上海铭万智能仪表能量型中央空调计费系统

1、上海铭万智能仪表有限公司空调计费管理系统设计方案上海铭万智能仪表有限公司2014年1月目录第一部分概述 (2一、前言 (2二、设计依据 (2三、设计目标 (3第二部分系统方案介绍 (5一、需求分析 (5二、系统介绍 (5三、方案描述 (61、计量方式介绍 (62、计费原则 (73、本方案达到的功能 (74、效益分析 (8第三部分主要产品介绍 (9三、M-BUS主机 (12四、信号转换器 (12五、上位机系统 (13第四部分售后服务 (19第一部分概述前言建筑能耗量化管理是未来建筑能耗管理的必然趋势,是实现建筑节能的关键环节。空调计费管理系统技术是一项帮助用户对建筑空调能耗进行量化分析、按量收费

2、和科学评价的信息化管理技术,也是一项通过量化管理来实现节能目标的一种建筑节能技术。我公司专业从事蓄能空调与建筑节能技术研究与应用,以“全员营销、全员质量”为经营理念,立足“科技服务环境”,创新工作模式,全面实施质量、安全、环境三标一体体系。在蓄能空调、楼宇自动控制等专业技术领域为顾客提供技术咨询、设计研究、制造成套、安装调试以及运行维护等全过程一体化服务。在“团结、奋进、务实、创新”的企业精神指导下,公司将一如既往地促进节能与环保产业的科技进步,不断为人类社会和谐发展做出新贡献。凭借着公司强大的技术实力,良好的业界口碑,专业的技术智能,我们有信心、有能力做好赛格假日广场空调计费管理系统。设计依

3、据本方案设计主要依据相关的国家标准、行业标准以及业主的需求。包括但不拘限于以下国家标准规范和行业标准:智能建筑设计标准(GB/T50314-2006民用建筑电气设计规范(JGJ/T16-92商用建筑线缆标准(EIA/TIA-568B商用建筑通信通道和空间标准(EIA/TIA-569中国电气装置安装工程施工及验收规范(GBJ232-90-92中国高层民用建筑设计规范(GBJ45-90-92采暖通风与空气调节设计规范(GBJ19-87公共建筑节能设计标准(GB50189-2005工业企业通信设计规范(GBJ42-1981工业企业通信接地设计规范(GBJ79-85信息技术互连国际标准(ISO/IEC

4、11801-95工业自动化仪表工程施工及验收标准(GBJ93-86热量表行业标准(CJ128-2007节能监测技术通则(GB 15316-1994设计目标1、通过合理的设计方案,建立系统节能观念实现空调节能的根本途径,就在于巧妙地利用室内外条件、维护结构及空调设备的相互作用关系,选择满足建筑节能要求的方案。既创造出舒适、高效的室内环境,而同时又实现大幅度节能的目的。集中空调系统实行计量收费是建筑节能的一项基本措施。目前在欧美已是非常成熟的技术。据国外调查资料表明:实行集中空调计量收费后,其节能率可达10%15%。通过空调计量,建立完善的考核管理制度,迫使使用者自发从不控制用量到自觉控制空调的开

5、关,提高室内温度,自觉节约用电、用水。设置内部计量的目的是谁使用,谁管理,谁支付费用,用经济的手段使用户培养起良好的节能意识,节约能源,同时可以减少不必要的支出费用。2、计量收费管理与末端空调控制相结合实现用户节能目标经重庆、上海、广州等地区的实践证明,夏季室内温度低1或冬季高1,工程投资将增加6%能耗增加8%,并且加大室内外温差也不符合卫生学要求。舒适性空调夏季比较理想的室内温度是比室外环境温度低58为好。通过空调计量收费,用经济的手段使用户自觉根据室外温度湿度,按照舒适性空调要求提高室内温度设定值,而不是打开门窗增加新风提高温内温度,同时末端空调控制和计量收费系统结合起来,计量系统将系统中

6、的温度、湿度等参数自动分析运行的合理性,实时调整控制方式,自动根据室内外温差来自动调节空调设备变频,控制冷冻水/热水侧电动阀门的开启度等。通过空调计量收费和末端空调控制相结合,达到高效节能的大楼设备运行模式、创造舒适健康安全的工作环境,在此基础上方便管理、降低运行费用等。3、避免系统冷/热量浪费和提高系统设备运行的可靠性末端空调机设备是区域供冷/热系统的一部分,不论从工艺流程上还是控制策略上的相互相联系来看,它们均是一个统一的整体。末端空调机的启动与停止以及相应阀门调节均受到能源中心控制系统的制约。首先能源中心供冷/热主机台数需根据末端空调机设备运行情况分析运行策略;同时末端需要供冷/热时,能

