安科瑞(ruì) 陳聰(cōng)

摘(zhāi)要：各(gè)式各樣(yàng)的電器(qì)給我們(mén)的生(shēng)活帶(dài)來(lái)了極(jí)大的(dí)便(biàn)利，但(dàn)是，不(bù)安(ān)全的用電(diàn)方(fāng)式(shì)也給我們的生活(huó)帶(dài)來了極(jí)大的(dí)安全隱(yǐn)患，尤其(qí)是學生公寓(yù)安全用電管理(lǐ)更(gēng)是學校麵臨(lín)的重(zhòng)要任務(wù)。從(cóng)安全用(yòng)電角(jiǎo)度(dù)提出了一套集用電管理，計量(liáng)，惡性(xìng)負載智能(néng)識(shí)別控(kòng)製(zhì)，實(shí)時跟(gēn)蹤(zōng)檢測等功(gōng)能於一體的多功能智能(néng)用(yòng)電(diàn)管理(lǐ)係(xì)統(tǒng)。

   關鍵詞:宿舍安全(quán)用電；預(yù)付費；惡性負載；智能管(guǎn)理

1概(gài)述(shù)

   近年來(lái), 為(wéi)了(liǎo)改善(shàn)和滿(mǎn)足大(dà)學生(shēng)的(dí)居(jū)住條件(jiàn),宿舍(shě)內(nèi)的配置由(yóu)過去滿足(zú)基本生(shēng)活(huó)需求的設(shè)備(bèi),到現(xiàn)今(jīn)設有熱(rè)水(shuǐ)淋浴，空(kōng)調，電話(huà)，電視和(hé)電腦高(gāo)速網(wǎng)絡終端 ，因此,在當(dāng)前學生宿(sù)舍(shě)的電氣(qì)改造或設計(jì)中,有(yǒu)必(bì)要(yào)在電(diàn)力負荷容(róng)量確(què)定時(shí),既(jì)要滿(mǎn)足(zú)目前的(dí)負(fù)荷要(yào)求(qiú),又(yòu)要(yào)考(kǎo)慮(lǜ)今後的(dí)發(fā)展。但(dàn)是學校又明令禁(jīn)止學生在宿(sù)舍使用(yòng)熱得快，電爐(lú)，電(diàn)飯鍋，電熨鬥，電磁爐，電熱(rè)杯(bēi)，電水壺(hú)，暖手寶，電(diàn)熱毯及其(qí)它易(yì)發生火(huǒ)災(zāi)及觸電(diàn)事故的電器，為了消除集(jí)體宿(sù)舍用電安全隱(yǐn)患(huàn)，相(xiāng)關(guān)方(fāng)麵經常要(yào)花費很大的人力(lì)，物(wù)力，精力(lì)去檢(jiǎn)查宿(sù)舍(shě)是否使用了大(dà)功(gōng)率(shuài)用電器，但(dàn)收效甚(shèn)微(wēi)。基(jī)於(yú)用電安全，電(diàn)綫(xiàn)使用(yòng)壽(shòu)命等因(yīn)素，如何應用科(kē)學手段(duàn)進行(háng)科(kē)學(xué)管(guǎn)理(lǐ)，提出了“集用電管(guǎn)理(lǐ)，計(jì)量(liáng)，惡(è)性負(fù)載(zǎi)智能識別控(kòng)製，實(shí)時(shí)跟蹤(zōng)檢測等功(gōng)能於(yú)一(yī)體的多功(gōng)能(néng)智能(néng)用(yòng)電管理係統(tǒng)”，這套係統能(néng)自(zì)動(dòng)監測到(dào)宿舍(shě)是否(fǒu)使用了違(wéi)章電器，並且能立(lì)刻切(qiē)斷(duàn)宿(sù)舍(shě)電源，這樣能從根本上消(xiāo)除宿(sù)舍內(nèi)使(shǐ)用(yòng)禁用電器的現(xiàn)象，從而(ér)消除(chú)用電隱(yǐn)患(huàn)。

