UW2100産業用IoT制御システムeDCSのエネルギー消費監視プラットフォームへの応用

1. 背景

現在、我が国の都市化レベルの継続的な改善に伴い、エネルギー不足とエネルギーに対する社会的需要の増大は、社会の継続的な進歩と発展を制限する顕著な矛盾となっている。先進国の経験によれば、都市化の継続的な進展と人々の生活水準の継続的な向上に伴い、建築物のエネルギー消費の割合は増加を続け、総エネルギー消費量の約33％に達し、最終的には公共産業を超えると予想されています。運輸業やその他の産業。最終的には最大のエネルギー消費源になります。そのうち、州政府機関の庁舎や大規模な公共建築物の年間電力消費量は、全国の都市や町の総電力消費量の約22％を占めています。平方メートル当たりの年間電力消費量は一般住宅の10～20倍で、欧州や日本などの先進国の同様の水準と比べて高い。建物の1.5～2倍。

これに関連して、過去 30 年間のエネルギー業界での研究と実践に基づいて、建物の省エネがさまざまな省エネアプローチの中で最も可能性があり、最も直接的かつ効果的な方法であり、最も効果的な方法であると一般に考えられています。社会経済発展とエネルギー供給不足との矛盾を緩和する。この対策の 1 つは、社会のエネルギー使用量を改善するための主要な要素にもなります。この点において、包括的、体系的かつ効果的な統合エネルギー管理ソリューションを提案することが急務となっています。

2. 建設目標

本プロジェクトは、ビルエネルギー消費量総合管理システムを活用し、ビルエネルギー消費量のリアルタイム計測・統計分析・管理システムを統合した完全リアルタイム管理デジタルプラットフォームを構築し、エネルギー消費量の確保を前提としたエネルギー消費データの実現を目指します。情報セキュリティー。オープンかつ透明性を確保し、エネルギー消費割当管理と無償・低コストのエネルギー消費管理を実現し、科学的なエネルギー消費管理システムを確立する。

3.全体設計計画

このソリューションは、クラウドコンピューティング、モノのインターネットテクノロジ、インテリジェントなセキュリティ分離「ファイアウォール」、および集中管理モードを統合します。システム全体の情報セキュリティを確保することに基づいて、信頼性の高いシステムを構築するために、階層的かつ分散的な統合設計思想を採用しています。公共機関向けの強力で効率的で共有性の高い省エネ監視プラットフォーム。このプラットフォームは、強力な公共建物のエネルギー消費量監視データベースに基づいて、公共建物のエネルギー消費量監視の情報化機能を実現し、エネルギー効率評価、エネルギー消費基準、エネルギー効率開示、エネルギー消費割り当て、省エネサービスなどを段階的に実行します。ビジネス。

ソリューション全体の全体的なアーキテクチャには、フィールドデバイス層、ネットワーク通信層、監視管理層が含まれます。分散システムトポロジを採用し、ビルディングオートメーションシステムインターフェイスとビルディングエネルギー消費監視システムネットワークインターフェイスは、弱電システムのビル設備ネットワークをキャリアとして使用して、システムの経済性と実用性を確保し、投資の重複を回避します。

3.1 フィールドデバイス層:

現場データ端末回収装置にはプログラマブルコントローラUW2100を採用。このハードウェアデバイスは強力な通信機能を備えています。RS485 通信インターフェイスが付属し、マスター/スレーブ MODBUS-RTU プロトコルをサポートします。スケジュールされたデータ送信をサポートします。電力メーター、水道メーター、流量計、周波数変換器などに接続でき、DCS または PLC の I/O リモートステーションとして使用できます。強力なネットワーク機能を備えています。イーサネット/GSM ワイヤレス通信をサポートします。強力なシステムスケール：単一ステーションスケールAIO：32ポイント/DIO：32ポイント、システムは最大スケールAIO：16384ポイント/DIO：16384ポイント。また、ユーザープログラムコードと構成データは停電の影響を受けることなく永久に保存できます。 CPU モジュールのリアルタイムデータ保存はオプションです。 IEC61131-1 国際構成言語標準に準拠し、標準を維持します。柔軟でありながら、アルゴリズムの多面的な変換を実現し、サブアルゴリズムブロックの概念をサポートし、アルゴリズムプリミティブをバインドし、サードパーティのアルゴリズムアクセスをサポートするインターフェイスを提供します。

3.2 ネットワーク通信層

UW2100プログラマブルコントローラハードウェアの強力な通信機能に基づいて、監視ポイントのエネルギーおよび水道の各ポイントに設置された遠隔送信機能を備えた計量機器から標準Modbus-RTUプロトコルおよびGPRS無線モジュールを通じて関連データをアクティブに収集します。 GSMへの通信方法は公的機関の省エネ監視プラットフォームに送信され集約され、一元的かつ包括的に処理されます。 GPRS は、モバイルユーザーとデータネットワーク間の接続を確立し、モバイルユーザーに高速ワイヤレス IP または X.25 サービスを提供する新しいタイプのモバイル通信サービスです。 GPRS はパケット交換技術を使用します。各ユーザーは複数のワイヤレスチャネルを占有することができます。同時に、ワイヤレスチャネルを複数のユーザーが共有できます。資源が有効活用されています。データ解釈速度は 160Kbps と高速です。 GPRS通信は、データのパケット送受信を実現するために使用されます。ユーザーは常にオンラインであり、トラフィックに応じて請求されます。高速でサービスコストを削減します。

