distribuerad systemtopologi, gränssnittet för byggnadsautomationssystem och nätverksgränssnittet för övervakning av byggnadens energiförbrukning använder byggnadsutrustningsnätverket i det svaga strömsystemet som en bärare för att säkerställa systemets ekonomi och praktiska funktion och undvika dubbelinvesteringar.

3.1 Fältenhetslager:

Dataterminalens insamlingsutrustning på plats använder UW2100 programmerbar styrenhet. Denna hårdvaruenhet har starka kommunikationsmöjligheter: den kommer med RS485-kommunikationsgränssnitt, stöder master-slave MODBUS-RTU-protokoll; stöder schemalagd dataöverföring; kan anslutas till elmätare, vattenmätare, flödesmätare, frekvensomvandlare etc., och kan användas som en I/O-fjärrstation för DCS eller PLC; har starka nätverksmöjligheter: stöder trådlös Ethernet/GSM-kommunikation; kraftfull systemskala: enstationsskala AIO: 32 poäng/DIO: 32 poäng, systemet är den största Skala AIO: 16384 poäng/DIO: 16384 poäng; och användarprogramkoden och konfigurationsdata kan sparas permanent utan att påverkas av strömavbrott. Realtidsdatalagring av CPU-modulen är valfritt; den följer den internationella konfigurationsspråksstandarden IEC61131-1 och upprätthåller standarder Samtidigt som den är flexibel, realiserar den mångfacetterad transformation av algoritmer, stöder konceptet med subalgoritmblock, binder algoritmprimitiver och tillhandahåller gränssnitt för att stödja tredje parts algoritmåtkomst.

3.2 Nätverkskommunikationslager

Baserat på den kraftfulla kommunikationsfunktionen hos den programmerbara styrenhetens hårdvara UW2100, samlas relevant data aktivt in genom standard Modbus-RTU-protokollet från mätinstrument med fjärröverföringsfunktioner installerade vid varje energi- och vattenpunkt vid den övervakade punkten, och genom den trådlösa GPRS-modulen till GSM Kommunikationsmetoderna överförs och sammanfattas till den offentliga institutionen energibesparande tillsynsplattform för centraliserad och heltäckande bearbetning. GPRS är en ny typ av mobilkommunikationstjänst som upprättar en förbindelse mellan mobilanvändare och datanätverk för att förse mobilanvändare med trådlösa IP- eller X.25-tjänster med hög hastighet. GPRS använder paketväxlingsteknik. Varje användare kan ockupera flera trådlösa kanaler. Samtidigt kan en trådlös kanal delas av flera användare. Resurser utnyttjas effektivt. Datatolkningshastigheten är så hög som 160 Kbps. GPRS-kommunikation används för att realisera paketsändning och mottagning av data. Användare är alltid online och faktureras efter trafik. Det är höghastighets- och sänker servicekostnaderna.

Byggnadens energiförbrukning och energisparande övervakning och säkerhetssystem baserat på GPRS har följande egenskaper:

a) Alltid online: GPRS DTU kan automatiskt ansluta till GPRS-nätverket så snart det slås på, och upprätta en kommunikationslänk med datacentret för att acceptera data från användardataenheter när som helst. Den är kraftfull och har hög realtidsprestanda;

b) Fakturering per trafik: GPRS DTU är alltid online och avgifterna baseras på antalet mottagna och skickade datapaket. Det tillkommer ingen avgift när det inte finns någon datatrafik, vilket sparar kostnader;

c) Höghastighetsöverföring Sändningshastigheten för GPRS-nätverket kan som snabbast nå upp till 160 Kbps. Hastigheten beror på mobiloperatörens nätverksinställningar. Enligt China Mobiles nätverksförhållanden kan den för närvarande tillhandahålla stabil dataöverföring på 20~40 Kbps;

d) Nätverk är enkelt, snabbt och flexibelt. Det trådlösa GPRS-systemet kan bygga ett virtuellt mobilkommunikationsnätverk som täcker hela Kina när som helst och var som helst via internetnätverket, vilket ger åtkomstbekvämlighet för majoriteten av små och medelstora användare och sparar åtkomstinvesteringar.

