淺談高校學(xué)生公寓水電管理系統(tǒng)的智能控制與應(yīng)用

淮亞利

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801

摘要:隨著高校后勤管理的社會(huì)化改革,水電管理也日趨規(guī)范化、科學(xué)化。“以電控水”的高校學(xué)生公寓水電管理智能控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了集購(gòu)電、用電、計(jì)量、控制、統(tǒng)計(jì)、管理于一體的先進(jìn)管理模式。

關(guān)鍵詞:學(xué)生公寓;以電控水;智能;采集器

中圖分類(lèi)號(hào):TP273+.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1673-0496(2010)02-0045-03

學(xué)生公寓是高校用水用電的大戶(hù),水電問(wèn)題不僅直接牽涉到學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活,也關(guān)系到學(xué)院的經(jīng)費(fèi)開(kāi)支。切實(shí)做好節(jié)約用水用電、安全用水用電,杜絕違章用水用電,保證水電的正常供應(yīng),為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)良好的學(xué)習(xí)和生活環(huán)境,是加強(qiáng)高校學(xué)生公寓水電系統(tǒng)科學(xué)、規(guī)范管理的重要舉措,水電管理系統(tǒng)的智能控制是現(xiàn)代學(xué)生公寓管理的新理念。為此,以我院學(xué)生公寓“以電控水”的水電管理系統(tǒng)實(shí)例淺述高校學(xué)生公寓水電管理系統(tǒng)的智能控制。

1 系統(tǒng)概況

學(xué)院位于武漢市江夏區(qū),共有7棟結(jié)構(gòu)相同的學(xué)生公寓,每棟7層,共236個(gè)房間。要求設(shè)計(jì)一個(gè)智能化的現(xiàn)代學(xué)生公寓水電管理系統(tǒng),通過(guò)該系統(tǒng)能夠達(dá)到節(jié)約用水、安全用電、管理方便的目的。當(dāng)房間的預(yù)付費(fèi)用水量快用完時(shí),通過(guò)拉閘短時(shí)限電報(bào)警,提示用戶(hù)購(gòu)水;當(dāng)房間預(yù)付費(fèi)電量快用完時(shí),也是通過(guò)拉閘短時(shí)限電報(bào)警,提醒用戶(hù)購(gòu)電,出現(xiàn)惡性負(fù)載時(shí)立即斷電。它是一個(gè)具有用水量、電量實(shí)時(shí)采集遠(yuǎn)傳,預(yù)付費(fèi)用水用電管理,自動(dòng)催繳告警,對(duì)各房間異常用水用電情況及時(shí)掌控,遠(yuǎn)程斷送電控制,數(shù)據(jù)報(bào)表分析等功能的節(jié)水用電集中管理系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)方案確定

根據(jù)公寓的布局、房間的布置及管理要求,確定系統(tǒng)總的設(shè)計(jì)思想為:

(1)設(shè)置一個(gè)管理控制點(diǎn),所有公寓水電表的信號(hào)線都連接到該控制點(diǎn)的PC機(jī)上,學(xué)生可在該處繳納水電費(fèi),也可實(shí)時(shí)查詢(xún)每個(gè)房間的用水、用電情況。

(2)各房間內(nèi)安裝智能水表,用水信息實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地傳輸?shù)焦芾砜刂泣c(diǎn)的PC機(jī)上。若發(fā)現(xiàn)用水異常(如水費(fèi)不足等),系統(tǒng)能夠?qū)嵤嚯娞嵝?催繳水費(fèi),即“以電控水”,做到水電表統(tǒng)一控制,集中管理。

(3)多用戶(hù)智能電子表集中安放在每棟公寓一層的配電室內(nèi),具有預(yù)購(gòu)電、惡性負(fù)載識(shí)別、上限用電負(fù)荷控制、通斷電控制、數(shù)據(jù)收發(fā)等功能,在每個(gè)單戶(hù)出線處加裝空開(kāi),可方便用電管理和防止用電意外。

(4)通過(guò)屏蔽阻水電纜把所有多用戶(hù)智能電子表、水表連接起來(lái),從管理控制點(diǎn)PC機(jī)布線連接每一采集查詢(xún)終端(水、電表采集終端共用),即采集器,下行線再連接電表間內(nèi)所有多用戶(hù)智能電子表及每個(gè)宿舍的水表,水表的信號(hào)線(RS485線)需通過(guò)樓層間電纜井連接至每一房間的水表。安裝電表時(shí)根據(jù)實(shí)際房間數(shù)合理布線,盡量做到三相用電平衡。

2.2水表系統(tǒng)

每棟公寓的每個(gè)房間都安裝一塊水表,并通過(guò)RS485線連接到一層配電室的SFCJ-32型采集器(共8只),每個(gè)采集器上限可用于32戶(hù)的水表數(shù)據(jù)采集,如圖1所示。