2宿(sù)舍(shě)用電智能管理(lǐ)係(xì)統(tǒng)的組(zǔ)成

   宿舍用(yòng)電智能管(guǎn)理係統(tǒng)應(yīng)用(yòng)微(wēi)電(diàn)子(zǐ)技術精確計(jì)量(liáng)電量，采(cǎi)用專用(yòng)大規(guī)模集成電路(lù)與(yǔ)最(zuì)新的單(dān)片處理(lǐ)器(qì)及外圍(wéi)芯(xīn)片技(jì)術(shù)設計製(zhì)造。該(gāi)係統(tǒng)組成(chéng)：宿舍(shě)智能管理模(mó)塊，數據(jù)網關，管(guǎn)理(lǐ)終端(duān)機(jī)，宿舍(shě)管理數據中(zhōng)心機，係統軟件(jiàn)。具有安全用(yòng)電 ，節能管(guǎn)理(lǐ)，精(jīng)確(què)計量等(děng)功能(néng)。

2.1 網絡組成(chéng)：宿舍智(zhì)能(néng)管(guǎn)理模塊(kuài)與數據(jù)網(wǎng)關(guān)之(zhī)間為(wéi) RS485 總綫（MOD-BUS 協(xié)議），采(cǎi)用雙絞(jiǎo)屏(píng)蔽(bì)綫穿鋼(gāng)管(guǎn)敷(fū)設手拉手(shǒu)連接；數據(jù)網關與(yǔ)管理(lǐ)終端(duān)機等設(shè)備(bèi)均為(wéi)超(chāo)五類(lèi)網(wǎng)綫(xiàn)以太網連(lián)接，放射(shè)式組網。

2.2 模塊(kuài)簡(jiǎn)介(jiè)：

（1）宿舍智(zhì)能管(guǎn)理(lǐ)模塊：為一(yī)路220V 20A 交流(liú)電(diàn)源輸入(rù)，2-4路16A開關輸(shū)出(chū)的(dí)綜(zōng)合(hé)智能管(guǎn)理模塊(kuài)。

（2）數據網關：是(shì)實現(xiàn) RS485 轉換為以(yǐ)太網傳輸的網絡附(fù)件(jiàn)。

（3）管理(lǐ)終端(duān)機：是宿舍管理(lǐ)員管(guǎn)理操(cāo)作終端設備(bèi)，設(shè)置在管(guǎn)理員(yuán)處(chǔ)，具(jù)備管理員權限(xiàn)；可(kě)以(yǐ)實(shí)現開關燈，售電，違章(zhāng)用電(diàn)處罰等操作。還(huán)能(néng)對每(měi)間宿舍所住(zhù)人(rén)員進行管(guǎn)理(lǐ)，記(jì)錄(lù)人員姓名(míng)，班級(jí)，入住時(shí)間，離(lí)開時間，離開(kāi)原因等(děng)。

（4）宿舍(shě)管理數據(jù)中(zhōng)心(xīn)機(jī)：是中(zhōng)心(xīn)處理(lǐ)機，設(shè)置(zhì)在(zài)學(xué)生(shēng)管理(lǐ)處(chǔ)，具備管理(lǐ)員權限，程(chéng)序(xù)員權限等高級權(quán)限；可(kě)以(yǐ)實(shí)現入住開(kāi)戶，開(kāi)關(guān)燈(dēng)，售(shòu)電，退(tuì)售，違(wéi)章(zhāng)用電(diàn)處(chǔ)罰，畢業銷(xiāo)戶(hù)，與(yǔ)學校(xiào)相(xiāng)關管理(lǐ)部門數據(jù)交換等操(cāo)作。

3宿(sù)舍用(yòng)電(diàn)智能管理係(xì)統的功能

3.1 惡(è)性負載(zǎi)識(shí)別功能(néng)：

   模塊(kuài)具(jù)備惡(è)性負載(zǎi)識別功能(néng)：禁(jīn)止電爐，熱得(dé)快，電磁(cí)爐，微波爐，電熱毯 ，電(diàn)吹風機等(děng)大功(gōng)率或(huò)者引起接觸火(huǒ)災(zāi)的(dí)負載使用，同時允許 1.2kW~1.5kW 的(dí)空調正(zhèng)常使(shǐ)用(yòng)；其(qí)技(jì)術(shù)基(jī)礎區(qū)別(bié)於傳(chuán)統功率限製(zhì)為主的負載識別技(jì)術(shù)，傳統負載(zǎi)識(shí)別技術在限(xiàn)製了(liǎo)惡(è)性(xìng)負(fù)載(zǎi)使(shǐ)用的(dí)同時，把(bǎ)功率大於其設(shè)定識(shí)別(bié)起始(shǐ)功率(shuài)的(dí)空調負載(zǎi)也限製了(liǎo)。

