医院智能化能耗计量系统工程建设方案

1、医院智能化 能耗计量系统 工程建设方案1.1系统概述本次昆山中西医结合医院建筑能源管理系统由硬件设 备和软件系统组成。硬件设备中计量表和米集网关符合国 家导则中的规定，用于对用能设备的数据采集和存储分析， 具有工业系统的处理能力。系统设计符合建筑用户能源消耗环节的分类和分项要 求，动态展现建筑用户的能耗监测、平均能耗、对标分析、 能耗变化趋势等分析结果。本次建筑能源管理系统采用 B/S架构，将分析展现的结 果通过Internet 进行WE访问。1.2建设目标通过管理系统的建设，实现能源分类分项精确计量和能 源分户运行监管功能，对今后能源管理、能耗定额管理等提 供数据保障和决策依据。数据统计与分

2、析，数据发布与远传，分析优化能源运行 方案，记录和积累各种能源使用状况。实现能源使用实时在 线监控，为管理者提供不同层次的管理权限，随时随地对能 源系统进行访问，实现远程管理。提供能源利用诊断、节能 控制、能耗计量分析、节能潜力分析、节能效果验证，提高 节能意识等提供手段。充分考虑平台系统对各种能耗系统管理的整合扩展能力。系统建设实施分为3个阶段：建设运行、深化分析、改 善提高，此3个阶段环环相扣，并且形成一个 PDC环，促进 节能工作的持续发展。综合评价节能监管体系总体建设规划图将中西医结合医院的用电系统的电能数据、用水数据通 过远程手段采集和传输到数据中心，从而实现具有实时数据 采集、远程

3、传输、动态显示、科学分析和预测、日常报表管 理等功能。1.3设计依据与技术规范节能监测技术通则GB/T15316-1994 ；电能计量装置技术管理规程DL/T 448 2000 ；电子远传水表CJ/T224-2006 ；热量表CJ128-2007 ；智能建筑设计标准GB/T50314-2006 ；多功能电能表DL/T614-1997 ;多功能电能表通信规约DL/T645-1997 ;户用计量仪表数据传输技术条件CJ/T 188-2004 ;电能计量装置技术管理规程DL/T 448-2000 ；电测量及电能计量装置设计技术规程 DL/T5137-2001 ；电能计量装置安装接线规则DL/T 82

4、5-2002 ；电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范GB50168-2006。1.4系统设计原则系统设计的好坏在根本上决定了整个能源管理系统的优劣，不仅仅影响到设计施工成本与周期，还直接影响到终 端用户的使用体验，系统建设不仅需要考虑分项能耗信息低 成本、高稳定性的获取、加工、处理、分享，还需要通过多 个子系统提供更加丰富、翔实的能耗信息和新的知识，也需 要系统也具备与其他系统实现数据共享、模块接入的可扩展 性。为达目的，艾科建筑能源管理系统在设计方面依据如下 几个设计原则：1）开放性系统的软硬件平台都应该是开放的。软件的开放性主要指软件的可扩展性，即软件扩展新功能的容易程度。可扩展越好，表

5、示软件适应“变化”的能力越强软件架构的开放性：软件采用 SOA架构（面向服务的体 系结构，即采用组件方式搭建的松耦合系统架构），可以灵 活的响应需求的变更与系统的扩展，即软件可以按“动态开发”模式进行，满足用户管理需求。硬件系统的开放性表现主要体现在硬件集成与被集成 的能力强弱。具体体现在两个方面：终端仪表协议的标准化：如遵循 Modbusil讯规约、电能 表1997版和2007版通讯规约、188直读仪表通讯协议与规约 等。采集网关设备具有优秀的协议配置功能和很好的通讯 兼容性，可以快速的集成第三方的仪表设备并保证通讯的稳 定与可靠性，比如我们的网关设备拥有多种类型的通讯接口 形式，并且内置可

6、编程控制、通讯策略。2）可比性横向可比性是这一系统最重要的特征。与绝对的能耗数 量相比，各个建筑总能耗、人均、面积能耗的相对位置，某 种意义上更能揭示能源使用中的问题，也更能激发改善建筑 物管理、降低能耗的愿望。可比性的基础，是对某些约定的 规范化，形成用于能耗信息交互的“协议”。3）安全性安全性是衡量一个系统非常重要的设计指标，特别是针对WE应用平台，一方面要保证服务器等设备不被黑客、病 毒破坏，还好通过高度安全性的数据存储和读取方式保证数 据安全。艾科的平台采用Linux为核心操作系统来保证系统的稳定安全，同时通过分布式存储的方式保证数据的完整 性、机密性。4）稳定性系统的稳定性直接影响到