7、源中心接收到相应信号,提供相应的冷/热源。否则会造成能源中心与末端设备动作不一致,造成能源浪费,系统的安全也无法保证。为避免系统冷/热量浪费和提高系统设备运行的可靠性,须将能源中心和末端空调机设备作为整体控制,设备开机台数和开机顺序必须符合系统工艺要求,同时考虑系统的安全性,对末端空调机设备开启和阀门开关都必须能与冷站系统协调统一,确保管网内设备正常运行。4、末端空调计费更有利于能源中心的控制空调计费可以避免能源浪费,因为收费,可以促使用户在不用空调时,人为地关空调,或根据末端供回水温差自系统自动关末端空调机和电动阀门。末端最不利供冷/热点压差升高,能源中心的冷冻水/热水泵变频控制参数为最不利

8、供冷点的压差,因此水泵频率降低,可以大幅节能运行。最重要的是从末端采集到的空调负荷数据作为能源中心优化控制的依据,作为负荷预测的依据,作为调整控制策略的重要参数,对自动预设、调整主机系统开启台数起着非常重要的作用。第二部分系统方案介绍一、需求分析本项目为办公总部大楼,项目规模庞大,采用中央空调系统,后期如何对空调使用收费将是关系到每个住户的问题。在我国,现有的大多数中央空调系统是采用按照面积或按人数进行均分收费,这种收费方法不够科学合理,造成租贷双方经常发生纠纷,同时也严重导致了浪费能源的现象。因此按量计费作为节约能源的重要手段,必然是国家节能环保一项基本措施,也是世界各国发展的趋势。按量计费

9、可以改善原来按面积计费的不合理现象,提高管理水平,提高用户的节能意识,减少浪费。在我国,按量计费已列入政府议事日程,必须要积极推广使用这种节能措施,达到节能减排的效果。因此,计费系统对于此项目是非常必要的。根据项目的具体情况,结合我们公司以往的相关经验,我们提出了最优计量收费设计思路,并给出了具体的实施方案。二、系统介绍空调计费管理系统本质也是一种SCADA系统,即数据的远程采集监视和系统控制。总体上实现数据采集和计量,记录和分析功能。从结构上分为三个部分:监控中心部分、通讯网络部分、终端仪表部分。监控中心部分由一系列计算机、服务器等硬件系统和操作系统、应用软件等软件系统组成,将所有监测终端的

10、数据进行收集、显示并送入后台数据库进行分析和加工。通讯网络部分是监控中心与终端仪表之间数据传输的桥梁。主要设备为M-BUS 主机。终端仪表部分包括一系列的带有远传装置的超声波热能表等。整个计费管理系统在能源中心设置监控系统的主控站,设一台上位机,作为系统监控计算机,同时在主控室内设置一套数据转换器,用于将总线上的M-BUS 信号转换成RS-232信号联入上位机。信号转换器通过M-BUS总线连接现场的M-BUS主机。M-BUS分组管理现场的超声波热量表。整个网络结构分三层:管理层、数据采集层、现场仪表设备层。三、方案描述1、计量方式介绍1、在每户的空调进户管上安装超声波热量表,对每户空调的能耗做

11、单独能量计量。本方案需要的计量设备为超声波热量表。由于需要通讯和数据远传,每种计量仪表都需要具有远传功能。为了分组管理,建立有效的链路,需要在合适的地方布置M-BUS主机。M-BUS主机负责分组管理覆盖范围内的所有计量仪表,一个M-BUS主机一般管理32个末端仪表。M-BUS最终都连接到一个信号转换器上。信号转换器具有RS232通讯接口,通过该接口,监测中心的上位机系统就可以对各个末端仪表的信息进行汇总与分析。系统拓扑图如下: 上述方案中,M-BUS主机之间,超声波热量表之间均以手拉手方式连接。切实解决了本项目的以下问题:1、分户计量、按量收费问题;2、中央空调实时监测和节能自控问题;3、计量

12、收费合法、合理和可靠性问题。2、计费原则所有热量表计量单位均为kWh。我们可以先计算出整个中央空调的总费用,包括电费、水费、人工维护费、折旧费等。用总费用除去能量总和即可得到每千瓦时的单价,各用户分摊的能耗值乘于单价即可得到各个用户的空调费用。具体费率计算可详见附录费率计算说明书。3、本方案达到的功能中央空调计量配备一套空调管道系统,根据贵方的要求区域进行计量。根据该系统情况,其设备选型为:名称单位数量Description Unit Q'ty能源型管理计费系统能源型管理计费系统软件套 1数据管理器台16M-BUS信号中继器台 2超声波能量计DN20 套537DN40 套21DN65

