學生公寓是高校用水用電的大戶,水電問題不僅直接牽涉到學生的學習和生活,也關系到學院的經費開支。切實做好節約用水用電、安全用水用電,杜絕違章用水用電,保證水電的正常供應,為學生創造一個良好的學習和生活環境,是加強高校學生公寓水電系統科學、規范管理的重要舉措,水電管理系統的智能控制是現代學生公寓管理的新理念。為此,以我院學生公寓“以電控水"的水電管理系統實例淺述高校學生公寓水電管理系統的智能控制。

1 系統概況

學院位于武漢市江夏區,共有7棟結構相同的學生公寓,每棟7層,共236個房間。要求設計一個智能化的現代學生公寓水電管理系統,通過該系統能夠達到節約用水、安全用電、管理方便的目的。當房間的預付費用水量快用完時,通過拉閘短時限電報警,提示用戶購水;當房間預付費電量快用完時,也是通過拉閘短時限電報警,提醒用戶購電,出現惡性負載時立即斷電。它是一個具有用水量、電量實時采集遠傳,預付費用水用電管理,自動催繳告警,對各房間異常用水用電情況及時掌控,遠程斷送電控制,數據報表分析等功能的節水用電集中管理系統。

2 系統設計

2.1系統方案確定

根據公寓的布局、房間的布置及管理要求,確定系統總的設計思想為:

(1)設置一個管理控制點,所有公寓水電表的信號線都連接到該控制點的PC機上,學生可在該處繳納水電費,也可實時查詢每個房間的用水、用電情況。

(2)各房間內安裝智能水表,用水信息實時、準確地傳輸到管理控制點的PC機上。若發現用水異常(如水費不足等),系統能夠實施斷電提醒,催繳水費,即“以電控水",做到水電表統一控制,集中管理。

(3)多用戶智能電子表集中安放在每棟公寓一層的配電室內,具有預購電、惡性負載識別、上限用電負荷控制、通斷電控制、數據收發等功能,在每個單戶出線處加裝空開,可方便用電管理和防止用電意外。

(4)通過屏蔽阻水電纜把所有多用戶智能電子表、水表連接起來,從管理控制點PC機布線連接每一采集查詢終端(水、電表采集終端共用),即采集器,下行線再連接電表間內所有多用戶智能電子表及每個宿舍的水表,水表的信號線(RS485線)需通過樓層間電纜井連接至每一房間的水表。安裝電表時根據實際房間數合理布線,盡量做到三相用電平衡。

2.2水表系統

每棟公寓的每個房間都安裝一塊水表,并通過RS485線連接到一層配電室的SFCJ-32型采集器(共8只),每個采集器上限可用于32戶的水表數據采集,如圖1所示。

圖1水表系統圖

該系統將用水量數據自動采集、傳輸、處理和控制,通過抄表軟件定期對各水表數據進行抄收、保存、累計以及費用結算,對各水表的運行狀態進行監測,以確保系統的正常運行,同時建立所有用戶的相關資料數據庫,可以進行各類數據處理及打印各類統計報表,實現了近、中、遠程集中抄表,克服了傳統人工抄表效率低和容易出差錯的缺點,從根本上實現了用水計量的自動化管理。

2.3電表系統

每棟公寓每個房間的電表集中安裝在一層配電室的計量箱內,采用的是DDS395型單相電子式電能表,用于測量額定功率為50HZ,額定電壓為220V的單相交流有功電能。該表具有集抄管理功能。用電量數據通過和水表數據采集共用的采集器進行采集,該采集器具有集控、預付費管理、用戶過載斷電等功能。系統示意圖如圖2所示。

2.4以電控水

將水表系統和電表系統結合在一起就構成了學生公寓“以電控水"的水電管理智能控制系統。該系統通過通訊線將水表的數據采集到PC機,然后通過PC機來進行控制,如果某個房間用水預付費不足,系統就會自動將其房間的電關斷,即通過電來控制房間水的使用。這樣管理將更加方便、更加人性化,不會因停水造成學生生活的不便。

3 系統功能

(1)管理員權限分配。系統可以分配不同的管理級別和權限,有利于明確管理責任,保證系統運行管理安全。

(2)退房、換房管理。用戶輸入公寓號、房間號后,系統自動提供此房間總購電量、總補助電量、剩余電量等信息,用戶查看后輸入退換房電量、保留電量,系統自動完成退換房金額計算、剩余電量處理等功能,退換房歷史信息也可查詢、打印。

(3)月補電量管理。用戶可以根據房間居住學生數目的不同設置每個房間不同的補助電量,按月進行添加,系統自動記錄補助電量添加情況。如該房間免費電量未用完,剩余電量自動轉入下月,補助電量添加歷史記錄可查詢打印。

(4)短路保護。在用電出現意外的情況下,安裝在用戶表下方的空K馬上跳開,防止事故發生。

(5)定時統一停送電。在需要集中停送電的時候,可進行定時設置,比如:學校晚上11:00統一停電,早上5:30統一送電,學校放假統一停電等。

(6)預收費管理。該系統采用預收費管理在計算機上進行預售電,學生先買電,后用電,售電數據實時傳輸至計量系統。

(7)電量預警管理。當用戶預購電量低于某電量值(一般為5kW·h)時,系統自動切斷該用戶的電源一段時間(通常10～20min)再自動恢復供電,來提醒用戶盡快購電。當用戶的預付費電量用完時,需重新購電才可恢復供電。

(8)語音聲光報警。當系統出現故障無法正常控制時,系統自動發聲報警并通過數據管理器的液晶顯示屏告之故障位置。

(9)用戶用電信息發布。學生可以通過安裝在配電室里的采集器或每棟樓梯口處的LED顯示屏很方便的查詢或瀏覽每個房間當前的用電量和剩余電量,以便及時繳費,也可到管理點查詢。

(10)數據查詢統計管理。售電時可打印售電票據(配置票據打印機),數據實時備份,可將系統數據庫的用戶信息、水電量數據和購電記錄等,定時備份到其他存儲器(如:光盤、硬盤等),以防數據丟失。也可將某段時間、操作員、公寓、房間隨意組合查詢售電情況,提供售電度數、售電時間、售電員、金額等詳細信息。

4 安科瑞高校宿舍預付費電控系統的介紹及選型

4.1 系統結構

AcrelCloud-3100整合高校需求，在原有預付費基礎上增加了宿舍電能管理所需的各種功能，解決了高校宿舍電能管理問題。

4.2 系統功能

AcrelCloud-3100學生宿舍版預付費云平臺是與ADM130（一進三出）或ADF300L（多回路計量箱）預付費電能表配套的云平臺。它是以電能管理網站和集中抄表軟件為主，包括服務器，通訊管理機在內的集成系統。針對高校宿舍這一特殊應用場合研發，主要實現電能監控、時間管理、惡性負載管理、預付費管理等在高校宿舍中存在的特殊需求。