核心提示：LonWorks現(xiàn)場總線技術(shù)在高校能源管理系統(tǒng)、建筑能源管理系統(tǒng)、企業(yè)能耗監(jiān)測系統(tǒng)、樓宇自控、智能建筑、工業(yè)自動化領(lǐng)域已廣泛應(yīng)用，在這些領(lǐng)域中，LonWorks通訊接口智能儀表及設(shè)備可直接接入現(xiàn)場LonWorks網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)實時、互操作。同時，大量的第三方RS232、RS485等普通智能儀表及設(shè)備采用普通串口通訊如ModBus、MBus等協(xié)議，在一些不方便布線的場合，ModBus、MBus協(xié)議RTU通過433M無線、ZigBee無線通訊網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)，LonWorks網(wǎng)關(guān)即是將此類儀表及設(shè)備ModBus、MBus協(xié)議轉(zhuǎn)換為LonTalk協(xié)議，從而接入現(xiàn)場LonWorks網(wǎng)絡(luò)。
關(guān)鍵詞：LonWorks,現(xiàn)場總線，RS485,RS232，433M，ZigBee，ModBus，MBus，串口通訊，網(wǎng)關(guān)，協(xié)議轉(zhuǎn)換，分布式能源監(jiān)管，能源管理系統(tǒng)，能耗監(jiān)測，能源監(jiān)管，樓宇自控，LonTalk，數(shù)據(jù)采集，自動化，軟件平臺，高校，節(jié)約型校園，建筑，歷史曲線、報表，實時，互操作，節(jié)能，節(jié)約。
一、概述
隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑高耗能的問題日益突出。高校作為大型公共建筑的典型代表，存在能耗、水耗抄表數(shù)據(jù)不完整、不全面，造成管理難度大、能源利用存在浪費現(xiàn)象。為了確保高校校園建筑的能源需求且實現(xiàn)有效節(jié)能，很有必要建立能源遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理系統(tǒng)、掌握建筑能耗的實時數(shù)據(jù)、對各種能源系統(tǒng)進(jìn)行分布式監(jiān)控與集中管理。
二、節(jié)約型校園建筑能源管理系統(tǒng)平臺建設(shè)總體目標(biāo)
Highsys®建筑能源管理系統(tǒng)平臺建設(shè)，是依據(jù)教育部和國家住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部2008年出臺的《高等學(xué)校節(jié)約型校園建筑節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》等相關(guān)規(guī)定，采用本公司先進(jìn)的分布式能源監(jiān)管系統(tǒng)技術(shù)，總體目標(biāo)為：
1）校園各種能耗實時分類/分項/分戶精確計量，計量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸，為建筑能源管理部門提供決策依據(jù)。
2）通過對校園重點能耗設(shè)備的智能控制，有效降低高校總的能耗。
3)以實時監(jiān)測能源數(shù)據(jù)為依據(jù)，實現(xiàn)有效節(jié)能，并提高高校能源運行的自動化管理水平。
三、節(jié)約型校園節(jié)能策略分析
高校各類建筑能源系統(tǒng)運行通過建立一套獨立的能源管理系統(tǒng)平臺實現(xiàn)。能源管理系統(tǒng)平臺可以根據(jù)預(yù)先編排的設(shè)定條件參數(shù)，程序?qū)?/SPAN>各類用電設(shè)備進(jìn)行最優(yōu)化的管理，從而達(dá)到節(jié)能的目的。
四、節(jié)約型校園能源管理系統(tǒng)平臺的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
Highsys®節(jié)約型校園能源管理系統(tǒng)平臺節(jié)能包括：建筑節(jié)能、設(shè)備節(jié)能和管理節(jié)能。
Highsys®節(jié)約型校園能源管理系統(tǒng)平臺是基于自動化控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上一套計算機智能化的管理軟件平臺。該系統(tǒng)通過對高校校園內(nèi)建筑物各類能耗參數(shù)的收集、分析，運用科學(xué)算法發(fā)出合理的操控指令。
Highsys®節(jié)約型校園能源管理系統(tǒng)平臺以計算機、通訊設(shè)備、測控單元為基本工具，為校園各類能源的實時數(shù)據(jù)采集、開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測及遠(yuǎn)程管理與控制提供了基礎(chǔ)平臺，它可以和檢測、控制設(shè)備構(gòu)成任意復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用分布式監(jiān)控和集中管理的計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，一般分為三層：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層。
