學(xué)生公寓安全用電智能管理設(shè)計(jì)探析

余澤浩

（福州萬達(dá)廣場(chǎng)投資有限公司開發(fā)設(shè)計(jì)部，福建 福州 350001）

1 前言

本文介紹了一種特別適用于學(xué)生公寓配電設(shè)計(jì)的智能控電管理系統(tǒng)，對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。提出“電力商品化”的現(xiàn)代消費(fèi)觀念，使學(xué)生公寓電氣設(shè)計(jì)具備了程序化、標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化的可能性，為進(jìn)一步的工程實(shí)踐提供依據(jù)和指導(dǎo)。

2 系統(tǒng)組成及功能簡(jiǎn)述

本系統(tǒng)分為標(biāo)準(zhǔn)通訊型和網(wǎng)絡(luò)通訊型兩種。主要區(qū)別在于售電PC 機(jī)與管理機(jī)之間的傳輸介質(zhì)不同，標(biāo)準(zhǔn)型配置中售電機(jī)與管理機(jī)通過CPU 卡數(shù)據(jù)備份實(shí)現(xiàn)通訊，對(duì)每個(gè)用電單元實(shí)行用卡管理，而網(wǎng)絡(luò)型配置中售電PC機(jī)與管理機(jī)之間通過實(shí)現(xiàn)通訊。標(biāo)準(zhǔn)通訊型系統(tǒng)由售電PC 機(jī)、讀卡器、IC 卡、管理機(jī)、機(jī)柜等幾部分組成，網(wǎng)絡(luò)通訊型系統(tǒng)由售電PC機(jī)、管理機(jī)、機(jī)柜等幾部分組成。功能特點(diǎn)：(1)常用功能；單元用電計(jì)量計(jì)費(fèi)，單元預(yù)存電量低限提示，預(yù)購(gòu)電量，無費(fèi)關(guān)斷；(2)管理功能；單元用電儲(chǔ)值查詢，定時(shí)控電，單元限電，免費(fèi)基礎(chǔ)電量設(shè)置，房間調(diào)換數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，退費(fèi)管理；(3)保護(hù)功能；短路、漏電保護(hù)，故障自動(dòng)報(bào)警，非法操作或誤操作提示，賬戶操作日志的追蹤審計(jì)，掉電數(shù)據(jù)保護(hù)、斷電恢復(fù)，關(guān)斷失效報(bào)警，通信線路診斷等。

3 網(wǎng)絡(luò)通訊型系統(tǒng)部件及功能介紹

下面以工程設(shè)計(jì)中經(jīng)常采用的網(wǎng)絡(luò)通訊型系統(tǒng)為例，簡(jiǎn)要介紹，一下本系統(tǒng)主要部件及功能。

3.1 機(jī)柜

機(jī)柜分為集中式和分層式兩種。集中式機(jī)柜比較適合于規(guī)模較小的單元式、通廊式學(xué)生公寓配電使用；分層式機(jī)柜的主要優(yōu)點(diǎn)為布線方便、減少工程量、節(jié)約工程費(fèi)用、減少電壓損失等，特別適合于較大規(guī)模學(xué)生公寓配電使用。

機(jī)柜主要由柜體、單元計(jì)量板、數(shù)據(jù)傳輸板、空氣開關(guān)、接線端子、電壓表等部件組成。

電壓表三個(gè)電壓表分別顯示L1，L2，L3三相的交流電壓；接線端子；包括機(jī)柜的用戶線輸出端子和單元計(jì)量板接線端子排；空氣開關(guān)；用于房間用電的短路、過載保護(hù)；數(shù)據(jù)傳輸板；數(shù)據(jù)采集和傳輸及控制繼電器；單元計(jì)量板；計(jì)量和控制房間用電的單元模塊。完成電能的模數(shù)轉(zhuǎn)換，控制用戶的送電、斷電狀態(tài)。

3.2 管理機(jī)

管理機(jī)由顯示屏、鍵盤、插卡口、通訊口、狀態(tài)燈、電源燈等組成。

(1)功能；建立房間號(hào)與機(jī)柜行列號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，設(shè)置機(jī)柜的初始參數(shù)如初始電量、電流限流值等。

(2)卡的分類；分為用戶卡、管理卡和數(shù)據(jù)傳輸卡.用戶卡功能:①插卡充值.②查詢電量.③查詢斷電房間.④設(shè)置開關(guān)時(shí)間.⑤設(shè)置系統(tǒng)時(shí)間.⑥手動(dòng)房間送電.⑦手動(dòng)房間斷電.⑧取消開關(guān)時(shí)間.⑨購(gòu)電提醒明細(xì).⑩斷電房間明細(xì)。

