節能型建築物能效跟蹤控制管理裝置的製作方法
2023-05-02 16:53:26
專利名稱：節能型建築物能效跟蹤控制管理裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種能效跟蹤控制管理裝置，特別是一種節能型建築物能效跟蹤控制管理裝置。
(一)背景技術目前，我國建築物能耗佔到總能耗的27.45％，但現有的建築物95％達不到節能標準，現有的建築物節能技術大多採用變頻技術或單片機控制，不能根據實際負載需求而自動調節，能源得不到有效利用而白白讓費；現有的能源管理技術大多數是通過普通儀表採集數據，再由管理人員手動抄表匯總統一管理；有極少部分採用計算機自動抄表技術，但技術單一，只能實現能耗數據統計，不能實時分析能耗、不能監控設備運行、不能顯示故障報警類別、不能實現系統設備故障的自診斷與故障分析。
建築物能耗系統主要包括中央空調控制系統、鍋爐系統、照明系統、電梯系統、配電系統及供水系統，其中建築能源可分電、水、油、天然氣，煤等，現有一些產品都是單一的對某個子系統或某單項能耗進行統計及監控，不能對整個建築物能耗進行全面了解，不能實現能耗集中監督、管理、控制、能效分析、故障預警與設備集中管理。
(二)發明內容針對現有技術的不足，本實用新型提供一種設計合理、穩定可靠、節能效果好、管理方便，診斷、分析準確，維修方便的節能型建築物能效跟蹤控制管理裝置。
一種節能型建築物能效跟蹤控制管理裝置，由系統數據採集裝置、傳感器、中央控制器、電能質量變送器，數據顯示處理器、模糊控制器、電纜、中央控制站及遠程控制站組成；系統數據採集裝置通過屏蔽電纜與傳感器連接，系統數據採集裝置通過歐姆龍系統總線和中央控制器連接，電能質量變送器和電流互感器及A相、B相、C相電壓線連接，電能質量變送器通過RS485總線和中央控制器連接，中央控制器通過RS232C通訊電纜和數據顯示處理器連接，中央控制器通過CJ1W-SCU41模塊的RS485口和中央控制站連接，中央控制站通過網際網路和遠程控制站連接，模糊控制器也通過歐姆龍系統總線和中央控制器相連接。
所述的系統數據採集裝置是一個包括溫度採集、溼度採集、壓力採集、流量採集、自然光亮度採集和電能及電能質量採集裝置的綜合數據採集模塊，綜合數據採集模塊與中央控制器連接；綜合數據採集模塊使用歐姆龍生產CJ1W-AD081-V1及CJ1W-AD041。
所述的傳感器包括溫度傳感器、溼度傳感器、壓力傳感器、自然光亮度傳感器、流量傳感器和電流互感器，溫度傳感器用歐姆龍生產的E52-P6D型Pt100熱電阻，溼度傳感器用BTHS-3型支持0-10V/4-20MA標準信號輸出的傳感器，壓力傳感器使用崑崙海岸的JYB-K系列，自然光亮度傳感器用KMC公司的PSR-1型感光器，流量傳感器使用崑崙海岸的LUGB系列，電流互感器是德力西的LMK系列。
所述的中央控制器由電源模塊、可編程控制器、數字量模塊、模擬量模塊及通訊模塊組成，可編程控制器和電源模塊、數字量模塊及模擬量模塊直接相連，通訊模塊與可編程控制器通過歐姆龍系統總線連接，同時與數據顯示處理器通過串行通訊電纜連接，可編程控制器用歐姆龍生產的CJ1系列。
所述的數據顯示處理器由高性能嵌入式一體化工控機、筆記本硬碟組成，筆記本硬碟通過PCMCIA接口與嵌入式一體化工控機連接，高性能嵌入式一體化工控機用崑崙通態公司生產的TPC105-TC33，筆記本硬碟和印表機採用市售產品。
所述的電能質量變送器是金洲科瑞的利馬先鋒-III/DM-200，通過RS485總線和中央控制器連接。
所述的模糊控制器由模糊控制模塊及變頻器組成，模糊控制模塊通過歐姆龍系統總線與中央控制器連接，同時通過屏蔽通訊電纜和變頻器連接，變頻器採用西門子MicroMaster 440系列或ABB ACS800系列或芬蘭瓦肯的NX系列或三墾P系列。
所述中央控制站是由工控機、印表機組成，工控機是研華科技的IPC610H整機，印表機是HP 1010，印表機通過電纜和工控機連接，中央控制站工控機通過485總線與中央控制器連接，中央控制站與遠程控制站通過網際網路連接。
所述遠程控制站是由遠程控制器和伺服器組成，遠程控制器是利馬先鋒-III/YC-500系列，伺服器是選用DELL伺服器。