Highsys®LonWorks網(wǎng)絡(luò)技術(shù)節(jié)約型校園能源管理系統(tǒng)平臺網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下：
1）站控管理層
站控管理層針對能耗監(jiān)測系統(tǒng)的管理人員，是人機交互的直接窗口，也是系統(tǒng)的最上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備，如工業(yè)級計算機工作站、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、大屏幕顯示設(shè)備、打印機、UPS 電源、路由器等組成。監(jiān)測系統(tǒng)軟件具有良好的人機交互界面，對采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計算、分析與處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運行狀況。
2）網(wǎng)絡(luò)通訊層
網(wǎng)絡(luò)通訊層主要是由通訊管理機、以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，負(fù)責(zé)對現(xiàn)場設(shè)備回送的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、分類和傳送等工作的同時，轉(zhuǎn)達(dá)上位機對現(xiàn)場設(shè)備的各種控制命令。
通訊管理機：是系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理和智能通訊管理中心。它具備了數(shù)據(jù)采集與處理、通訊控制器、前置機等功能。
以太網(wǎng)設(shè)備：包括工業(yè)級以太網(wǎng)交換機。
通訊介質(zhì)：系統(tǒng)主要采用屏蔽雙絞線、光纖以及無線通訊等。
3）現(xiàn)場設(shè)備層
現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由智能網(wǎng)關(guān)、智能儀表和設(shè)備組成，采用具有高可靠性、帶有現(xiàn)場總線連接的分布式I/O控制器構(gòu)成數(shù)據(jù)采集終端，向數(shù)據(jù)中心上傳現(xiàn)場儀表能耗計量數(shù)據(jù)。測量儀表擔(dān)負(fù)著最基層的數(shù)據(jù)采集任務(wù)，其監(jiān)測的能耗數(shù)據(jù)必須完整、準(zhǔn)確并實時傳送至數(shù)據(jù)中心。
（一）、數(shù)據(jù)的采集和存儲
數(shù)據(jù)的采集和存儲是整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)，沒有大量的數(shù)據(jù)就無法進(jìn)行有效的分析，沒有有效的分析就無法得到正確的能源管理措施。數(shù)據(jù)可通過Highsys®節(jié)約型校園能源管理系統(tǒng)平臺采集。
數(shù)據(jù)內(nèi)容主要包括：校園環(huán)境參數(shù)、設(shè)備運行狀態(tài)參數(shù)、各設(shè)備能耗數(shù)據(jù)等。獲取的參數(shù)越多、運行的周期越長，越容易得到準(zhǔn)確的結(jié)論。但若參數(shù)過多，又會造成建設(shè)成本的大量增加，因此可根據(jù)校園具體情況把數(shù)據(jù)分為：系統(tǒng)運行所必須的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和輔助數(shù)據(jù)（可選數(shù)據(jù)），在管理效果和建設(shè)成本間取得平衡。
通過對校園的能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析，結(jié)合模型校園能耗對比，確定校園能耗對比，確定校園的能耗狀況和設(shè)備能耗效率，從而提供校園能源管理優(yōu)化措施。
校園節(jié)能措施主要通過能源管理平臺提供技術(shù)手段，是能源控制和管理措施實現(xiàn)的技術(shù)保障，并通過建立以高校主要領(lǐng)導(dǎo)帶隊、各級領(lǐng)導(dǎo)參與、能源管理部門直接負(fù)責(zé)的一整套節(jié)能監(jiān)管體系和制度，確保校園能源系統(tǒng)節(jié)能高效運行。
Highsys®節(jié)約型校園能源管理系統(tǒng)平臺用表格和圖片的形式體現(xiàn)校園的能源使用情況、設(shè)備能耗、設(shè)備運行效率、能耗歷史曲線等，以適應(yīng)不同管理者的需求。系統(tǒng)能提供WEB服務(wù)，獲得授權(quán)許可的遠(yuǎn)程用戶能通過瀏覽器登陸能源管理系統(tǒng)，了解本部門的能源使用數(shù)據(jù)，方便對本部門節(jié)能潛力方向的分析。
本文僅是泛泛地談及能源監(jiān)管系統(tǒng)基本知識，并不代表本公司技術(shù)方案。