13、套23计费系统可以达到以下功能1计费到每个末端,授权人员可通过软件设定用户的型号参数。2计费单位符合国际单位制的能量标准单位。3用量清单如实记录用户的能量,从而使收费更加透明和容易理解。4分级管理权限功能:抄表员仅限抄表而不能修改任何数据;系统管理员权限不仅可设置各种收费参数,还可对抄表员进行管理。5自动统计、打印日用量/费用报表,月用量/费用报表,方便物管部门了解中央空调使用情况。查询、打印用户月交费单、交费清单功能,提高收费可信度和说服力。6系统自动监测功能不仅对系统所有用户的使用情况一目了然。7先进的M-BUS通讯方式的兼容性,使本系统可以实现三表抄送,实现远程自动抄表。8计量历史数据可

14、以用作能耗分析、节能监测依据,满足制定合理的运行管理流程需要。4、效益分析社会效益1符合国家建设部民用建筑节能管理规定“能源计量,按量收费”的规定;2符合市场经济规则下能量商品化原则;3符合市场经济规则下通过经济杠杆调节作用培养用户主动节能的习惯;4通过用户主动节约能源,实现全社的能源节约化;5自动抄表系统能够避免抄、核、收环节中人为造成的人情抄、关系抄和抄表差错等一系列因素,减轻用户的负担;6自动清单查询完全避免用户对抄表数据的疑虑。管理效益1空调运行稳定,用户满意度提高,2能源浪费减少,运行费用降低,3主机运行时间减少,设备使用寿命延长4自动抄表系统能够提高抄表质量,避免估抄、漏抄和错抄;

15、5缩短抄表周期,避免因工作量大而导致的“双月抄表”现象;6自动抄表系统可实现“同步抄表”。即总表和分表同时抄录,有利于成本计算;7实时监控可实时发现用户异常的情况,遏止窃能现象;8所有历史抄表数据任意备份,可以快速核查,避免了繁重的抄表档案。第三部分主要产品介绍一、超声波热量表特点:1、可直接显示累计热量、累计流量、瞬时流量、供水温度、回水温度、温差等系统所需的各种参量。必须强调的是超声波热量表除了具有一般热量表都具有的热量计算功能外,还具有瞬时流量精确测量的功能。也就是说超声波热量表是一般热系统中超声波热能表和流量计两个设备的叠加。超声波热量表可以通过通讯系统将精确的瞬时流量值反馈给控制系统

16、,控制系统就可以根据当前的流量值调节变频水泵的输出,从而调节这个系统的水力平衡。而一般的热量表不提供瞬时流量值;或者由于原理所限,提供的瞬时流量值也只是个参考值。2、测量通道是段光滑直管段,不会阻塞,不产生流量检测所造成的压力损失,节能效果好。当前国情下,我们国家的空调系统或者是供热系统的水体都是非常差的,不可避免的会夹杂固体颗粒、麻丝等的杂质,这些杂质不会阻塞表计从而引起计量不准,甚至损坏表计。3、超声波热量表的流量测量原理决定了输出只与被测介质的平均流速成正比,而与对称分布下的流动状态(层流或湍流无关。所以超声波热量表量程范围极宽,其测量范围度可达100:1,有的甚至达1000:1的可运行

17、流量范围。4、超声波热量表的安装施工方便。由于计算单元和流量测量单元是一体的,不存在多余的连线,安装施工比较简单,不会因为有很多连线,需要预埋铁管,现场穿线;也不会产生接线错位而给调试工作带来困难。(就算用户需要就地显示仪表,也只是拉一根通讯线下来。产品特性:1、液晶显示各参量,还可根据用户需求提供就地显示仪表。2、全CMOS微功耗电路设计,系统功耗低。3、具有通讯远传功能,即可发送相关的参数给上位机系统,也可以接收上位机系统的指令。4、能实时进行监测,随时能了解用户侧的情况。5、可与机房水泵或主机联动,在没有制冷或者供热时,停止计量,避免系统不使用时,因管道的小流量和小温差带来的错误的能耗计