7、了后期管理成本和维护成本， 是系统最关键之处。艾科从系统架构入手，在软件平台、通 讯传输上非常重视通过分布式存储、分布式管理的方式来保 证系统的稳定性，如在系统架构上，增加有独立管理和数据 存储功能的数据网关，在通讯上尽量利用有线网，同时备选 艾科可靠成熟的RF470短距离无线通讯，以解决部分监控点 施工难的问题。1.5系统架构系统整体规划本次建筑能源管理系统包括数据集成、数据存储管理、 基础信息管理、能耗数据设备监管服务、数据接口等部分组 成，如 下 图 所 示节能监管平台第三巫站.上签麗管O心.OA. Petal. ERP, BA会K接口iebGIS 工作流通诲筑甲户数据存储数据采集实时哇

8、耗气电JKSCADA畦笔适配Da.t aEase数据集成：用于多种集成技术方案，获取第3方的数据，如其他的能源管理系统资料、数据库数据甚至终端仪表的转 换数据。数据采集：通过计算机通讯技术手段，对能耗的分类分 项进行实时的采集。数据存储：通过分布式存储技术对耗能设备、采集计量 仪表、分类分项能耗数据、业主信息、建筑信息、系统运行 日志等进行存储。监管服务：监管服务是整个节能监管平台的核心业务， 它包含整个系统中数据的各种应用。数据服务：为第三方的系统提供数据访问接口，或直接 将数据传送给第三方的系统。集成服务：与第三方的系统进行整合，实现应用与数据的交互系统组成架构为保证系统的稳定性，本次建筑

9、能源管理系统由三层组成，如下图所示：应用业努层 耳呈塁n V-illhITCP/IP. BA匚曲十控制层数据感知层龍耗计量分忻書能揑制中央空溺如雲建筑能源管理系统架构图第一层：数据感知层。由各种能耗计量仪表组成，如：热量表、网络水表、网 络电表、采集器等。在每个风机盘管上安装一个采集器，采集器与风机盘管 的高、中、低档位及阀门连接，采集每台风机盘管高、中、 低档的热交换时间；采集器与控制面板TCA连接，该系统已经包含有温度控制器，用户不用再配置温控器。网络电表：用于电力参数计量。远传电表技术要求:电表为直读式智能电表，非脉冲信号输出，带RS485通信接口；电表的通信协议须符合中华人民共和国电力

10、行业标准多功能电能表通信规约(DL/T645-1997 )或多功能电能表通信规约(DL/T614-2007)；具有制造计量器具许可证及相关认证；通信协议为标准的Modbus协议，通信协议可开放给第三 方集成。网络水表：符合国家行业技术标准，收集数据用于系统分析管理。水表为直读式智能水表，带 RS485通信接口；水表精度不低于B级；符合国家或行业相关标准：电子远传水表(CJ/T 224-2006)住宅远传抄表系统数据专线传输(JG/T 162-2004)户用计量仪表数据传输技术条件(CJ/T 188-2004)表计具有制造计量器具许可证及相关认证；通信协议为标准的Modbus协议，通信协议可开放

11、给第三 方集成。第二层：采集网络层。是数据感知层与应用管理层的网络连接、数据和命令的 交换。由采集网关对各仪表采集数据，向上层传输数据，带 数据过滤与存储功能，并向下层传递控制指令，采集网关接 口丰富，可兼容 RS485 M-BU蒔通信接口的仪表。采集网关：用于数据收集、交换，连接于能耗计量表计 与交换机之间，是本系统重要器件，可使系统的各种监测设 备接入以太网，同时适用于多种设备的通信转换（如：Modbus-TCP/IP ）。1台采集网关下行有 4个RS485接口，每个 接口可带32块表计（电表、水表、热量表等），由网络中心 为每台采集网关提供独立的IP地址，采集网关通过 TCP/IP通 信