圖1水表系統(tǒng)圖

該系統(tǒng)將用水量數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、傳輸、處理和控制,通過(guò)抄表軟件定期對(duì)各水表數(shù)據(jù)進(jìn)行抄收、保存、累計(jì)以及費(fèi)用結(jié)算,對(duì)各水表的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè),以確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行,同時(shí)建立所有用戶(hù)的相關(guān)資料數(shù)據(jù)庫(kù),可以進(jìn)行各類(lèi)數(shù)據(jù)處理及打印各類(lèi)統(tǒng)計(jì)報(bào)表,實(shí)現(xiàn)了近、中、遠(yuǎn)程集中抄表,克服了傳統(tǒng)人工抄表效率低和容易出差錯(cuò)的缺點(diǎn),從根本上實(shí)現(xiàn)了用水計(jì)量的自動(dòng)化管理。

2.3電表系統(tǒng)

每棟公寓每個(gè)房間的電表集中安裝在一層配電室的計(jì)量箱內(nèi),采用的是DDS395型單相電子式電能表,用于測(cè)量額定功率為50HZ,額定電壓為220V的單相交流有功電能。該表具有集抄管理功能。用電量數(shù)據(jù)通過(guò)和水表數(shù)據(jù)采集共用的采集器進(jìn)行采集,該采集器具有集控、預(yù)付費(fèi)管理、用戶(hù)過(guò)載斷電等功能。系統(tǒng)示意圖如圖2所示。

2.4以電控水

將水表系統(tǒng)和電表系統(tǒng)結(jié)合在一起就構(gòu)成了學(xué)生公寓“以電控水”的水電管理智能控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)通訊線將水表的數(shù)據(jù)采集到PC機(jī),然后通過(guò)PC機(jī)來(lái)進(jìn)行控制,如果某個(gè)房間用水預(yù)付費(fèi)不足,系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)將其房間的電關(guān)斷,即通過(guò)電來(lái)控制房間水的使用。這樣管理將更加方便、更加人性化,不會(huì)因停水造成學(xué)生生活的不便。

3 系統(tǒng)功能

(1)管理員權(quán)限分配。系統(tǒng)可以分配不同的管理級(jí)別和權(quán)限,有利于明確管理責(zé)任,保證系統(tǒng)運(yùn)行管理安全。

(2)退房、換房管理。用戶(hù)輸入公寓號(hào)、房間號(hào)后,系統(tǒng)自動(dòng)提供此房間總購(gòu)電量、總補(bǔ)助電量、剩余電量等信息,用戶(hù)查看后輸入退換房電量、保留電量,系統(tǒng)自動(dòng)完成退換房金額計(jì)算、剩余電量處理等功能,退換房歷史信息也可查詢(xún)、打印。

(3)月補(bǔ)電量管理。用戶(hù)可以根據(jù)房間居住學(xué)生數(shù)目的不同設(shè)置每個(gè)房間不同的補(bǔ)助電量,按月進(jìn)行添加,系統(tǒng)自動(dòng)記錄補(bǔ)助電量添加情況。如該房間免費(fèi)電量未用完,剩余電量自動(dòng)轉(zhuǎn)入下月,補(bǔ)助電量添加歷史記錄可查詢(xún)打印。

(4)短路保護(hù)。在用電出現(xiàn)意外的情況下,安裝在用戶(hù)表下方的空開(kāi)馬上跳開(kāi),防止事故發(fā)生。

(5)定時(shí)統(tǒng)一停送電。在需要集中停送電的時(shí)候,可進(jìn)行定時(shí)設(shè)置,比如:學(xué)校晚上11:00統(tǒng)一停電,早上5:30統(tǒng)一送電,學(xué)校放假統(tǒng)一停電等。

(6)預(yù)收費(fèi)管理。該系統(tǒng)采用預(yù)收費(fèi)管理在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行預(yù)售電,學(xué)生先買(mǎi)電,后用電,售電數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至計(jì)量系統(tǒng)。

(7)電量預(yù)警管理。當(dāng)用戶(hù)預(yù)購(gòu)電量低于某電量值(一般為5kW·h)時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)切斷該用戶(hù)的電源一段時(shí)間(通常10～20min)再自動(dòng)恢復(fù)供電,來(lái)提醒用戶(hù)盡快購(gòu)電。當(dāng)用戶(hù)的預(yù)付費(fèi)電量用完時(shí),需重新購(gòu)電才可恢復(fù)供電。

(8)語(yǔ)音聲光報(bào)警。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障無(wú)法正常控制時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)聲報(bào)警并通過(guò)數(shù)據(jù)管理器的液晶顯示屏告之故障位置。

