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1、高校智能化电控系统的设计和实现 作者：曹伟峰来源：中国现代教育装备高教2013年第11期摘 要：采用计算机网络通信技术对高校分散的高耗电设备进行了网络化智能管理，分层 的定时管理，可以远程监控、调试维护、集中控制分散的设备，达到节约用电，节省人力物力 的效果。关键词：智能化校园智能楼宇 节能电控系统加快建设资源节约型、环境友好型社会1，是党中央、国务院在新形势下作出的重大战 略决策。高等学校是培养人才和促进科技进步的主要阵地，近几年来随着高校学生扩招，学校 扩建，建筑物数量、校园面积、学生人数、教职工人数急剧增多，高校规模不断扩大，且发展 迅猛。各高校在公共费用支出方面比过去有了大幅度的提高，
2、特别是能源消耗费用成倍增长， 现已成为重要的能源消耗大户，造成学生培养成本加大，学校资金紧张2。高校节能减排势 在必行。在经济和科学技术高速发展，资源消耗量日益增长的今天，打造数字化校园、绿色校园、 低碳校园势在必行，它影响的不仅仅是一所学校，而是整个社会。校园是新知识新技术产生基 地，更是新知识新技术拓展的场所。根据高校中耗电设备分布相对零散，控制节点比较多的特 点，笔者设计了高校节能控制系统。1 研究内容和意义高校智能化电控系统是数字化校园建设中的一个子系统，通过信息共享和多种控制技术的 结合对供电系统和空调的模式设定权限，以此达到节约能源的目的3。以我校情况为例，全校共有师生员工约6 0
3、00人，学校的教室办公室有200余间，全天24 小时供电，粗略统计我院共有光管3 500多条，空调700多台（全部为分体式独立空调），教 学和办公电脑1 800多台，还有其他一些辅助设备，设备的耗电量相当大。为了有效控制设备 的使用时间和杜绝他人未经授权使用，设计安装了设备节能控制系统，对设备设定了使用权 限，并可以自动定时关闭，大大降低了设备的空转时间，提高了资源的利用率。从而达到绿色 环保节能的效果。2 智能楼宇电控系统的设计和实现笔者对高校中分散的耗电设备设计了智能控制系统，采用集中控制。系统工作方式如下：（1）把每个房间作为一个单元，每个单元分3路，分别为空调、照明和设备插座，这3 路
4、都接入开关控制模块，开关控制通过485模块接入网络，通过计算机软件远程控制。（2）每个楼层的设备汇入1个交换机，接入楼宇总交换机。（3）楼宇交换机汇聚到网络中心总交换机。（4）由于设备通过广播的方式进行通信，而且设备比较多，因此电控系统要用一个专用 的网络，否则控制系统响应比较慢。采用VPN技术为控制系统在三层交换机上建立专用的网 络。（5）对不同楼宇的设备划分子网，使设备访问速度更快。2.1 系统拓扑图系统采用弱电控制强电，通过TCP/IP网络协议控制每一个终端设备。每栋楼的每个楼层 安装专用交换机，电力开关设备通过485转网络模块连接到交换机，进行远程控制。空调和灯 光用控制面板控制。每层
5、的设备通过交换机汇聚到主交换机，设计专用的软件系统进行集中的 管理和监控。系统拓扑图和连线图如图1 图2所示：图1高校智能电控系统拓扑图图 2 高校智能电控系统连线图2.2 系统的设计初衷以我校为例，由于学校各楼宇是在不同时期建设的，没有办法使用统一的中央空调，对电 力的控制也是每栋楼独立分开，所以学院每个办公室和功能室只能使用独立的柜机和挂机空 调，每一个功能室的空调灯光设备都有一个电箱独立控制，这将造成功能室的增加和管理员不 够用的矛盾，少量的管理员无法兼顾到所有场所，经常会出现设备空转的现象。而我们的监控 软件正好能解决这类问题，它将按照设定好的时间给设备发送开关指令，减少不必要的浪费
6、5-11。2.3 空调运行模式管理对于空调的运行模式管理我们采取如下措施12：1）集中管理遥控器，让使用者无法随意调节温度（3）控制空调使用时间，只有上课前15分钟才可以打开空调，其他时间面板自动锁定； 并且下课 15分钟自动发送关机指令，20分钟后断开设备及照明电源。2.4 功能室用电管理对功能室（包括多媒体教室、图书馆、实训室、机房）电力使用时间严格控制。上课前 30分钟控制系统会自动接通各个设备电源，各个设备可以开启使用，下课后15分钟系统自动 发送关闭空调指令，然后依次断开各个设备电源，这些行为都是通过监控软件里的定时器触 发，设定好以后，无需人工干预。以上措施都是硬性条件，需要特定的
7、软硬件配合才能完成。另外还要加强学生教师的节能 环保意识教育，随手关灯关设备，节省每一度电。3 节能电控系统的评价3.1 使用系统前的运行状况改造前主要是靠人工的干预，每天要到不同的房间去关灯关空调，费时又费力，办公室教 室经常有设备空转，浪费不少电能。3.2 使用系统后实际运行状况到目前为止，多媒体教室智能电控系统共管理130多个场室，管理空调640余台，系统稳 定，运行良好。本系统实现了耗电设备的远程智能控制，节约能源，方便管理。3.3 节能量的测量和验证方式由于教学场所和教学设备分布在不同的楼宇和楼层，无法对所有节能设备进行宏观测试， 我们采用抽样测试的方式。由于每间教室的设备基本相同，
8、每间教室的用电量基本一样，所以对教学楼某栋的其中一 层（包括 7间多媒体教室）进行测试，即可估算出整个设备的用电量。验证方式：在测试楼层装上电表，先测试不用节能设备时多媒体教室设备单位时间的耗电 量，再测试使用节能设备时多媒体教室的设备耗电量，把两种情况作对比，即可测得节能效 率。这种测试方法虽然简单，但基本可以体现系统的节能效果，经计算节能效率达到40%以 上，说明本系统可以有效降低能源的消耗。4 结束语本系统适用于智能化楼宇、智能化校园的建设，能把分散的耗电设备通过网络进行统一化 的管理。并且设定了使用权限，上课或者工作时间可以使用，下班或者下课以后会自动关闭， 设定了空调的26 C运行使
9、用模式，不能随意更改，系统解决了无人空转和随意设置温度的问 题，以此达到节约能耗和管理成本。参考文献1 国务院办公厅.国务院办公厅关于严格执行公共建筑空调温度控制标准的通知（国办发 2007 年 42 号文）Z.2OO7.2 刘霞基于IC卡的琴房管理系统的设计与实现J.江汉大学学报，2009 （4）： 68-69.3 石征锦，王耀成建设“节能型”高校的措施和途径J.节能，2006（4）： 58-59.4 郭锋浅谈高校节能工作现状及对策J中国学术研究，2006（4）.5 何晓青多媒体教室的建设与远程管理J.中国现代教育装备，2007（5）： 81-83.解雁松网络多媒体教室群控管理系统的教学功能
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高校智能化电控系统的设计和实现