18、量。6、一超声波设计,安装方便,安全可靠。技术参数:1电源DC3.6-5V2温度测量范围495,分辨率0.013温差范围3754显示液晶显示5精确度等级2级6环境等级A类7相对湿度90%RH8配对温度传感器安装处供水和回水管道相距15m以内9温度测量的总误差 0.1(内部控制0.05系统示意图 二、M-BUS 主机 M-BUS主机负责与各终端计费设备进行通讯,采集各终端计费设备的数据,并作保存,同时向下位机发送控制指令。负责与区域管理器进行通讯,并将保存的数据向区域管理器发送,同时它接收区域管理器发来的控制指令。采用M-BUS 通讯方式。功能特点:1分组管理各终端设备,并可向上级联,提高通讯负

19、载能力,确保通讯稳定。2通讯采用光电隔离,提高可靠性。3内部有漏电断路器,自动过流保护。4金属外壳,屏蔽干扰信号。5带锁保护,安全可靠。6一个M-BUS主机标准带载64个计费终端。三、信号转换器 由于RS485总线不能直接连如计算机,需要信号转换器对信号进行转换,再连如计算机串口。性能参数1接口特性:接口兼容EIA/TIA的RS-232C,RS-485/RS-422标准电气接口,RS-232C接口DB9孔型连接口,RS-485/RS-422接口DB9母型连接口和RJ45接口,连接口配备有六位接线端子。传输介质:双绞屏蔽线2工作方式:异步双工或异步半双工3信号指示:三个信号指示灯TXD、RXD、

20、POWER4保护等级:1500W浪涌保护5传输速率:300115.2KBPS6传输距离:01.2KM7尺寸:93mm×23mm×62mm8使用环境:050相对温度为5%到95%9可级联:32128个设备四、上位机系统计费管理系统由一系列计算机、服务器等硬件系统和操作系统、应用软件等软件系统组成。它收集系统传输来的数据,对数据进行显示并送入后台数据库进行分析和加工。软件系统的主要功能特点:1能耗数据采集、存储功能对各种耗能设备的能耗数据进行实时自动采集,并进行存储;2对各个终端设备进行故障巡检;3数据显示、统计、分析和预警功能耗能设备运行数据以图表等形式加以直观显示,自动生成

21、实时曲线、实时数据报表、历史曲线、日月年报表等资料;4报表功能根据民用建筑能耗统计报表制度(试行输出各种相关报表并打印;5综合评价功能针对各耗能设备的分项能源资源消耗计量,并计算各分项计量系统的能效,得出耗能系统的综合评价,通过分析对比实施能源优化配置;6密码保护,根据不同的用户权限,提供查询、修改、打印等功能;7界面友好,操作简便。如下图所示某项目综合计费管理系统软件截图:登录双击桌面图标,或进入开始菜单,出现下面登陆页面: 选择用户名,输入密码。默认用户名1000 ,密码:888进入主页面。主页面 界面上红色框区是主菜单,黄色框区是快捷栏,蓝色框区是用户列表,绿色框区是抄表操作区,具体各部

22、份如何操作下面会有详细的说明。系统设置修改密码每个操作系统的用户都可以修改自己的密码,输入旧密码和新密码,新密码需要确认,旧密码必须跟原先设置的一样,而且新密码的二次输入必须一样才能通过密码的修改。端口设置用于设置串口通讯参数,具体需是跟表的通讯参数一样,选好点保存下次,抄表的时候就不用重新设置了,这个最好在通讯前设置好,否则会影响到通讯的正常运行。通讯参数 通讯参数:本项目使用“串口参数”栏,时间周期:发送命令的间隔;单表循环:单表无回复,重复发命令的次数。重抄次数:读表完成后,重读无回应表的次数。用户列表显示的串口抄表的用户信息,如果用户信息更新,那么需要刷新一下用户列表,用户列表右图所示

23、。点“快捷栏”“用户列表”键,有相同作用。抄表列表根据左边的勾选用户列表在右边抄表区显示所要抄的表的信息内容点“快捷栏”“抄表列表”键,有相同作用。 仪表编码此功能本项目不使用手动抄表点击之后,依次读取抄表列表中仪表。点“快捷栏”“手动抄表”键,有相同作用。自动抄表点击之后,系统根据“系统设置”“系统参数”中设置进行定时读表。点“快捷栏”“自动抄表”键,有相同作用。系统对时已经登记在册的所有表逐个进行对时,按当前计算机的时间为标准时候下发。广播对时系统对时是个广播操作,对已经登记在册的所有表进行对时,按当前计算机的时间为标准时候下发。对所有表只发一条命令。系统参数 端口设置:分别有抄表方式、公