3.2 模塊(kuài)靈(líng)活的(dí)管(guǎn)理功能：

   一路輸入，二~四(sì)路(lù)輸出(chū)，可以方便的(dí)實現(xiàn)宿舍的(dí)管(guǎn)理要求，其輸出(chū)分(fēn)別(bié)對應照明(míng)，插座，空(kōng)調(tiáo)，衛(wèi)生(shēng)間的供電回(huí)路；通過管理係統實現分(fēn)時或(huò)分(fēn)季節(jié)對照(zhào)明(míng)，插座，空(kōng)調(tiáo)，衛生間的(dí)供電(diàn)；比如：晚(wǎn)上 11 時統(tǒng)一關(guān)燈(dēng)，在需(xū)要用(yòng)空(kōng)調(tiáo)的(dí)季(jì)節把電扇和空調(tiáo)的(dí)電(diàn)源(yuán)不(bù)關(guān)斷；在可能(néng)無人(rén)在宿舍(shě)的時(shí)間(jiān)段統一關(guān)掉全部(bù)電源；在有(yǒu)衛(wèi)生間的宿(sù)舍，在夜間關燈(dēng)後(hòu)可(kě)以(yǐ)統一(yī)轉讓(ràng)夜(yè)間(jiān)照(zhào)明模式，夜(yè)間(jiān)照明模式(shì)電(diàn)源為直(zhí)流(liú) 12V；同(tóng)時對(duì)於(yú)需(xū)要限製(zhì)插(chā)座用電(diàn)的(dí)宿(sù)舍(shě)可以(yǐ)單獨限(xiàn)製(zhì)其(qí)插座(zuò)的電源；不需要(yào)使(shǐ)用(yòng)空調電(diàn)扇(shàn)的(dí)季(jì)節統一(yī)關掉(diào)所有的(dí)空調電(diàn)源。

3.3 精(jīng)確計量(liáng)功能(néng)：

   管(guǎn)理(lǐ)中心主機通過(guò)通(tōng)訊網(wǎng)絡(luò)采集各分散式安全(quán)模(mó)塊(kuài)的數據(jù)信(xìn)息(xī)並(bìng)進(jìn)行(háng)計算 ，查詢，統(tǒng)計，打印及參(cān)數設(shè)定，從而實現中(zhōng)心管(guǎn)理(lǐ)的(dí)電費計量，預售(shòu)電管理及(jí)安全(quán)用(yòng)電(diàn)控製等；具(jù)有能累計(jì)計(jì)量(liáng)支持後付費，低電量報警功(gōng)能及能計(jì)量正負兩個方向的電能，雙(shuāng)方向能累計，有(yǒu)效防止(zhǐ)偷(tōu)漏電現象。

3.4 軟(ruǎn)件功能(néng)*

   可(kě)以實現遠(yuǎn)程開關(guān)燈管理(lǐ)，實時監(jiān)控，模(mó)塊參數設(shè)定；支(zhī)持數(shù)據庫，支持(chí)定(dìng)製；可以集成水(shuǐ)表等(děng)實現節能管理；支(zhī)持校園網 WEB 查(chá)詢(xún)，權(quán)限(xiàn)登錄，分時段(duàn)自(zì)動控(kòng)製(zhì)；可(kě)實現(xiàn)一卡通(tōng)係(xì)統自(zì)動(dòng)售電(diàn)。

