第1章 能源计量系统

江西省南昌市XXXC座项目能源计量系统主要对整个建筑内的水、电、暖通进行远程计量、收费和管理，系统自动采集远传水、电、暖通表明细用能信息，透过数据采集网关，经系统数据网络传送至主机实现对组织用能情况的实时监测，一旦发生需量越限、功率因数过低等情况，及时发出告警提醒用户处理。

1.1.    系统概述

能源计量系统是一套以计量为基础，对建筑水、电、暖的用量进行独立核算的智能化计量管理系统；水表、电表、暖通表的集成是采用能耗数据采集器对仪表进行带载，上传，实现远程计量控制。能源计量管理系统可以由下面的几个子系统组成：

1)        电量计量子系统：

主要是对用户的用电量进行计量和远程抄表；系统主要由前端的网络智能电表和能耗数据采集器组成。

2)        冷/热水计量子系统：

主要是对用户的冷热水用量进行计量和远程抄表；系统主要由前端的网络智能水表和能耗数据采集器组成。

3)        暖通计量子系统：

主要是对用户的冷暖空调用量进行计量和远程抄表；系统主要由前端的网络智能暖通表和能耗数据采集器组成。

1.2.    需求分析

设计原则及目标

Ø  标准化：设计及其实施按照国家和地方的有关标准进行，选用的系统设备、产 品和软件尽可能符合相关工业标准，并且有CMC认证；

Ø  先进性：工程的整体方案将保证具有明显的先进特征。考虑到电子、信息技术 的迅速发展，本设计在技术上将适度超前，所采用的设备，产品和软件不仅成熟而且能代表当今世界的技术水平。

Ø  合理性和经济性：在保证先进性，满足用户需求的同时，以提高工作效率，节 省人力和各种资源为目标进行工程设计，充分考虑系统的实用、适用和效益，争取获得最大的投资回报率；

Ø  结构化和可扩充性：系统的总体结构将是结构化和模块化的，具有很好的兼容 性和可扩充性，使系统能在日后得以方便地扩充；

Ø  管理简单：全面综合优化优选，强调以人为本，系统易学易用，实现现代管理。

系统结构

能源计量管理系统通讯采用RS485标准工业总线，设计采用3层结构：

Ø  上层：中央管理层，主要由电脑和系统管理软件构成。

Ø  中央层：系统扩展层，主要由各种通讯管理器构成。

Ø  底层：数据采集层，主要由各种仪表组成。

1.3.    系统设计说明

设计原则

1)        合法性：具备计量体系和相关产品的计量器具的生产许可证等，没有知识产权的纠纷。

2)        稳定可靠性：通讯的方式建议选用最稳定可靠的方式而不是最先进的方式系统应具备良好的抗干扰能力，建议采用成熟的国际通用标准RS485。

3)        经济性：保证稳定的工作状态并能够通过优化设计达到良好的性价比。 

4)        实用性和成熟性：系统具备工程中所要求功能的能力，并且实现全中文操作，并应采用被实践证明为成熟和适用的知名品牌技术和设备。

5)        先进性：系统采用分布式、模块化的结构，采用先进的计算机、通信、测量和显示技术的实例。

6)        开放性和标准化：系统遵循开放性原则，提供符合国际标准并满足国家及行业最新规范的软件，硬件、通信、网络，操作系统和数据库管理系统等诸方面的接口与工具，使系统具良好的灵活性、兼容性，扩展性和可移植性。

7)        扩展性：能满足用户将来的需求及系统规模的扩大。 

系统拓扑图

  系统构成

1)        电量计量子系统设计说明

直接采用带RS485通讯的网络电表，采用RS485通讯方式与能耗数据采集器进行通讯组网，实现远程抄表功能。采用网络电表组网的特点是抄表准确，通信可靠，有别于传统的脉冲输出采集的设计模式，避免了脉冲输出所产生的抄集数据与表具现场数据不一致的问题。

2)        冷/热水计量子系统设计说明

直接采用带RS485通讯的网络水表，采用RS485通讯方式与能耗数据采集器进行通讯组网，实现远程抄表功能。采用网络水表组网的特点是抄表准确，通信可靠，有别于传统的脉冲输出采集的设计模式，避免了脉冲输出所产生的抄集数据与表具的现场数据不一致的问题。

3)        暖通计量子系统设计说明

直接采用带RS485通讯的网络暖通表，采用RS485通讯方式与能耗数据采集器进行通讯组网，实现远程抄表功能。

1.4.    系统功能

Ø  实时检测：自动检测系统内各点的工作状态，判定其是否正常；如果出现故障，自动记录故障的类型、时间和次数。

Ø  用水、电计量采用“预付费”方式进行，在预充水、电量快用尽时系统会及时提醒到圈存机上圈存电量。

Ø  保密功能：管理系统软件按不同的优先级别设有密码，可以防止无关人员乱操作，破坏系统或资料；

Ø   综合统计：可实现按类别、按片区、按单位等不同要求的综合统计； 采用Windows2000/XP操作系统，简体中文图形操作界面；SQL Server 2000/2005数据库；

Ø   数据交换：管理人员需查询的数据可以以标准、通用的格式直接导出，可满足智能系统集成要求。

1.5.    选型设备介绍

能耗数据采集器DCM

作为建筑能源物联网能耗数据汇集及管理层，可管理带载128个仪表，支持RS485、RS232、CAN、RJ45、DTU、M-bus、BACnet等接口或协议。

（1）接口说明

Ø  存储空间256M，可缓存30天的数据；

Ø  LED灯态显示，可显示采集、通讯、报警、网络错误等各种工作状态；

Ø  下行支持4路RS485通讯接口、1路M-BUS通讯接口；

Ø  上行支持1路RJ45网络通讯接口；

Ø  上行通信支持通过DTU使用GPRS或3G网络通讯，或RF470MHz无线通讯；

Ø  支持一路USB HOST接口，便于连接即插即用的USB设备；

Ø  使用高精度实时时钟芯片，并支持远程校时功能；

 

 

（2）技术参数