能耗监控系统
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背景和需求
统计显示，在所有公共建筑中商场耗电最多。而国家机关办公建筑、大专院校的学生宿舍以及写字楼、酒店、商场、体育场馆和医院等，每平米建筑的耗电量商场最高。能耗监控系统是指通过对国家机关办公建筑和大型公共建筑安装分类和分项能耗计量装置，采用远程传输等手段及时采集能耗数据，实现重点建筑能耗的在线监测和动态分析。
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系统介绍
能耗监控系统由北京融智兴华基于物联网技术综合运用现代电力监控技术、环境监控技术、热量监控技术、自动控制技术与和现代先进的网络、微电子与软件技术设计构建而成的全面综合监测与智能化自动控管系统。融智兴华能耗监控系统集能耗能效全面综合实时监测、智能化自动节能控制于一体，不仅可为节能减排工作提供有力的技术支撑，更可实现能源的按需精细化使用。还可为各类节能用能措施的能耗能效评估及其改进、提高提供第一手的实时数据支持。
融智兴华能耗监控系统全面涵盖了供电、供水、空调、照明、通风、供暖、电器等设备的能源应用量的控制与测量。支持各级各类设备的分级、分类、分区授权监测授权控管，既可满足集中监测控管的需求，又可实现使用用户在统一的原则、标准指导下灵活使用控管的需求。
系统介绍拓扑图
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设计原则
可靠性、稳定性原则
系统设备硬件均采用高可靠性的工控级产品，在运行环境温湿度范围、抗电磁干扰、噪声震动、空气含尘量等方面具有高于被监控环境的良好适应性。
监测与控制执行设备均采用双电源结构，任何一个电源出现问题都不会出现系统供电的中断。内置应急电源模块，系统可选配为自身及前端采集监控设备提供备用应急电源，在系统外的市电及UPS全部中断的情况下可启动后备电源支持系统延时运行，使监测信息能够在系统彻底断电终止运行前传送到达监控管理人员。
控制执行器的每路被管理电源均采用通断双路控制信号并行控制，并默认常闭输出，在控制主机出现故障、控制线路被意外拔掉有以及控制器自身断电重启等可预见的极端情况下，运行网设备的供电线路可以保持状态，以免造成系统供电中断影响被控设备的正常用电。
安全性、严密性原则
系统内部网络层以上数据通讯采用自定义专有协议，可充分减少运维系统的网络攻击威胁，同时按用户需求定制化提供通用或专用协议的外部通讯接口，保证安全的基础上实现应用的开放性与广泛性。
系统采用C/S为主、B/S为辅的系统结构，针对运维管理层面的用户，系统采用安全性具有更好保障的C/S结构，以工控机的以太专网作为系统的通讯构架，并以经过严格身份认证的硬件远程登录方式（人机界面OVER IP）实现主控服务器的远程访问操作控制，实现系统与互联网的自数据链路层以上完全隔离的人机界面链接，既可使系统支持网络远程操作控制，又可使系统免除暴露于公共网络的各种风险。
系统支持严格的多级用户权限管理，支持严密的分区、分类、分级的灵活授权浏览、控制、配置管理，确保各级、各区、各类用户均可按需得到相应的监测、配置、控制权限和用户界面。
先进性、实用性原则
系统采用全数字结构，以当代先进的低功耗、嵌入式计算机技术与分布式网络监测分布式自动控制技术，采用数字化传感器、数字化监测仪在系统最前端即实现被监测数据的采集与模数转换实现数字化采集，前端基于RS485工业控制数字通讯总线实现采集控制端与监测工作站监的监测控制数据的数字化传输，各监控工作站基于以太网网络通讯实现与中心服务器间的实时数据通讯。进而以全数字化技术实现大型公建楼宇群各楼宇内的各类供暖、通风、空调、照明以及各房间内各办公电器能耗的实时监测与实时节能控制。
系统不仅可实时、准确、全面、可靠地监测各个设备的能耗、能效数据，为管理者提供各个设备的能耗、能效的实时监测数据，并可按用户设定的能耗、能效水平对能耗过大、能效过低的状况进行通告及告警，提醒用户进行设备维护、保养或更换，还可为各设备的类节能措施、节能设备的节能效果提供第一手的准确评估数据；更可为空调、通风、公共照明、办公照明、热水器等各类设备提供基于自定义时段、自定义策略、自定义阈值与联动对象和联动动作的自动节能控制，从而实现能源消耗的精确投放，达到节能的目的。
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监控对象
电力能耗、能效分项监测
针对不同的用电设备配置多路电力监测智能控制，实时监测各路设备的电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因素等各项功耗、功效参数。基于RS485工业数字通讯总线上联至综合监控工作站。