本實用新型具有現場操作站、中央控制站及遠程控制站，工作人員可以非常方便管理整個建築物能耗及設備運行，工作人員可以在現場、辦公室及外地通過觸控螢幕和能效分析控制軟體監測和控制設備運行及建築能效。該實用新型具有設計合理、穩定可靠、節能效果好、管理方便，診斷、分析準確，維修方便的特點。
圖1是本實用新型的結構方框圖。
圖2是本實用新型的電原理圖。
圖3是本實用新型中中央控制器的電原理圖。
圖4是本實用新型中系統數據採集裝置的電原理圖。
圖5是本實用新型中模糊控制器的電原理圖。
其中，1、遠程控制站 2、中央控制站 3、印表機 4、數據顯示處理器 5、通訊接口 6、電源模塊 7、中央控制器 8、模糊控制器 9、系統數據採集裝置10、傳感器 11、電源質量變送器 12、濾波器 13、電抗器 14、變頻器 15、模糊控制模塊；POWER SUPPLY電源，PTDATA CENTER嵌入式一體化工控機，A/D模數轉換模塊；D/A數模轉換模塊；SCU41通訊模塊；M電機；N、U、V、W三相四線電源；R、S、T、變頻器三相電源進線端子；USB通行串行總線；Rs232串行總線；CIF12RS232C轉換適配器；QF斷路器；具體實施方式
實施例本實用新型如圖1-圖5所示，由系統數據採集裝置9、傳感器10、中央控制器7、電能質量變送器11，數據顯示處理器4、模糊控制器8、電纜、中央控制站2及遠程控制站1組成；系統數據採集裝置9通過屏蔽電纜8與傳感器10連接，系統數據採集裝置9通過歐姆龍系統總線和中央控制器7連接，電能質量變送器11和電流互感器及A相、B相、C相電壓線連接，電能質量變送器11通過RS485總線和中央控制器7連接，中央控制器7通過RS232C通訊電纜和數據顯示處理器4連接，中央控制器7通過CJ1W-SCU41模塊的RS485口和中央控制站2連接，中央控制站2通過網際網路和遠程控制站1連接，模糊控制器8也通過歐姆龍系統總線和中央控制器7相連接。
所述的系統數據採集裝置9是一個包括溫度採集、溼度採集、壓力採集、流量採集、自然光亮度採集和電能及電能質量採集裝置的綜合數據採集模塊，綜合數據採集模塊與中央控制器7連接；綜合數據採集模塊使用歐姆龍生產CJ1W-AD081-V1及CJ1W-AD041。
所述的傳感器10包括溫度傳感器、溼度傳感器、壓力傳感器、自然光亮度傳感器、流量傳感器和電流互感器，溫度傳感器用歐姆龍生產的E52-P6D型Pt100熱電阻，溼度傳感器用BTHS-3型支持0-10V/4-20MA標準信號輸出的傳感器，壓力傳感器使用崑崙海岸的JYB-K系列，自然光亮度傳感器用KMC公司的PSR-1型感光器，流量傳感器使用崑崙海岸的LUGB系列，電流互感器是德力西的LMK系列。
所述的中央控制器7由電源模塊、可編程控制器、數字量模塊、模擬量模塊及通訊模塊組成，可編程控制器和電源模塊、數字量模塊及模擬量模塊直接相連，通訊模塊與可編程控制器通過歐姆龍系統總線連接，同時與數據顯示處理器4通過串行通訊電纜連接，可編程控制器用歐姆龍生產的CJ1系列，電源模塊選用CJ1WPA205R。
所述的數據顯示處理器4由高性能嵌入式一體化工控機、筆記本硬碟組成，筆記本硬碟通過PCMCIA接口與嵌入式一體化工控機連接，高性能嵌入式一體化工控機用崑崙通態公司生產的TPC105-TC33，筆記本硬碟和印表機採用市售產品。
所述的電能質量變送器11是金洲科瑞的利馬先鋒-III/DM-200，通過RS485總線和中央控制器連接。
所述的模糊控制器8由模糊控制模塊及變頻器組成，模糊控制模塊通過歐姆龍系統總線與中央控制器7連接，同時通過屏蔽通訊電纜和變頻器連接，變頻器採用西門子MicroMaster 440系列。
所述中央控制站2是由工控機、印表機組成，工控機是研華科技的IPC610H整機，印表機是HP 1010，印表機通過電纜和工控機連接，中央控制站工控機通過485總線與中央控制器7連接，中央控制站2與遠程控制站1通過網際網路連接。
所述遠程控制站1是由遠程控制器和伺服器組成，遠程控制器是利馬先鋒-III/YC-500系列，伺服器是選用DELL伺服器。
本實用新型具有現場操作站、中央控制站及遠程控制站，工作人員可以非常方便管理整個建築物能耗及設備運行，工作人員可以在現場、辦公室及外地通過觸控螢幕和能效分析控制軟體監測和控制設備運行及建築能效。該實用新型具有設計合理、穩定可靠、節能效果好、管理方便，診斷、分析準確，維修方便的特點。