4宿舍用電(diàn)智(zhì)能管理係(xì)統在實際項目(mù)中(zhōng)的(dí)應(yīng)用

   在對(duì)某(mǒu)所大學新校(xiào)區(qū)宿舍設(shè)計(jì)當中，綜合目(mù)前學(xué)校(xiào)普遍存在(zài)的(dí)用(yòng)電安全(quán)管理(lǐ)隱患(huàn)以及學(xué)校領導(dǎo)對用(yòng)電(diàn)安(ān)全(quán)管(guǎn)理(lǐ)提出的(dí)新要求，我(wǒ)們在(zài)此次設計中采(cǎi)用了(liǎo)這套(tào)智能管理(lǐ)係統。該(gāi)學校共建 6 棟宿舍樓(lóu)，4 人(rén)一間宿(sù)舍，每間宿舍均(jūn)帶有(yǒu)獨(dú)立衛生(shēng)間，每間宿舍(shě)預留空調插座。根據宿舍特點及(jí)用電(diàn)負荷，在(zài)設(shè)計中每間宿舍(shě)設置配電(diàn)箱；每層樓強(qiáng)電井(jǐng)內(nèi)設置一(yī)個樓層總配電箱；一層(céng)強電井內設置一(yī)個總(zǒng)電源(yuán)進綫配電(diàn)箱。如圖 1 所示，每間宿舍(shě)終端(duān)配電箱處設置(zhì)宿(sù)舍智能管(guǎn)理模(mó)塊(kuài)，此模塊(kuài)為(wéi) 1路(lù) 220V 20A 交(jiāo)流(liú)電(diàn)源輸(shū)入(rù)，4 路(lù) 16A 開關輸出(chū)，輸(shū)出(chū)包括(kuò)照明，插(chā)座(zuò)，衛生間用(yòng)電及(jí)空(kōng)調用(yòng)電。模(mó)塊具備(bèi)惡性負載識別功能和通過管(guǎn)理係統實(shí)現(xiàn)分時或分季(jì)節(jié)對照明，插座，空(kōng)調，衛(wèi)生間的(dí)供電，可方便(biàn)實(shí)現(xiàn)宿(sù)舍的用電(diàn)管理(lǐ)要求(qiú)：

圖(tú) 1 宿舍終(zhōng)端配電(diàn)箱係統圖(tú)

   如(rú)圖 2 所示(shì)，該宿舍(shě)用電(diàn)智能管理(lǐ)係(xì)統(tǒng)組(zǔ)成：宿舍智能(néng)管理(lǐ)模塊，數(shù)據網(wǎng)關 ，管理終(zhōng)端(duān)機，宿(sù)舍管理數據中心機，係統軟件(jiàn)。宿舍智(zhì)能管理(lǐ)模塊設置(zhì)在每(měi)間宿(sù)舍的終端配電箱處(chǔ)，數(shù)據網關設(shè)置(zhì)在(zài)每層(céng)樓強電(diàn)井內(nèi)，管(guǎn)理終端機(jī)設(shè)置在每棟(dòng)宿舍(shě)值(zhí)班(bān)室(shì)內，宿舍管理(lǐ)數據(jù)中心(xīn)機(jī)是(shì)中心處(chǔ)理機設(shè)置在(zài)學生(shēng)管理(lǐ)處(chǔ)。該套係(xì)統(tǒng)的(dí)工作(zuò)原(yuán)理(lǐ)：

（1）每間(jiān)獨(dú)立宿舍智(zhì)能管(guǎn)理(lǐ)模(mó)塊與(yǔ)數據(jù)網關(guān)之間(jiān)為 RS485 總綫（MOD-BUS協議），采(cǎi)用雙絞屏蔽(bì)綫穿鋼(gāng)管(guǎn)敷(fū)設(shè)手(shǒu)拉(lā)手(shǒu)連接(jiē)；

（2）數據(jù)網(wǎng)關(guān)與(yǔ)管理(lǐ)終(zhōng)端機等設備均為(wéi)超五類網(wǎng)綫(xiàn)以太(tài)網連(lián)接(jiē)，放(fàng)射式組(zǔ)網(wǎng)至(zhì)每棟(dòng)樓(lóu)設置(zhì)的網絡(luò)交換(huàn)機。管理(lǐ)終端(duān)機是宿舍管(guǎn)理員管(guǎn)理操(cāo)作終(zhōng)端設(shè)備(bèi)，具備(bèi)管理員權限；可以(yǐ)實現開關燈，售電，違章用電(diàn)處罰(fá)等(děng)操(cāo)作。還能(néng)對(duì)每(měi)間宿(sù)舍(shě)所(suǒ)住(zhù)人員進(jìn)行管(guǎn)理，記錄(lù)人(rén)員姓(xìng)名，班(bān)級，入(rù)住時(shí)間，離(lí)開時間(jiān)，離(lí)開(kāi)原因等。

