水電智能管理系統(tǒng)的應(yīng)用范文

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《電腦開發(fā)與應(yīng)用雜志》2014年第六期

1院校水電智能管理系統(tǒng)解決方案

院校水電節(jié)能一方面要強(qiáng)化用水、用電制度和水電節(jié)約教育，另一方面在水電管理上采用智能化管理系統(tǒng)控制水電利用，實(shí)現(xiàn)水電節(jié)約的目的。本文主要對(duì)水電智能管理系統(tǒng)在院校中的應(yīng)用進(jìn)行論述。

1.1水電智能管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)院校水電智能管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。院校水電智能管理系統(tǒng)的作用是根據(jù)學(xué)生的作息時(shí)間進(jìn)行水電控制，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能的目的。水電智能管理系統(tǒng)可以通過控制中心的計(jì)算機(jī)進(jìn)行軟件操作，利用軟件控制校園內(nèi)的各個(gè)水電控制繼電器，再由繼電器控制水電的通道開關(guān)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)由水電智能管理系統(tǒng)控制中心控制所有校園內(nèi)的電器開關(guān)和水閥開關(guān)。利用水電智能管理軟件可以對(duì)校園內(nèi)電器及水閥進(jìn)行智能化管理，譬如：在規(guī)定時(shí)間內(nèi)控制給水、控制停水、控制給電、控制停電等，所有操作由系統(tǒng)完成。

1.2水電智能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明院校水電智能系統(tǒng)采用集散控制系統(tǒng)（DCS）進(jìn)行設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)如圖2所示。管理層負(fù)責(zé)整個(gè)校園的水電監(jiān)控和管理，控制層負(fù)責(zé)水電系統(tǒng)的控制包括添加控制數(shù)據(jù)、調(diào)整控制數(shù)據(jù)、監(jiān)控故障數(shù)據(jù)等，現(xiàn)場(chǎng)層主要實(shí)現(xiàn)控制儀表的添加與管理包括儀表的控制、計(jì)量?jī)x表的管理、PLC閥門、泵的控制和電源繼電器的控制

1.2.1智能配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)院校智能供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖3所示。通過圖3我們可以看到校園供電智能管理現(xiàn)場(chǎng)工作站是由1~n個(gè)PLC控制中心構(gòu)成，控制終端的電壓、電流、電源切換、電量測(cè)量；由PLCn+1代表配電站的PLC控制系統(tǒng)，控制和監(jiān)督變壓供電設(shè)備；PLCn+2代表校園外部路燈、澆灌器、電子屏等戶外用電設(shè)施?，F(xiàn)場(chǎng)工作站PLC1~PLCn，均是獨(dú)立工作，同時(shí)通過PROFIBUS總線向控制中心的服務(wù)器、上位機(jī)、PC機(jī)傳遞各建筑的用電信息，同時(shí)控制中心可對(duì)每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)工作站下發(fā)控制命令進(jìn)行實(shí)施控制，進(jìn)而控制各個(gè)教學(xué)樓、寢室、班級(jí)、走廊、電教室、校園等的用電。

1.2.2智能供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)通過圖4可以看到校園供水智能管理現(xiàn)場(chǎng)工作站是由1~n個(gè)PLC控制中心構(gòu)成，控制水壓、流量監(jiān)控；由PLCn+1代表供水PLC控制系統(tǒng)，控制整個(gè)供水系統(tǒng)。現(xiàn)場(chǎng)工作站PLC1~PLCn，均是獨(dú)立工作，同時(shí)通過PROFIBUS總線向控制中心的服務(wù)器、上位機(jī)、PC機(jī)傳遞各建筑的用電信息，同時(shí)控制中心可對(duì)每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)工作站下發(fā)控制命令進(jìn)行實(shí)施控制。

2水電智能管理系統(tǒng)特點(diǎn)介紹

2.1集中管理，控制方便通過一臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制院校各個(gè)水電設(shè)備實(shí)現(xiàn)多通道控。在設(shè)備分布上采用分級(jí)管理，譬如：由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制主要的控制器，每個(gè)控制器由鏈接多個(gè)通道的水電設(shè)備閥門，實(shí)現(xiàn)樹狀控制效果。

2.2自動(dòng)控制根據(jù)院校教師及學(xué)生生活規(guī)律和活動(dòng)周期，利用水電智能管理系統(tǒng)進(jìn)行水電設(shè)備時(shí)間上的自動(dòng)開、關(guān)。自動(dòng)控制無需人工干預(yù)，根據(jù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)時(shí)間自動(dòng)選擇水電的供應(yīng)或者水電的關(guān)閉，節(jié)約管理成本。

2.3性能安全穩(wěn)定在水電智能控制系統(tǒng)中，由系統(tǒng)自行控制，而無需人工干預(yù)，降低了人為操作事物發(fā)生的安全問題，同時(shí)，系統(tǒng)具有自我保護(hù)功能，在出現(xiàn)危險(xiǎn)時(shí)自動(dòng)保護(hù)，并有預(yù)警系統(tǒng)，方便人工操作。

2.4科學(xué)設(shè)計(jì)，人性化管理系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，可根據(jù)實(shí)際需求，在某一階段實(shí)行特定水電控制標(biāo)準(zhǔn)。譬如：在節(jié)假日，水電供應(yīng)可按照院校實(shí)際需求供給。在特殊需求結(jié)束后，系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)正?？刂?。