12、协议，将数据传输到数据集中器，供上级管理中心调度数 据使用。第三层：应用管理层。通过服务器与管理软件，实现能耗计量、网络温控、能 耗分析、能耗查询、能耗警报等功能。由建筑能源管理软件、服务器等组成。系统软件基于多进程、多任务 Windows Server 2008中文操作系统。系统在配电室值班室内设监控主站一套，系统主站设备包括监控服 务器、UPS打印机等设备，系统监控服务器的电源由不间断 电源（UPS）提供,系统通讯布线由系统网络拓朴图确定。通过本地服务器接口，Wei浏览器客户端或其他有安全级别的终端服务器，将数据呈现给不同级别权限的用户并进 行控制访问。12.5.3 系统特点高扩展性：分布

13、式体系架构，终端仪表可无限扩充；高性能：数据分层存储，分而治之的高性能架构；高可用性：各层责职明确，确保整体架构的稳定性；高稳定性：多级数据存储于处理，数据完整性不受系统 断电及意外故障的影响。模块化组合：有丰富的管理分析模块，按照建筑行业的 内部管理运行模式分为公共区域、用能区域，按照各用能环 节的详细分解出办公用电、动力用电、空调用电等环节，按 照建筑行业的物业管理模式分解考核指标等等。采用B/S结构模式，通过 Web浏览器展现，方便管理者、 研究者对各种分析结果、展现报表和数据的访问，并实现远 程和异地管理。系统支持个性化的门户管理，可为不同管理 人员定制不同的展现门户。系统设有专门的

14、Web门户展现和管理平台，支持基本的 We开发功能和嵌入任意的 We页，并 集成了网络报表、智能图表和仪表盘、自由查询、快速索引 和自动报告等专业化的展现方法。1.6能耗的分类分项计量能耗分类能耗数据是能源管理分析的基础，对于每一类建筑，需 要采集的数据指标分为建筑基本情况数据和能耗数据采集 指标两大类。建筑能源管理系统的分析基础来自于建筑内的 各种能耗数据的采集，依据建筑物的不同功能区域和系统设 计，针对能源管理系统的分析需要进行选择性的数据采集， 采集依据下表中的分类标准。能耗数据采集指标包括各分类能耗和分项能耗的逐时、 逐日、逐月和逐年数据，以及各类相关能耗指标。各分类能 耗、分项能耗以

15、及相关能耗指标。结合国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统 分项能耗数据采集技术导则及本项目医院的实际情况，对 应于能耗类型，需要按以下能耗类型指标进行分类采集：分类能耗（1）电量;（2）水耗量；（3）空调耗能量；162 分项用电按国家导则要求，电量应分为 4项分项，包括照明插座 用电、空调用电、动力用电和特殊用电。电量的4项分项是必分项，各分项可根据建筑用能系统的实际情况灵活细分为 一级子项和二级子项，是选分项。其它分类能耗不应分项。用电分项计量如下图：建筑总用电丙明捕座甲电动力用电特眛壬电空调甲电其他持殊用电信息中心用电电捋用电办公设备用电照明用电水泵用电吸收机用电总电量计量采集对象：

16、变配电室总供电回路。分项用电计量A. 空调用电B. 照明插座用电C. 动力用电D. 特殊用电1.7系统功能能耗统计系统提供多种数据统计方式，可按能耗类型统计、按区 域统计、按设备类型统计。系统可提供日统计、月统计、年 统计等多种时段数据的统计方式。密12iT24M-1西时 HH1WI1 r ；E ztn-w-w ill”咖;Hp IIWH临J|着I0431033汕酊I4QH2C*0W3 I2 Hi11AID&一 1EE W1T4JI3jm-mT J1IDJE2D3KD 11041 -Ji1MH1MI少El*I2MI1工曲曲11H3MLHin W& 110&伯劣JHE1IO&VI?rAB 呱讪焉

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19、WM?79G7TW!5r：阳溝UPiWO15MHT3ME45BuClisusml-HTMUS iCRIUll I昨?5 ： MSI4Z?T1B(KMfPtM*IMQOff3J-wnn2- *i 叮立H卩忡世*dl卡能耗指标计算系统自动计算各类相关能耗指标，如下：（1）建筑总能耗，建筑总能耗=总用电量折算的标准 煤量+集中供热耗热量折算的标准煤量+集中供冷耗冷量折算的标准煤量+建筑所消耗的其它能源应用量折算的标准煤量。（2）单位建筑面积用电量（总用电量 /总建筑面积）（3）单位空调面积用电量（总用电量 /总空调面积）（4）单位建筑面积分类能耗量（分类能耗量直接计量值/总建筑面积）（5）单位空调面

