面向能耗監測管理的樓宇自控系統分析

摘 要：對于傳統意義的樓宇而言，已難以滿足現代人們對于高質量生活環境的追求。對于現代樓宇而言，不僅要求具備華麗而藝術的外觀，還應營造一個舒適、安全的內在環境，為使用者提供智能化、人性化的服務，實現節能、環保的目的，最大限度地降低使用成本。鑒于此，文章面向能耗監測管理，就樓宇自控系統的構建進行了分析，以便進一步提升樓宇的節能效果。

關鍵詞：能耗監測管理；樓宇；自控系統

隨著信息時代的到來，人們對于各種樓宇使用功能的要求日趨提升，面向自動化控制技術的樓宇自控系統的應用日趨廣泛，但是，如何保障建筑內環境的舒適度、安全性，同時，最大程度地提高樓宇的使用效率、提高節能效果成為樓宇自控系統開發過程中有關人員關注的重點，文章結合面向能耗監測管理平臺的樓宇自控系統進行研究，旨在及時、科學地監控能耗情況，以最大限度地減少不必要的能源消耗，提高節能效果。

1 能耗監測管理平臺的技術要求

對于能耗監測管理平臺而言，要求其必須滿足我國所出臺的《國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統建設相關技術原則》的相關規定。該平臺重點就樓宇能耗源頭展開實時數據采集、統計、分析、對比等處理，確保其能夠科學、準確、全面地對使用單位能耗情況進行全面反映，為樓宇使用過程的節能管理提供科學、全面、完善的數據支持與決策基礎，不僅實現了能耗數據采集、分析、處理的實時性與自動化，還自動生成了多種形式的圖表、報表，就能源使用率進行分析，并給出相應的能源分析報告。

該平臺通過構建節能監管體系能耗報表制，實現了對各種能耗的實時分類、計量分項、數據統計與對比，對于政府所強制要求的能源消耗統計、審計、能耗公示等，均提供了科學、全面的數據支持與決策依據，也為節能技術的應用與改造提供了完善的數據分析基礎。

2 樓宇自控系統結構分析

樓宇自控系統通常包括兩級網絡，一級為高速局域網，負責提供一級控制器、工作站、服務器等；二級為現場控制總線，提供一系列區網域控制器、燈光、暖通空調設備等。其中，后者與前者借助于一級網絡控制器，實現雙向通訊，并進行網絡信息的傳遞。

2.1 一級網絡

就樓宇自控系統而言，一級網絡結構主要包括中央工作站、互聯網通訊網關、網絡控制器、路由器等設備。其中，一級網絡主要是ARCNET網、EtherNet以太網等。二級網絡信息借助于主控制器，于一級網絡上進行傳遞。局域網提供了多用戶通信、對話活動，而源自于互聯網等其他遠程命令也能夠在一級網絡下傳送至二級網絡現場控制器中，實現遠程訪問、控制。

2.2 二級網絡總線

就系統二級網絡而言，主要包括網絡總線、若干個現場控制器等設備。二級網絡總線為系統網絡、現場控制器間的總線網絡，其同一級網絡通信、支持區域控制設備，對系統各子系統進行控制。雖然，網絡的名稱不同，但不是基于RS485總線協議，就是基于Lonwork協議構成，傳輸速率在9.6到76.8kbps之間。就二級網絡總線而言，其提供了點對點的通信線，二級服務器為現場控制器、便攜式服務器間提供通信，若一級網絡控制器存在故障，不會對二級網絡總線的通信造成影響。若現場所需監控系統、設備量存在差異，則其組網形式也不盡相同。

3 面向能耗監測管理的樓宇自控系統構建

文章采用PV2008能耗監測管理平臺與樓宇自控系統實現了技術搭接。而設備的運行參數按如下方式提供：一是被編號或被命名，以文本作為數據形式；二是實時運行狀態，以開關量作為數據形式；三是運行電壓、電流，以模擬量為數據形式；四是運行實時功率，以模擬量為數據形式，通過此，實現了能耗監測管理平臺、樓宇自控系統的有效搭接：（1）保障了樓宇能耗數據得以及時采集和上傳；（2）保障了受監測設備能夠按需加以運行；（3）保障了分時電價區域內設備運行的總功率在峰值以內；（4）保障了設備運行過程中功率的最小化；（5）提供了設備運維報警提示，保障設備的順利運行，并實現節能的目的。

3.1 數據形式

設備能耗包括如下兩種計算方式：（1）以設備運行為基礎展開計算：運行時長與標稱功率的積；（2）以能源消耗為基礎的計算：電壓與電流的積。由于樓宇內各種變頻設備的廣泛運用，致使設備運行功率難以受控，因而能耗采集應結合第二種模式方可加以表達。就系統而言，還需要提供能耗數據形式，為能耗監測管理平臺進行分類能源形態能耗數據采集子系統的構建。

3.2 數據采集頻率

系統現場總線采用RS485形式，采用最高速率76.8Kpbs，采用的通信協議為BACnetMSTP，該速率較以太網通訊10或100Mbps而言，仍存在較大的差距。此外，結合BACnetMSTP通訊協議，進行一個現場變量傳輸，所需字節數為1Kbit。

4 系統主要功能的實現

面向能耗監測管理的樓宇自控系統，提供了如下功能：（1）單棟樓宇每天不同監測回路能耗的監測，并就該區域內樓宇建筑概況加以統計；（2）能耗數據統計功能，分類、分項、單位、監測回路等能耗統計，可選日、月、年報作為各自的統計時段，獲取用戶所需統計報表；（3）各單位公攤能耗統計功能。包括電梯、公共走廊、廁所等公共能耗進行分攤；（4）能耗趨勢分析，明確樓宇能耗變化趨勢與規律，為節能管理提供依據；（5）能耗對比功能。如總能耗、分類能耗、分項能耗對比等，便于管理人員制定完善的獎懲政策；（6）能耗趨勢分析功能，明確樓宇能耗變化趨勢，為節能管理提供依據；（7）提供能耗數據統計分析結果自動化生成功能，可進行能源統計分析報告的打印，為決策者提供數據支持；（8）提供完善的能源管理標準、政策等資料上傳、下載、刪除等多項功能；（9）數據自動上報功能；（10）提供預警功能。便于管理人員及時掌握能耗超標情況；（11）提供帳號、權限管理功能。

文章所構建面向能耗監測管理平臺的樓宇自控系統，主要針對的是樓宇內部機電設備的監控與管理，依據該平臺的技術要求及特點，在保障可行性的前提下，實現與機電設備專業領域的有機融合，對技術細節進行科學控制，最終保障樓宇設備運營能耗管理等各項功能的實現。

參考文獻

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