權利要求1.一種節能型建築物能效跟蹤控制管理裝置，由系統數據採集裝置、傳感器、中央控制器、電能質量變送器，數據顯示處理器、模糊控制器、電纜、中央控制站及遠程控制站組成；其特徵在於，系統數據採集裝置通過屏蔽電纜與傳感器連接，系統數據採集裝置通過歐姆龍系統總線和中央控制器連接，電能質量變送器和電流互感器及A相、B相、C相電壓線連接，電能質量變送器通過RS485總線和中央控制器連接，中央控制器通過RS232C通訊電纜和數據顯示處理器連接，中央控制器通過CJ1W-SCU41模塊的RS485口和中央控制站連接，中央控制站通過網際網路和遠程控制站連接，模糊控制器也通過歐姆龍系統總線和中央控制器相連接。
2.如權利要求1所述的節能型建築物能效跟蹤控制管理裝置，其特徵在於，所述的系統數據採集裝置是一個包括溫度採集、溼度採集、壓力採集、流量採集、自然光亮度採集和電能及電能質量採集裝置的綜合數據採集模塊，綜合數據採集模塊與中央控制器連接；綜合數據採集模塊使用歐姆龍生產CJ1W-AD081-V1及CJ1W-AD041。
3.如權利要求1所述的節能型建築物能效跟蹤控制管理裝置，其特徵在於，所述的傳感器包括溫度傳感器、溼度傳感器、壓力傳感器、自然光亮度傳感器、流量傳感器和電流互感器，溫度傳感器用歐姆龍生產的E52-P6D型Pt100熱電阻，溼度傳感器用BTHS-3型支持0-10V/4-20MA標準信號輸出的傳感器，壓力傳感器使用崑崙海岸的JYB-K系列，自然光亮度傳感器用KMC公司的PSR-1型感光器，流量傳感器使用崑崙海岸的LUGB系列，電流互感器是德力西的LMK系列。
4.如權利要求1所述的節能型建築物能效跟蹤控制管理裝置，其特徵在於，所述的中央控制器由電源模塊、可編程控制器、數字量模塊、模擬量模塊及通訊模塊組成，可編程控制器和電源模塊、數字量模塊及模擬量模塊直接相連，通訊模塊與可編程控制器通過歐姆龍系統總線連接，同時與數據顯示處理器通過串行通訊電纜連接，可編程控制器用歐姆龍生產的CJ1系列。
5.如權利要求1所述的節能型建築物能效跟蹤控制管理裝置，其特徵在於，所述的數據顯示處理器由高性能嵌入式一體化工控機、筆記本硬碟組成，筆記本硬碟通過PCMCIA接口與嵌入式一體化工控機連接，高性能嵌入式一體化工控機用崑崙通態公司生產的TPC105-TC33，筆記本硬碟和印表機採用市售產品。
6.如權利要求1所述的節能型建築物能效跟蹤控制管理裝置，其特徵在於，所述的電能質量變送器是金洲科瑞的利馬先鋒-III/DM-200，通過RS485總線和中央控制器連接。
7.如權利要求1所述的節能型建築物能效跟蹤控制管理裝置，其特徵在於，所述的模糊控制器由模糊控制模塊及變頻器組成，模糊控制模塊通過歐姆龍系統總線與中央控制器連接，同時通過屏蔽通訊電纜和變頻器連接，變頻器採用西門子MicroMaster440系列或ABB ACS800系列或芬蘭瓦肯的NX系列或三墾P系列。
8.如權利要求1所述的節能型建築物能效跟蹤控制管理裝置，其特徵在於，所述中央控制站是由工控機、印表機組成，工控機是研華科技的IPC610H整機，印表機是HP1010，印表機通過電纜和工控機連接，中央控制站工控機通過485總線與中央控制器連接，中央控制站與遠程控制站通過網際網路連接。
9.如權利要求1所述的節能型建築物能效跟蹤控制管理裝置，其特徵在於，所述遠程控制站是由遠程控制器和伺服器組成，遠程控制器是利馬先鋒-III/YC-500系列，伺服器是選用DELL伺服器。
專利摘要節能型建築物能效跟蹤控制管理裝置由系統數據採集裝置、傳感器、中央控制器、電能質量變送器，數據顯示處理器、模糊控制器、電纜、中央控制站及遠程控制站組成。整個系統採用閉環PID及模糊控制方式，綜合環境、系統參數及設備靜、動態參數進行分析處理，最終做出控制決策。系統能實時跟蹤環境、系統參數及設備運行情況做出最優控制，達到最大限度的挖掘設備節能潛力的目的，以節約能源。本實用新型具有現場操作站、中央控制站及遠程控制站，工作人員可以在現場、辦公室及外地通過觸控螢幕和控制軟體監測和控制設備運行及節能狀況，具有設計合理、穩定可靠、節能效果好、管理方便，診斷、分析準確，維修方便的特點。
文檔編號G05B19/418GK2864768SQ20062008048
公開日2007年1月31日 申請日期2006年1月23日 優先權日2006年1月23日
發明者李鋼, 熊桂明, 李鵬, 劉強, 丁欣, 金雷飛 申請人:李鋼