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《電腦開發與應用雜志》2014年第六期

1院校水電智能管理系統解決方案

院校水電節能一方面要強化用水、用電制度和水電節約教育，另一方面在水電管理上采用智能化管理系統控制水電利用，實現水電節約的目的。本文主要對水電智能管理系統在院校中的應用進行論述。

1.1水電智能管理系統結構院校水電智能管理系統網絡結構如圖1所示。院校水電智能管理系統的作用是根據學生的作息時間進行水電控制，進而達到節能的目的。水電智能管理系統可以通過控制中心的計算機進行軟件操作，利用軟件控制校園內的各個水電控制繼電器，再由繼電器控制水電的通道開關，進而實現由水電智能管理系統控制中心控制所有校園內的電器開關和水閥開關。利用水電智能管理軟件可以對校園內電器及水閥進行智能化管理，譬如：在規定時間內控制給水、控制停水、控制給電、控制停電等，所有操作由系統完成。

1.2水電智能管理系統設計說明院校水電智能系統采用集散控制系統（DCS）進行設計其結構如圖2所示。管理層負責整個校園的水電監控和管理，控制層負責水電系統的控制包括添加控制數據、調整控制數據、監控故障數據等，現場層主要實現控制儀表的添加與管理包括儀表的控制、計量儀表的管理、PLC閥門、泵的控制和電源繼電器的控制

1.2.1智能配電系統設計院校智能供電系統設計結構如圖3所示。通過圖3我們可以看到校園供電智能管理現場工作站是由1~n個PLC控制中心構成，控制終端的電壓、電流、電源切換、電量測量；由PLCn+1代表配電站的PLC控制系統，控制和監督變壓供電設備；PLCn+2代表校園外部路燈、澆灌器、電子屏等戶外用電設施。現場工作站PLC1~PLCn，均是獨立工作，同時通過PROFIBUS總線向控制中心的服務器、上位機、PC機傳遞各建筑的用電信息，同時控制中心可對每個現場工作站下發控制命令進行實施控制，進而控制各個教學樓、寢室、班級、走廊、電教室、校園等的用電。

1.2.2智能供水系統設計通過圖4可以看到校園供水智能管理現場工作站是由1~n個PLC控制中心構成，控制水壓、流量監控；由PLCn+1代表供水PLC控制系統，控制整個供水系統。現場工作站PLC1~PLCn，均是獨立工作，同時通過PROFIBUS總線向控制中心的服務器、上位機、PC機傳遞各建筑的用電信息，同時控制中心可對每個現場工作站下發控制命令進行實施控制。

2水電智能管理系統特點介紹

2.1集中管理，控制方便通過一臺計算機系統控制院校各個水電設備實現多通道控。在設備分布上采用分級管理，譬如：由計算機系統控制主要的控制器，每個控制器由鏈接多個通道的水電設備閥門，實現樹狀控制效果。

2.2自動控制根據院校教師及學生生活規律和活動周期，利用水電智能管理系統進行水電設備時間上的自動開、關。自動控制無需人工干預，根據計算機系統時間自動選擇水電的供應或者水電的關閉，節約管理成本。

2.3性能安全穩定在水電智能控制系統中，由系統自行控制，而無需人工干預，降低了人為操作事物發生的安全問題，同時，系統具有自我保護功能，在出現危險時自動保護，并有預警系統，方便人工操作。

2.4科學設計，人性化管理系統在運行時，可根據實際需求，在某一階段實行特定水電控制標準。譬如：在節假日，水電供應可按照院校實際需求供給。在特殊需求結束后，系統自動恢復正常控制。

2.5遠程控制控制中心電腦可通過網絡、手機等實現遠程管理，在管理中根據用戶的權限設置管理內容，，通過遠程控制院校水電管理系統軟件進行操作，無需人為操作閥門。

2.6系統維護簡單便捷采用模塊化設計，各設備均可獨立運行，并設有各個通道的預警系統，當出現故障時，可及時發現問題找到問題，簡化系統故障排查難度。

2.7可擴展性水電管理系統在設計上采用標準的協議接口，為系統兼容和擴展預留空間。

3院校水電智能管理系統效果分析

使用院校水電智能管理系統后的效果可以從兩方面分析。

3.1人工管理效果分析先假設院校水電管理由人工操作，而且由一個人即可完成。按照人工工資標準2000/月計算，一年水電管理人工費用24000元。隨著人工成本的增加，水電人工管理費用將逐年增加。而采用水電智能管理系統后，無需專業人員對其進行管理，在人工管理支出方面節約了成本。

3.2水電消耗效果分析

3.2.1水耗分析以院校水箱為基準點分析，白天用水需求量大，水壓低，水箱每4min~5min開啟一次；夜晚水壓高，水箱1min~2min開啟一次。水箱體積約為0.054m3，按一天平均3分鐘水箱開啟一次需要水量26m3，一年9490m3，以階梯水價最低標準2.4元/噸計算，一年水費花銷為22776元。如果采用水電智能管理系統進行水箱控制，上課時間停止供水，在休息時間進行供水，按照學生的作息時間一天僅需供應2.5h，這樣一年的用水量可節約19910元，通過數據顯示水電智能管理系統為院校節約的成本非常驚人。

3.2.2電耗分析水電智能管理系統電路控制學校用電可分為控制走廊燈、控制教室燈、控制寢室燈、控制校園路燈、控制空調、控制電鈴、控制廣播、控制插座等。如果能夠智能的根據季節控制路燈、空調，根據學生作息時間控制教室燈、寢室燈，根據需要控制電鈴、廣播、插座等，對解決用電有很大幫助。譬如：教室在課間自動關閉電燈，根據統計如果一天有2個小時課間關閉教室電燈，以40間教室，每間14盞日光燈，每盞40W，電費價格0.55元/度計算，一天可節約24.64元，一年按照每周5天，每年41周計算，可節約5051.2元。采用水電智能管理系統不僅能夠為學校節省開銷，同時對于國家節能消耗也起到了促進作用。

4院校水電智能管理系統應用的必要性

對院校水電智能管理系統可以充分的發揮出DCS集散控制系統的作用，首先利用網上抄表系統可以實現對校園內的宿舍區、家屬區、商業區等進行水電的智能收費，節省了人力、物力；其次，對院校內的建筑實行定時、定量智能管控，并將獲得的使用信息和浪費情況及時的反饋到管理中心，方便進行管理；第3，根據季節和院校的作息時間控制校園的路燈、噴灌器、電子顯示屏等做到按需供給；第4，校園內的每一棟建筑均采用獨立的PLC控制系統，可以確保系統的穩定性，不會發生一棟樓出現故障，而牽連其他建筑的問題。院校水電智能管理系統在校園中應用，解決了水電資源浪費的問題，不僅為學校節約了開銷，而且幫助學生養成節約用水、用電的習慣，在院校基礎設施改造中，水電管理系統的應用十分具有必要性。

5結束語

院校水電智能管理系統實現了院校的水電智能監控和管理，應用先進的自動化技術、計算機技術和網絡技術規范了校園的用水、用電，既能滿足學生日常學習和生活的需要，由能夠有效控制水電的供給，對院校推廣應用具有較高的實用價值和推廣價值。

作者：周江偉單位：武警昆明消防指揮學校