24、司名称、数据库备份、抄表类型四个类型的设置;其中抄表方式是设置远程抄表的方式分别有自动和定时两种方式,用户根据需要进行设置;公司名称包括公司的全称和简称,全称会显示在状态栏也就是主界面左下角的位置,简称则显示在主界面的左上角;数据库的备份有四种方式,用户根据需要自己选择设置;数据类型是设置当前需要抄热量还是冷量;设置好后保存。参数设置此处不使用。用户信息输入用户的信息,包括姓名、住址、表号等一些详细的资料; 打开用户信息窗口,点增加(Ctrl+A按钮,打开用户信息输入窗口报表打印抄表数据查询远程抄表得到的基础数据信息,可以根据日期和表号来查询,表号不输入则表明查询指定日期内所有表号的抄表数据,

25、用两种不同的方式打印查询结果。用户信息报表查询登记的用户的信息内容。如果查询条件旁边的输入框是空的,那么默认查询全部用户信息;如果想要根据条件来查询,那么先选择要查询的类型条件,并在旁边的输入框内输入内容,点查询,如果有数据那么会在下面的表格框内显示,如果没有则会提示没找到符合条件的记录信息。数据查询出来后,可以点打印按钮通过打印机用固定的格式打印;也可以点Excel 按钮导出到Excel 中,便于用户可以按照自己想要的格式来打印,Excel 强大的编辑功能应该可以满足用户的所有需要。费用报表查询用户的消耗费用,可以指定日期、用户、小区、楼栋和表号来查询,同样,跟用户信息一样可以用两种不同的方

26、式打印查询结果;操作员记录:查询操作员在系统中所做的操作,可以根据日期和操作员代码来查询,同样,跟用户信息一样可以用两种不同的方式打印查询结果。出错信息查询仪表的错误信息内容。以根据日期和表号来查询,同样,跟用户信息一样可以用两种不同的方式打印查询结果。7.6、历史数据:查询打印保存的历史数据,操作同用户信息。第四部分售后服务一、服务团队简介我公司下设技术质量部、生产部,市场营销部3个专业部门对公司的客户提供售前,售中,售后的优质服务。1、技术质量部(全过程技术支持技术质量部是我公司的主要技术部门之一,具有各类专业技术人员,主要人员都来自于国内知名学府的暖通专业和自控控制,电器控制专业。大多数

27、人员都有5年以上的工作经验,保证能为客户提供最专业和最周到的技术服务。技术质量部的主要职能为向客户提供专业化的售前及售后服务,包括项目可行性研究,项目前期设计,施工图设计等等。2、生产部(售中产品支持生产部是产品生产部门,由大批经过专业培训的生产人员组成,主要负责公司所签项目的产品生产。在项目执行中,该部门按照客户要求及时完成生产供货,保证项目的顺利实施。3、市场营销部(全过程销售服务市场营销部是公司与客户沟通的核心部门,由一批有经验的销售人员及销售工程师组成。在项目执行过程中,全程跟踪了解客户的需求,并与其他部门协调,确保满足客户的需求。二、备品备件仓库上海铭万智能仪表有限公司 公司设立专门

28、的备品备件仓库，向用户提供各类常规耗材和非常规损耗件， 保证能够及时满足用户需求。各驻外办事机构设立小型备品备件仓库，能够保证 向用户提供常规的备品备件。 三、售后服务内容与措施 1. 服务方式：系统安装调试及运行初期派专业工程师到现场，指导安装，把系 统调整到最佳状态，并手把手培训业主的操作人员；质保期外不定期巡检， 应急排除故障。 2. 服务内容：技术支持；维护维修；指导运行； 双方另行商定的其他内容。 3. 每季度进行客户满意度调查，以进一步改进服务态度、提高服务质量。 四、售后服务承诺 我公司对所有产品质量及服务郑重承诺： 1、所提供产品均满足设计使用要求，符合国家相关技术标准； 2、所有产品自出厂之日起，两年质保，人为使用不当或自然原因（如短路、进 水、地震、雷击等）所导致的产品损坏不在包换及保修范围之内。 3、 在质保期内，若非人为使用不当或自然原因导致产品损坏的，我司将免费维 修或更换。同时提供日夜 24 小时随传随到的紧急维修服务。任何时候接到业主 的要求服务的报告，无论在正常工作时间或非工作时间收到紧急事故召唤时，我 司均保证在 2 小时之内作出有效的响应，24 小时内排除故障，赶到现场进行检