（3）每棟(dòng)樓(lóu)通(tōng)過(guò)六類(lèi)單(dān)模光(guāng)纖傳輸(shū)數據(jù)到學(xué)生管理處，通(tōng)過通(tōng)訊網絡采集各(gè)分散(sàn)式(shì)安(ān)全模塊的(dí)數據信息並(bìng)進行計算，查詢(xún)，統(tǒng)計，打印及(jí)參(cān)數設(shè)定，從(cóng)而實現中心管理的(dí)電費(fèi)計量(liáng)，預售(shòu)電管理及安(ān)全用電(diàn)控製等(děng)；學(xué)生管理(lǐ)處的宿舍管理數據中心機具備管理員(yuán)權(quán)限，程(chéng)序員權限等高(gāo)級權限；可以(yǐ)實(shí)現(xiàn)入(rù)住開(kāi)戶，開(kāi)關(guān)燈，售電(diàn)，退售，違(wéi)章用電處罰，畢(bì)業(yè)銷(xiāo)戶(hù)，與(yǔ)學校相(xiāng)關管理部(bù)門數據交換等(děng)操作(zuò)。

（4）宿(sù)舍用電(diàn)智能管(guǎn)理(lǐ)係(xì)統(tǒng)軟件(jiàn)功(gōng)能(néng)*，可以實(shí)現遠程開關(guān)燈(dēng)管理(lǐ)，實時(shí)監控(kòng)，模塊參數設定；支持(chí)數據庫，支(zhī)持(chí)定(dìng)製；可以(yǐ)集(jí)成(chéng)水表等(děng)實現節(jié)能管(guǎn)理(lǐ) ；支持校園(yuán)網 WEB 查詢，權(quán)限登錄，分時段自動控(kòng)製；可(kě)實現一卡通係(xì)統(tǒng)自(zì)動售電(diàn)。以(yǐ)上功能可實現擴展(zhǎn)，等(děng)需(xū)要實現此(cǐ)功能(néng)再(zài)軟件升級開發即(jí)可(kě)，這樣可(kě)節省先(xiān)期資金投(tóu)入(rù)。

圖 2 宿舍用電(diàn)智能管理係(xì)統(tǒng)圖(tú)

5安科瑞預付(fù)費產品(pǐn)在(zài)宿舍(shě)用(yòng)電(diàn)管(guǎn)理的應(yīng)用(yòng)

5.1 應用場(cháng)景

5.2功能

預付(fù)費電(diàn)表(biǎo)電費(fèi)收(shōu)取，管控，欠費(fèi)跳閘；提供(gōng)後(hòu)付費管理(lǐ)模塊(kuài)；能(néng)耗分(fēn)析(xī)模塊；

水表預付(fù)水(shuǐ)費(fèi)收取，管控，欠(qiàn)費關閥(fá)；

房租物(wù)業(yè)費收取(qǔ)，欠費拉閘(zhá)；

公(gōng)共區域電(diàn)費(fèi)分(fēn)攤(tān)收取；

公共區(qū)域(yù)，變(biàn)電所電表接入抄表(biǎo)，計(jì)量；

預付(fù)費+建(jiàn)築能耗，分(fēn)類分項(xiàng)能源計量一體(tǐ)化係(xì)統；

物業/地產(chǎn)集(jí)團(tuán)集中(zhōng)財(cái)務管控，子物(wù)業(yè)單獨(dú)權限；

無綫方案改造方(fāng)便，調(tiáo)試簡單(dān)

5.3圖片

6小結

   擁(yōng)有諸多優(yōu)勢(shì)的(dí)宿(sù)舍用電智能管理(lǐ)係(xì)統會越來越廣泛地(dì)應(yīng)用在學校(xiào)中(zhōng)，是目(mù)前學(xué)校(xiào)用電管(guǎn)理至關重(zhòng)要的安(ān)全保(bǎo)障(zhàng)體係，具(jù)有安(ān)全用電，節能管理，精確計(jì)量(liáng)等(děng)功能(néng)。同(tóng)時(shí)希望宿舍(shě)用電(diàn)智能管理係統在實(shí)踐(jiàn)應(yīng)用(yòng)的過(guò)程(chéng)中不(bù)斷(duàn)地*和進(jìn)步。

【參(cān)考文(wén)獻】

[1]趙方(fāng)強，楊旭東. 智能用電(diàn)管理(lǐ)係統(tǒng)在(zài)學校公寓(yù)樓設計(jì)中的應用.《科技信息(xī)》.2011 年 09 期

[2]用戶變電(diàn)站綜(zōng)合自(zì)動(dòng)化與(yǔ)運維解(jiě)決方案.2020.01月版(bǎn).

[3]雷景(jǐng)惠，閆浩(hào).宿舍智能用電管理(lǐ)係(xì)統設計淺(qiǎn)談(tán)[J]