GPRS に基づく建物のエネルギー消費量と省エネ監視およびセキュリティシステムには、次の特徴があります。

a) 常時オンライン: GPRS DTU は、オンになるとすぐに自動的に GPRS ネットワークに接続し、データセンターとの通信リンクを確立して、いつでもユーザーデータデバイスからデータを受け入れることができます。強力で、高いリアルタイムパフォーマンスを備えています。

b) トラフィックに応じた請求: GPRS DTU は常にオンラインであり、料金は送受信されるデータパケットの数に基づきます。データトラフィックがない場合は料金がかからないため、コストが節約されます。

c) 高速伝送 GPRS ネットワークの伝送速度は、最速で最大 160Kbps に達します。速度は携帯電話会社のネットワーク設定によって異なります。 China Mobile のネットワーク状況によると、現在 20 ～ 40 Kbps の安定したデータ送信が可能です。

d) ネットワーキングはシンプル、高速かつ柔軟です。 GPRS無線システムは、インターネットネットワークを通じていつでもどこでも中国全土をカバーする仮想移動通信ネットワークを構築することができ、大多数の中小規模ユーザーにアクセスの利便性を提供し、アクセス投資を節約します。

3.3 監視管理

公共機関の省エネ監視プラットフォームは、杭州優文自動化システム有限公司の独立した知的財産権を持つ監視および管理ソフトウェア UWin Pro に基づいており、集中分析、判断、評価、管理、記録などを実現します。UWin Pro 監視および管理管理ソフトウェアは、プロジェクトマネージャー (UWinWks)、システムハードウェア構成ソフトウェア (UWinCFG)、リアルタイムデータベース (UWinRDB)、履歴記録構成 (UWinHDB)、デバイスマネージャー (UWinDev)、画面開発システム (UWinView)、およびアラームを統合します構成管理ソフトウェア(UWinAlarm)、アルゴリズムエディター(UWinIEC)、時系列解析ソフトウェア(UWinSOE)、WEBサーバー(UWinWEB)を一つに統合しました。単一のソフトウェアで、現場でのデータ収集、アルゴリズムの実行、リアルタイムデータベース、履歴データ処理を実現できます。警報および安全機構、プロセス制御、画面表示、傾向曲線およびレポート出力、監視ネットワーク機能。各部分はそれぞれ異なるハードウェアプラットフォーム上で実行され、制御ネットワークとシステムネットワークを通じてさまざまなデータ、管理および制御情報と対話し、建物全体のエネルギー消費および省エネ監視および安全システムのさまざまな機能を協調して完了します。

4. システム機能

建物のエネルギー消費と省エネの監視および安全システムは、監視、制御、管理を統合します。主に以下の機能を実装します。

1）あらゆる種類のエネルギー消費機器を包括的に管理し、パノラマデータベースを構築し、エネルギー消費モニタリングデータを収集し、後のエネルギー消費データ分析と省エネ診断のためのデータ基盤を提供するエネルギー消費データモデルを確立します。

2) エネルギー消費データの統計解析を実施し、エネルギー消費量の構成、変化パターン、エネルギー利用効率等を分析、判断、評価し、その後の省エネ改修の効果を評価するための定性的又は定量的な根拠とする。。

3) エネルギー消費データの分析結果に基づいて、エネルギー消費レベルを決定し、エネルギー消費の完全な診断プロセスを提案し、省エネ診断作業を実行し、省エネ診断結果を取得します。

4) 各種ビル管理システムを統合し、エネルギー消費量評価システムを確立し、省エネ診断結果に基づいたビルの省エネ設計の最適化と省エネ改修計画の立案を行う。

5) インテリジェントな制御システムを通じて、省エネ計画を実施し、エネルギー使用設備を変革し、エネルギー使用習慣を管理し、建物の省エネ目標を完全に達成します。

建物のエネルギー消費と省エネ監視および安全システムの機能ツリー

5. 監視インターフェース

今回構築された公共機関省エネ監視プラットフォームの監視インターフェースには、主にエネルギー消費概要、マップ概要、基本情報、エネルギー消費動態、建物エネルギー消費分析、公共機関エネルギー消費分析、行政区域エネルギー消費分析、エネルギーが含まれます。消費量評価、エネルギー消費量の受信とアップロード、システム管理。これらの機能モジュールを通じて、エネルギー消費データの収集、監視、統計、分析、診断を実現し、行政センターの公共建築物のエネルギー管理や省エネ改修に強力なデータサポートと科学的根拠を提供します。