數(shù)據(jù)傳輸卡功能:①對(duì)管理機(jī)的初始化；②數(shù)據(jù)傳輸；用于電腦控制中心與管理機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳遞。將數(shù)據(jù)傳輸卡放入管理機(jī)中，管理機(jī)中的數(shù)據(jù)將自動(dòng)導(dǎo)入數(shù)據(jù)傳輸卡中數(shù)據(jù)庫(kù)中的各種數(shù)據(jù)導(dǎo)入卡中后，將數(shù)據(jù)傳輸卡插入管理機(jī)中，管理機(jī)將自動(dòng)讀取數(shù)據(jù)。

(3)管理機(jī)與機(jī)柜、機(jī)柜與機(jī)柜之間的連接:

①管理機(jī)與機(jī)柜之間通過通訊進(jìn)行連接，管理機(jī)使用220V 電源。

②管理機(jī)與機(jī)柜之間的通訊線長(zhǎng)度不應(yīng)超過1200m。

③機(jī)柜與機(jī)柜之間通過485 通訊線進(jìn)行連接。

3.3 485 通訊智能控電操作系統(tǒng)模塊功能簡(jiǎn)介

3.3.1 房間信息管理。此模塊是485 用電管理系統(tǒng)的核心部分，分為購(gòu)電管理、換房管理、預(yù)約退房、退房管理、補(bǔ)電管理、斷電/送電管理六個(gè)子功能模塊。

①購(gòu)電管理；學(xué)生買電時(shí)使用?？梢暂斎胭?gòu)電金額或購(gòu)電度數(shù)，系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換，操作完畢可將數(shù)據(jù)發(fā)送到管理機(jī)，并月可以打印單據(jù)。

②換房管理；學(xué)生換房時(shí)使用。換房前，應(yīng)將管理機(jī)中的電量導(dǎo)入數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。換房管理分為單個(gè)換房和批量換房?jī)煞N。

③預(yù)約退房；學(xué)生即將畢業(yè)離校時(shí)，將房問內(nèi)的剩余電量結(jié)算到這時(shí)刻為，為退房管理做準(zhǔn)備。

④退房管理；學(xué)生將要畢業(yè)離校，將房間內(nèi)剩余的電量?jī)稉Q為貨幣返還給學(xué)生的操作。

⑤補(bǔ)電管理將管理機(jī)下所有房間按初始化時(shí)的月補(bǔ)電量進(jìn)行補(bǔ)電操作。

⑥斷電/送電管理；可以選擇特定或全部房間的斷電送電手動(dòng)操作。

3.3.2 綜合查詢。此模塊的功能是為了方便用戶查詢所需的各種信息，分為歷史查詢、房間信息查詢、用電統(tǒng)計(jì)查詢、電量報(bào)警查詢四個(gè)子功能模塊。

①歷史查詢；此模塊主要完成的是購(gòu)電查詢、換房查詢、退房查詢、補(bǔ)電查詢、日用電量查詢、月用電量查詢等功能。

②房間信息查詢；此模塊的主要功能是為了查詢房間信息使用。

③電量報(bào)警查詢；此模塊的主要功能是為了查詢低于或等于系統(tǒng)維護(hù)中所設(shè)置的電量下限值。

④用電統(tǒng)計(jì)查詢；此模塊的主要功能是統(tǒng)計(jì)某一個(gè)公寓或某一個(gè)管理機(jī)或某一個(gè)房間在某一段時(shí)間內(nèi)的售電量、累計(jì)用電量及相應(yīng)的金額。

3.3.3 統(tǒng)計(jì)分析。此模塊的主要功能是通過圖形來顯示某一公寓或某一管理機(jī)或某一房間在某一時(shí)間段的用電量情況，可以按月份或按日期統(tǒng)計(jì)顯示出相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析圖。

3.3.4 通訊管理。通訊管理主要完成的功能是PC 機(jī)與管理機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。內(nèi)容包括向管理機(jī)寫入房間初始化信息、向數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)寫入現(xiàn)存電量、向管理機(jī)寫入換房信息、向管理機(jī)內(nèi)寫入退房信息、向管理機(jī)內(nèi)寫入增加月補(bǔ)電信息等。