策略化节能控制
主要由后台软件实现，根据各传感器及电量仪采集回来的数据，进行数据分析，分清楚哪些部分是必要用电，哪些部分属于浪费用电，加上实际用电情况，用户可设置相应的节能策略，如：某个时段某些用电设备可关闭，有些区域在无人的时候用电设备可关闭，有些用电设备在一段时间内无人操作可调节设备进入待机模式等等。可大大避免能源不必要的浪费，节省资源。
温湿度监测
按照用户房间的被监测面积，在各区域配置数字温湿度传感器，实时监控各区域温度、湿度，并按用户设定策略实现温度监测、湿度监测与空调、新风、供暖等设备的智能联动。
供暖热量计量监测
在暖气的出入口，配置数字热量监测仪，实时监测该房间或区域的热量输入流量及计时存量、控制旁路调节阀，并按用户设定策略实现暖气供热输入与温度监测的智能联动。
空调运行状态、能耗能效监测
（1）精密空调：智能型中央空调等智能空调配置协议转换接口模块与其智能通讯接口（一般为232或485或CAN总线或网络接口），相连接，取得其通讯协议，根据原厂协议开放状况和用户需求，实时监控其各项运行参数、联动控制其运行设置参数及运行状态。协议转换器上联到综合监测工作站。
（2）普通空调：普通空调配置可网管空调控制器，采用遥控编码学习方式或受控电路仿真方式，实现空调运行模式开关机、运行基准温度等全方位的联动控制；配置空调监测模块组，实时监控空调运行的耗电参数与出风温度；空调监测及联动控制模块基于RS485工业数字通讯总线上联至综合监控工作站。
照明联动控制
照明联动监测及控制采用智能开关，智能开关内置自动控制电路实现自动/手动双控控制，智能开关内置监测电路实时监测被控电路的电压、电流、频率、有功功率、无功功率、累计耗电量等数据。
非智能型设备联动控制
对于提供干接点、继电器、高低电平等非智能接口的设备，可基于其提供的I/O接口实现基本状态监测。
针对基于简单电源通断控制开启关闭的非智能型设备，采用智能监控开关的远程通断电控制功能实现联动控制。
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软件界面
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系统功能
通告、提醒、预警、告警
该系统对于能耗失常的警报方式包括：声光警报，短信警报，电话警报，电子邮箱报警，图示定位告警，远程访问和监控。
数据库管理
系统采用SQ SEVER数据库，支持并发访问，具有良好的可扩性和适应性，满足数据规模的不断扩充及应用程序的修改。可很好地按用户设置实时存储管理系统操作事件记录、监测告警事件记录、数据采集记录，支持数据的查询与打印。设置查询条件，对任何存储参数点的历史数据进行查询，查询出的数据可以报表的形式打印；通过设置，以曲线的方式，显示运行数据点在某一历史时间内的数值变化情况，导入、导出数据，对数据进行备份和恢复管理中心、设备、数据点等数据进行编辑操作对所有被监控设备和设备间进行编码，便于设置组态信息
能耗、能效分析
所获所有相关数据被传送至总控制中心，建立数据库加以保存。运用专业的软件系统（如融智9000），对收集到的数据进行归纳，统筹，对比，分析和总结以及进一步深入挖掘。通过这一过程实现对于能耗情况的及时了解，对于不良能耗的及时监测和控制，对于能耗方面尚不完全合理的地方进行进一步的改进。（具体内容在上文数据处理部分已有介绍）
分级、分区、分类的按需授权管理
系统支持按照责任级别、区域、责任类别对用户的角色与权限进行灵活严密的管理，支持对不同级类用户定义不同级别、类别以及区域权限进行授权，实现各级各类用户的按需监测、按需控制、按需配置。
系统日志、数据查询
系统自动保存监测事件记录、报警记录与系统操作事件记录。环境变量、设备运行状态变量，市、配电状态变量等各类受控监测事件、监测数据记录，以及网络遥控操作、现场手动操作、系统自动操作、短信指令操作等各类系统操作事件记录与实时视频监控录像文件共同构成完整的系统安全记录体系。管理人员可随时查询，及时全面了解与系统安全相关的历史过程和当前状况。
故障管理、性能管理
系统支持对各种智能设备协议开放提供的软、硬件故障信息、运行状态、参数信息的采集和处理，并可按用户设计的告警基本分类表，对监测告警事件及用户定义的运行状态变更事件进行管理和事件上报控制等功能。支持配置数据、监测数据的备份和恢复。系统在运行状态，支持对于设置阶段定义，接入系统内的设备的管理，将设备通讯连接及设备数据更新延时，作为系统监控对象，对通讯延时和数据更新延时进行实时监控告警管理。
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应用领域
能耗监控系统主要应用于写字楼、酒店、商场、体育场馆和医院等地方的供电、供水、空调、照明、通风、供暖、电器等设备的能源应用量的控制与测量。