學生公寓安全用電智能管理設計探析

余澤浩

（福州萬達廣場投資有限公司開發設計部，福建 福州 350001）

1 前言

本文介紹了一種特別適用于學生公寓配電設計的智能控電管理系統，對其應用前景進行了展望。提出“電力商品化”的現代消費觀念，使學生公寓電氣設計具備了程序化、標準化、模數化的可能性，為進一步的工程實踐提供依據和指導。

2 系統組成及功能簡述

本系統分為標準通訊型和網絡通訊型兩種。主要區別在于售電PC 機與管理機之間的傳輸介質不同，標準型配置中售電機與管理機通過CPU 卡數據備份實現通訊，對每個用電單元實行用卡管理，而網絡型配置中售電PC機與管理機之間通過實現通訊。標準通訊型系統由售電PC 機、讀卡器、IC 卡、管理機、機柜等幾部分組成，網絡通訊型系統由售電PC機、管理機、機柜等幾部分組成。功能特點：(1)常用功能；單元用電計量計費，單元預存電量低限提示，預購電量，無費關斷；(2)管理功能；單元用電儲值查詢，定時控電，單元限電，免費基礎電量設置，房間調換數據轉換，退費管理；(3)保護功能；短路、漏電保護，故障自動報警，非法操作或誤操作提示，賬戶操作日志的追蹤審計，掉電數據保護、斷電恢復，關斷失效報警，通信線路診斷等。

3 網絡通訊型系統部件及功能介紹

下面以工程設計中經常采用的網絡通訊型系統為例，簡要介紹，一下本系統主要部件及功能。

3.1 機柜

機柜分為集中式和分層式兩種。集中式機柜比較適合于規模較小的單元式、通廊式學生公寓配電使用；分層式機柜的主要優點為布線方便、減少工程量、節約工程費用、減少電壓損失等，特別適合于較大規模學生公寓配電使用。

機柜主要由柜體、單元計量板、數據傳輸板、空氣開關、接線端子、電壓表等部件組成。

電壓表三個電壓表分別顯示L1，L2，L3三相的交流電壓；接線端子；包括機柜的用戶線輸出端子和單元計量板接線端子排；空氣開關；用于房間用電的短路、過載保護；數據傳輸板；數據采集和傳輸及控制繼電器；單元計量板；計量和控制房間用電的單元模塊。完成電能的模數轉換，控制用戶的送電、斷電狀態。

3.2 管理機

管理機由顯示屏、鍵盤、插卡口、通訊口、狀態燈、電源燈等組成。

(1)功能；建立房間號與機柜行列號的對應關系，設置機柜的初始參數如初始電量、電流限流值等。

(2)卡的分類；分為用戶卡、管理卡和數據傳輸卡.用戶卡功能:①插卡充值.②查詢電量.③查詢斷電房間.④設置開關時間.⑤設置系統時間.⑥手動房間送電.⑦手動房間斷電.⑧取消開關時間.⑨購電提醒明細.⑩斷電房間明細。

數據傳輸卡功能:①對管理機的初始化；②數據傳輸；用于電腦控制中心與管理機之間的數據傳遞。將數據傳輸卡放入管理機中，管理機中的數據將自動導入數據傳輸卡中數據庫中的各種數據導入卡中后，將數據傳輸卡插入管理機中，管理機將自動讀取數據。

(3)管理機與機柜、機柜與機柜之間的連接:

①管理機與機柜之間通過通訊進行連接，管理機使用220V 電源。

②管理機與機柜之間的通訊線長度不應超過1200m。

③機柜與機柜之間通過485 通訊線進行連接。

3.3 485 通訊智能控電操作系統模塊功能簡介

3.3.1 房間信息管理。此模塊是485 用電管理系統的核心部分，分為購電管理、換房管理、預約退房、退房管理、補電管理、斷電/送電管理六個子功能模塊。

①購電管理；學生買電時使用。可以輸入購電金額或購電度數，系統自動轉換，操作完畢可將數據發送到管理機，并月可以打印單據。

②換房管理；學生換房時使用。換房前，應將管理機中的電量導入數據，確保數據準確。換房管理分為單個換房和批量換房兩種。

③預約退房；學生即將畢業離校時，將房問內的剩余電量結算到這時刻為，為退房管理做準備。

④退房管理；學生將要畢業離校，將房間內剩余的電量兌換為貨幣返還給學生的操作。

⑤補電管理將管理機下所有房間按初始化時的月補電量進行補電操作。

⑥斷電/送電管理；可以選擇特定或全部房間的斷電送電手動操作。

3.3.2 綜合查詢。此模塊的功能是為了方便用戶查詢所需的各種信息，分為歷史查詢、房間信息查詢、用電統計查詢、電量報警查詢四個子功能模塊。

①歷史查詢；此模塊主要完成的是購電查詢、換房查詢、退房查詢、補電查詢、日用電量查詢、月用電量查詢等功能。

②房間信息查詢；此模塊的主要功能是為了查詢房間信息使用。

③電量報警查詢；此模塊的主要功能是為了查詢低于或等于系統維護中所設置的電量下限值。

④用電統計查詢；此模塊的主要功能是統計某一個公寓或某一個管理機或某一個房間在某一段時間內的售電量、累計用電量及相應的金額。

3.3.3 統計分析。此模塊的主要功能是通過圖形來顯示某一公寓或某一管理機或某一房間在某一時間段的用電量情況，可以按月份或按日期統計顯示出相應的數據分析圖。

3.3.4 通訊管理。通訊管理主要完成的功能是PC 機與管理機進行數據傳輸。內容包括向管理機寫入房間初始化信息、向數據庫內寫入現存電量、向管理機寫入換房信息、向管理機內寫入退房信息、向管理機內寫入增加月補電信息等。

3.3.5 數據備份。數據備份主要完成的功能是將數據庫數據備份到磁盤和從磁盤上恢復數據的操作。

3.3.6 系統維護。系統維護主要完成的功能是在系統使用之前對房間、用戶卡、設備、用戶的初始化等工作。主要包括三個子模塊:數據維護、參數設置、用戶管理。

①數據維護:主要是對房間的初始化信息的錄入以及修改房間限流值等操作。

②參數設置:本模塊主要是對系統的基礎數據進行設置的。主要包括參數設置、打印設置、機柜設置。

③用戶管理:本模塊主要是對使用本軟件的操作員進行設置的。僅有系統管理員才可以添加、修改和刪除用戶的權限。

4 公寓內布線

機柜的規格有分層式與集中式，控制方式有單控與雙控，單控指僅控制火線，雙控指零線、火線同時控制。各種計量設備的比較:①機械式電度表；僅可以完成電能計量功能，設計簡單、成本低廉。如用于學生公寓，在管理使用上有以下不足:需要管理人員抄表、收取現余，當電度表數量很多時，工作量相當大。安裝時需要另加表箱、空氣開關費用和安裝費。②電子式IC 卡電度表；電子式IC 卡電度表可以完成用電計量及預收費，減輕了管理人員的工作負擔，但用在學生公寓上同樣有不足之處；如果IC 卡表安裝在寢室內，則電表容易被人為損壞；如果卡表集中安裝，會造成學生插卡使用時非常不方便。安裝時同樣需要增加表箱、空氣開關等配件以及安裝費用。③智能控電管理系統；智能控電管理系統是專為學生公寓設計的一種產品，與機械式電度表和電子式IC卡電度表相比，不僅可以完成用電計量，同時還具有以下優點:第一，可以實現預收費，特別適合于學生公寓的物業管理。第二，有強大的智能控電功能.例如完成定時關斷功能適合學生公寓晚間統一熄燈的要求、負荷控制功能根據管理需要設定用電負荷，防止學生使用電爐等大功率電器，導致過負荷用電。第三，具有用電數據統計分析功能，為科學管理提供依據。第四，機柜內己包含了表箱、空氣開關等配件，不增加額外費用。第五，安裝簡單，操作方便，設備集中管理，不易損壞。第六，系統配置數據管理機，有統一的插卡孔，學生使用方便。第七，本系統價格低于電子式卡電表，市場報價約為元戶。

5 結語

智能控電管理系統在許多集中應用場合開始顯示出獨到的優勢，這使它開始引人矚目并取得相應的發展空間。它將逐步改變和發展原有電度表應用領域的產品概念，在相關領域顯示出更大的發展前途。智能控電管理系統具有較高的性能價格比，大大減少了管理人員的工作量，提高了工作效率和公寓智能化管理水平，對須集中管理的學生公寓尤其適用。

[1]郭宏祥.新型學生公寓校園網絡設計.電氣,智能建筑.2000

[2]郭宏祥.新型學生公寓電氣設計淺析.建筑電氣資訊.2001.