3.3.5 數(shù)據(jù)備份。數(shù)據(jù)備份主要完成的功能是將數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)備份到磁盤和從磁盤上恢復(fù)數(shù)據(jù)的操作。

3.3.6 系統(tǒng)維護(hù)。系統(tǒng)維護(hù)主要完成的功能是在系統(tǒng)使用之前對(duì)房間、用戶卡、設(shè)備、用戶的初始化等工作。主要包括三個(gè)子模塊:數(shù)據(jù)維護(hù)、參數(shù)設(shè)置、用戶管理。

①數(shù)據(jù)維護(hù):主要是對(duì)房間的初始化信息的錄入以及修改房間限流值等操作。

②參數(shù)設(shè)置:本模塊主要是對(duì)系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置的。主要包括參數(shù)設(shè)置、打印設(shè)置、機(jī)柜設(shè)置。

③用戶管理:本模塊主要是對(duì)使用本軟件的操作員進(jìn)行設(shè)置的。僅有系統(tǒng)管理員才可以添加、修改和刪除用戶的權(quán)限。

4 公寓內(nèi)布線

機(jī)柜的規(guī)格有分層式與集中式，控制方式有單控與雙控，單控指僅控制火線，雙控指零線、火線同時(shí)控制。各種計(jì)量設(shè)備的比較:①機(jī)械式電度表；僅可以完成電能計(jì)量功能，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成本低廉。如用于學(xué)生公寓，在管理使用上有以下不足:需要管理人員抄表、收取現(xiàn)余，當(dāng)電度表數(shù)量很多時(shí)，工作量相當(dāng)大。安裝時(shí)需要另加表箱、空氣開關(guān)費(fèi)用和安裝費(fèi)。②電子式IC 卡電度表；電子式IC 卡電度表可以完成用電計(jì)量及預(yù)收費(fèi)，減輕了管理人員的工作負(fù)擔(dān)，但用在學(xué)生公寓上同樣有不足之處；如果IC 卡表安裝在寢室內(nèi)，則電表容易被人為損壞；如果卡表集中安裝，會(huì)造成學(xué)生插卡使用時(shí)非常不方便。安裝時(shí)同樣需要增加表箱、空氣開關(guān)等配件以及安裝費(fèi)用。③智能控電管理系統(tǒng)；智能控電管理系統(tǒng)是專為學(xué)生公寓設(shè)計(jì)的一種產(chǎn)品，與機(jī)械式電度表和電子式IC卡電度表相比，不僅可以完成用電計(jì)量，同時(shí)還具有以下優(yōu)點(diǎn):第一，可以實(shí)現(xiàn)預(yù)收費(fèi)，特別適合于學(xué)生公寓的物業(yè)管理。第二，有強(qiáng)大的智能控電功能.例如完成定時(shí)關(guān)斷功能適合學(xué)生公寓晚間統(tǒng)一熄燈的要求、負(fù)荷控制功能根據(jù)管理需要設(shè)定用電負(fù)荷，防止學(xué)生使用電爐等大功率電器，導(dǎo)致過負(fù)荷用電。第三，具有用電數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析功能，為科學(xué)管理提供依據(jù)。第四，機(jī)柜內(nèi)己包含了表箱、空氣開關(guān)等配件，不增加額外費(fèi)用。第五，安裝簡(jiǎn)單，操作方便，設(shè)備集中管理，不易損壞。第六，系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)管理機(jī)，有統(tǒng)一的插卡孔，學(xué)生使用方便。第七，本系統(tǒng)價(jià)格低于電子式卡電表，市場(chǎng)報(bào)價(jià)約為元戶。

5 結(jié)語

智能控電管理系統(tǒng)在許多集中應(yīng)用場(chǎng)合開始顯示出獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)，這使它開始引人矚目并取得相應(yīng)的發(fā)展空間。它將逐步改變和發(fā)展原有電度表應(yīng)用領(lǐng)域的產(chǎn)品概念，在相關(guān)領(lǐng)域顯示出更大的發(fā)展前途。智能控電管理系統(tǒng)具有較高的性能價(jià)格比，大大減少了管理人員的工作量，提高了工作效率和公寓智能化管理水平，對(duì)須集中管理的學(xué)生公寓尤其適用。

[1]郭宏祥.新型學(xué)生公寓校園網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì).電氣,智能建筑.2000

[2]郭宏祥.新型學(xué)生公寓電氣設(shè)計(jì)淺析.建筑電氣資訊.2001.