(9)用戶(hù)用電信息發(fā)布。學(xué)生可以通過(guò)安裝在配電室里的采集器或每棟樓梯口處的LED顯示屏很方便的查詢(xún)或?yàn)g覽每個(gè)房間當(dāng)前的用電量和剩余電量,以便及時(shí)繳費(fèi),也可到管理點(diǎn)查詢(xún)。

(10)數(shù)據(jù)查詢(xún)統(tǒng)計(jì)管理。售電時(shí)可打印售電票據(jù)(配置票據(jù)打印機(jī)),數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)備份,可將系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的用戶(hù)信息、水電量數(shù)據(jù)和購(gòu)電記錄等,定時(shí)備份到其他存儲(chǔ)器(如:光盤(pán)、硬盤(pán)等),以防數(shù)據(jù)丟失。也可將某段時(shí)間、操作員、公寓、房間隨意組合查詢(xún)售電情況,提供售電度數(shù)、售電時(shí)間、售電員、金額等詳細(xì)信息。

4 安科瑞高校宿舍預(yù)付費(fèi)電控系統(tǒng)的介紹及選型

4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

AcrelCloud-3100整合高校需求，在原有預(yù)付費(fèi)基礎(chǔ)上增加了宿舍電能管理所需的各種功能，解決了高校宿舍電能管理問(wèn)題。

4.2  系統(tǒng)功能

AcrelCloud-3100學(xué)生宿舍版預(yù)付費(fèi)云平臺(tái)是與ADM130（一進(jìn)三出）或ADF300L（多回路計(jì)量箱）預(yù)付費(fèi)電能表配套的云平臺(tái)。它是以電能管理網(wǎng)站和集中抄表軟件為主，包括服務(wù)器，通訊管理機(jī)在內(nèi)的集成系統(tǒng)。針對(duì)高校宿舍這一特殊應(yīng)用場(chǎng)合研發(fā)，主要實(shí)現(xiàn)電能監(jiān)控、時(shí)間管理、惡性負(fù)載管理、預(yù)付費(fèi)管理等在高校宿舍中存在的特殊需求。

批量操作：系統(tǒng)支持對(duì)宿舍進(jìn)行批量設(shè)置，批量初始化、批量下發(fā)基礎(chǔ)電量、批量設(shè)置負(fù)控、批量設(shè)置時(shí)控等，方便學(xué)校進(jìn)行統(tǒng)一管理。

惡性負(fù)載自動(dòng)識(shí)別控制：對(duì)不允許使用的發(fā)熱電器（如電爐、熱得快、電熱杯等）實(shí)施自動(dòng)識(shí)別控制，發(fā)現(xiàn)這些發(fā)熱電器自動(dòng)斷電。惡性負(fù)載暫停時(shí)間和次數(shù)可通過(guò)軟件設(shè)定。  

基礎(chǔ)電費(fèi)：可以設(shè)置每月給學(xué)生下發(fā)的免費(fèi)輔助電費(fèi)，覆蓋式下發(fā)，不累計(jì)。

時(shí)間控制功能：支持8個(gè)時(shí)段設(shè)置宿舍供電斷電，方便管理學(xué)生宿舍作息 。

遠(yuǎn)程售電：操作員可以通過(guò)后臺(tái)給宿舍進(jìn)行電費(fèi)充值，學(xué)生也可以通過(guò)學(xué)習(xí)一卡通、學(xué)校公眾號(hào)進(jìn)行自助充值。

遠(yuǎn)程集中抄表：抄表信息通過(guò)網(wǎng)關(guān)實(shí)時(shí)上傳到云平臺(tái)，快速便捷，免去人工抄表 。

遠(yuǎn)程控制：可對(duì)任意一塊電表執(zhí)行遠(yuǎn)程拉閘或保電等一系列遠(yuǎn)程控制操作，方便管理 。

對(duì)接一卡通支付：系統(tǒng)支持中間庫(kù)，接口等方式對(duì)接學(xué)校一卡通，方便學(xué)生自助購(gòu)電 。

一進(jìn)三出：ADM130電表支持三回路輸出，各回路單獨(dú)分合閘、惡性負(fù)載、時(shí)控等設(shè)置。

4.3 系統(tǒng)設(shè)備選型

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著智能型水電管理系統(tǒng)的普及應(yīng)用,這項(xiàng)技術(shù)已日臻成熟。該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、操作方便,讓使用者通過(guò)計(jì)算機(jī)可即時(shí)了解本系統(tǒng)各個(gè)終端的使用情況,提高了工作效率,減少了管理成本。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展、應(yīng)用的不斷深入,“以電控水”的智能型水電管理系統(tǒng)將在各高校后勤水電管理中得到廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

【1】黃寶玉.高校學(xué)生公寓水電管理系統(tǒng)的智能控制.

【2】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2020.06版.