3.3 Övervakningsledning

Den offentliga institutionens energibesparande övervakningsplattform är baserad på UWin Pro övervaknings- och hanteringsprogramvara med oberoende immateriella rättigheter tillhörande Hangzhou Youwen Automation System Co., Ltd. för centraliserad analys, bedömning, utvärdering, hantering, inspelning, etc. UWin Pro-övervakning och hanteringsprogramvaran integrerar projektledare (UWinWks), programvara för konfiguration av systemhårdvara (UWinCFG), realtidsdatabas (UWinRDB), konfiguration av historiska poster (UWinHDB), enhetshanterare (UWinDev), skärmutvecklingssystem (UWinView) och programvara för hantering av larmkonfiguration (UWinAlarm), algoritmredigerare (UWinIEC), programvara för tidsserieanalys (UWinSOE) och WEB-server (UWinWEB) är integrerade i en. En enda programvara kan realisera datainsamling på plats, algoritmexekvering, realtidsdatabas och historisk databehandling. Larm- och säkerhetsmekanismer, processkontroll, skärmvisning, trendkurva och rapportutgång samt övervakning av nätverksfunktioner. Varje del körs på olika hårdvaruplattformar respektive, och interagerar med olika data, lednings- och styrinformation genom styrnätet och systemnätverket för att koordinera olika funktioner i hela byggnadens energiförbrukning och energisparande övervakning och säkerhetssystem.

4. Systemfunktioner

Byggnadens energiförbrukning och energisparande övervaknings- och säkerhetssystem integrerar övervakning, kontroll och förvaltning. Implementerar huvudsakligen följande funktioner:

1) Hantera all typ av energiförbrukande utrustning heltäckande, upprätta en panoramadatabas, samla in övervakningsdata för energiförbrukning och upprätta en datamodell för energiförbrukning för att ge en databas för senare energiförbrukningsdataanalys och energispardiagnos.

2) Genomföra statistisk analys av energiförbrukningsdata för att analysera, bedöma och utvärdera energiförbrukningens sammansättning, ändra mönster och energiutnyttjandeeffektivitet etc. för att tillhandahålla kvalitativ eller kvantitativ grund för utvärdering av effekterna av senare energibesparande renoveringar .

3) Baserat på resultaten av energiförbrukningsdataanalys, bestämma energiförbrukningsnivån, föreslå en komplett diagnostisk process för energiförbrukning, utföra energibesparande diagnosarbete och få energibesparande diagnosresultat.

4) Integrera olika byggnadsledningssystem, upprätta ett utvärderingssystem för energiförbrukning, optimera designen av byggnadens energihushållning baserat på energibesparande diagnosresultat och ta fram energibesparande renoveringsplaner.

5) Implementera energisparplaner, omvandla energianvändande utrustning, hantera energianvändningsvanor och uppnå fullt uppbyggande energibesparingsmål genom intelligenta styrsystem.

Byggnads energiförbrukning och energisparande övervakning och säkerhetssystem funktionsträd

5. Övervakningsgränssnitt

Övervakningsgränssnittet för den offentliga institutionens energibesparande övervakningsplattform som konstruerades denna gång inkluderar huvudsakligen: energiförbrukningsöversikt, kartöversikt, grundläggande information, energiförbrukningsdynamik, energiförbrukningsanalys av byggnader, energiförbrukningsanalys för offentlig institution, analys av energiförbrukning inom administrativt område, energi förbrukningsbedömning, Energiförbrukning mottagning och uppladdning, systemhantering. Genom dessa funktionsmoduler kan insamling, övervakning, statistik, analys och diagnos av energiförbrukningsdata realiseras, vilket ger starkt datastöd och vetenskaplig grund för energihushållning och energibesparande renovering av offentliga byggnader i förvaltningscentret.