2.5遠(yuǎn)程控制控制中心電腦可通過網(wǎng)絡(luò)、手機(jī)等實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理，在管理中根據(jù)用戶的權(quán)限設(shè)置管理內(nèi)容，，通過遠(yuǎn)程控制院校水電管理系統(tǒng)軟件進(jìn)行操作，無需人為操作閥門。

2.6系統(tǒng)維護(hù)簡(jiǎn)單便捷采用模塊化設(shè)計(jì)，各設(shè)備均可獨(dú)立運(yùn)行，并設(shè)有各個(gè)通道的預(yù)警系統(tǒng)，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題找到問題，簡(jiǎn)化系統(tǒng)故障排查難度。

2.7可擴(kuò)展性水電管理系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上采用標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議接口，為系統(tǒng)兼容和擴(kuò)展預(yù)留空間。

3院校水電智能管理系統(tǒng)效果分析

使用院校水電智能管理系統(tǒng)后的效果可以從兩方面分析。

3.1人工管理效果分析先假設(shè)院校水電管理由人工操作，而且由一個(gè)人即可完成。按照人工工資標(biāo)準(zhǔn)2000/月計(jì)算，一年水電管理人工費(fèi)用24000元。隨著人工成本的增加，水電人工管理費(fèi)用將逐年增加。而采用水電智能管理系統(tǒng)后，無需專業(yè)人員對(duì)其進(jìn)行管理，在人工管理支出方面節(jié)約了成本。

3.2水電消耗效果分析

3.2.1水耗分析以院校水箱為基準(zhǔn)點(diǎn)分析，白天用水需求量大，水壓低，水箱每4min~5min開啟一次；夜晚水壓高，水箱1min~2min開啟一次。水箱體積約為0.054m3，按一天平均3分鐘水箱開啟一次需要水量26m3，一年9490m3，以階梯水價(jià)最低標(biāo)準(zhǔn)2.4元/噸計(jì)算，一年水費(fèi)花銷為22776元。如果采用水電智能管理系統(tǒng)進(jìn)行水箱控制，上課時(shí)間停止供水，在休息時(shí)間進(jìn)行供水，按照學(xué)生的作息時(shí)間一天僅需供應(yīng)2.5h，這樣一年的用水量可節(jié)約19910元，通過數(shù)據(jù)顯示水電智能管理系統(tǒng)為院校節(jié)約的成本非常驚人。

3.2.2電耗分析水電智能管理系統(tǒng)電路控制學(xué)校用電可分為控制走廊燈、控制教室燈、控制寢室燈、控制校園路燈、控制空調(diào)、控制電鈴、控制廣播、控制插座等。如果能夠智能的根據(jù)季節(jié)控制路燈、空調(diào)，根據(jù)學(xué)生作息時(shí)間控制教室燈、寢室燈，根據(jù)需要控制電鈴、廣播、插座等，對(duì)解決用電有很大幫助。譬如：教室在課間自動(dòng)關(guān)閉電燈，根據(jù)統(tǒng)計(jì)如果一天有2個(gè)小時(shí)課間關(guān)閉教室電燈，以40間教室，每間14盞日光燈，每盞40W，電費(fèi)價(jià)格0.55元/度計(jì)算，一天可節(jié)約24.64元，一年按照每周5天，每年41周計(jì)算，可節(jié)約5051.2元。采用水電智能管理系統(tǒng)不僅能夠?yàn)閷W(xué)校節(jié)省開銷，同時(shí)對(duì)于國(guó)家節(jié)能消耗也起到了促進(jìn)作用。

4院校水電智能管理系統(tǒng)應(yīng)用的必要性

對(duì)院校水電智能管理系統(tǒng)可以充分的發(fā)揮出DCS集散控制系統(tǒng)的作用，首先利用網(wǎng)上抄表系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)校園內(nèi)的宿舍區(qū)、家屬區(qū)、商業(yè)區(qū)等進(jìn)行水電的智能收費(fèi)，節(jié)省了人力、物力；其次，對(duì)院校內(nèi)的建筑實(shí)行定時(shí)、定量智能管控，并將獲得的使用信息和浪費(fèi)情況及時(shí)的反饋到管理中心，方便進(jìn)行管理；第3，根據(jù)季節(jié)和院校的作息時(shí)間控制校園的路燈、噴灌器、電子顯示屏等做到按需供給；第4，校園內(nèi)的每一棟建筑均采用獨(dú)立的PLC控制系統(tǒng)，可以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性，不會(huì)發(fā)生一棟樓出現(xiàn)故障，而牽連其他建筑的問題。院校水電智能管理系統(tǒng)在校園中應(yīng)用，解決了水電資源浪費(fèi)的問題，不僅為學(xué)校節(jié)約了開銷，而且?guī)椭鷮W(xué)生養(yǎng)成節(jié)約用水、用電的習(xí)慣，在院?；A(chǔ)設(shè)施改造中，水電管理系統(tǒng)的應(yīng)用十分具有必要性。

5結(jié)束語

院校水電智能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了院校的水電智能監(jiān)控和管理，應(yīng)用先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)規(guī)范了校園的用水、用電，既能滿足學(xué)生日常學(xué)習(xí)和生活的需要，由能夠有效控制水電的供給，對(duì)院校推廣應(yīng)用具有較高的實(shí)用價(jià)值和推廣價(jià)值。

作者：周江偉單位：武警昆明消防指揮學(xué)校