20、积分类能耗量（分类能耗量直接计量值/总空调面积）（6）单位建筑面积分项用电量（分项用电量直接计量值/总建筑面积）（7）单位空调面积分项用电量（分项用电量直接计量 值/总空调面积）（8）用能定额管理根据各个部门不同的情况（如部门人数，耗能设备数量 等），对各个部门进行能源定额管理，提供定额分配明细查 询功能；根据用电性质，对能耗结构分析。AKEiag鹽八.三I斌椁NlJ Mi图：能耗定额指标銅殆Ih 融頁耳巫 期1 回堀IWhS nBfli 2t)r3 01O6- 2O1M2 W単张II4 轉 11 |gf 1 MI lAMi庄-I ) Ni | Bill art n fgrimt J BM1：

21、 2O1M14l201M2-D7跨“*2杯?hl.:训”创曲加owooO.MCOOt申woo20L 如二&2/B4.OlHOO.；L1!4tjmoion 山 *0279.753UMOM30 土窪：2址加! ：220.41! 11）工出站2&E 0 11ar.zusO.MOO心哋）Mb20 &fl 150 0400企 DKOC024j：itEaic用鼻訂村;rBllE:HJ.汁SrOMiHKEWta”咗nxaMi曾陀iK4srwW IM!i 14 vcirULmrtais m aiiitx unv iixBfflfefflM.ms*E14m in -3 Hietffl Hi“W X4-|M F

22、rtMftON h数据维护提供对单个电表数据维护功能，可添加，修改和删除电 表某时刻的上报示数；同时也可提供单个电表维护功能，如 电表换表记录，维修记录以及电表所属组织变更履历。AI/C |逝时擁歳 rani. vamuMH豊工4UUH BEfclr曲础亞蠱粗上番- J!*9音1Ettas-MS*AC- InWT翁乍吕器券轻ms甜歸砒彥知Q皿林和U叵01快脱】Q卜11ftp*戸H tU亍蒯吟啊录HM3OJ5営 ion+能耗分析系统提供多种分析算法，如同比、环比、排名等方式， 可实现对区域能耗、具体能耗类型、设备类型能耗进行分析。 分析时段可提供日分析、周分析、月分析、年分析以及任意 指定时段内

23、的数据分析。提供曲线、棒图、饼图等图形方式 的打印和保存。可根据区域、组织不同的用电类型以及用电性质划分等 统计对象以报表形式统计某个月每一天或某年的某个月的 能耗数据；利用灵活的报表配置功能，用户可通过配置分析 模型配置的能耗分析图表，能够多维度（时间、区域、建筑类型、能耗分类分项及建筑物等）查询所需数据，对不同的建筑类型、建筑、区域等用能情况进行对比分析，找出某时 段及某区域的用能高峰，挖掘节能潜力。1.8主要设备介绍采集网关产品概述:能耗数据采集器是一种物联网底层设备（仪表）的数据 汇集和管理的设备，可采集不同品牌的水表、电表、热量表 等网络仪表的数据，所有采集到的数据上传到数据集中器或

24、 能耗数据中心，通过联网通讯，可以在多台电脑上对能耗数 据采集器进行查询和设置操作，是计费系统中的一个重要设 备。功能介绍:序号功能描述兼谷采集不冋品牌水表、电表、热量表等网络仪表数1据42支持WEB页面查询仪表状态、仪表数据和抄表日志i下行支持RS485M-BUS接口，上行支持RS485和RJ453通讯接口i4LED指示，方便日常维护i5可支持DC24V DC12V集中供电输出技术规格参数:工作电源AC220Vt 10% 50 1Hz输出电源DC24V功耗 15W显示方式WEB LED指示灯处理器米用工业级嵌入式ARM9处理器 工作频率456MHZ操作系统通讯方式无线射频通讯，4路下行RS485通信,2路上行 RS485通信 CAN, RJ45最大波特率RS485: 9600bps,电源负载150 W可带负载RS485接口： W 128 个无线最大通讯距离可视距离300m工作温度温度：-30 C+60C,湿度w 90%RH（不结露）外形尺寸370 X 290 X 80(mm)重量4.2kg