學(xué)生宿舍安全用電智能管理終端設(shè)計(jì).pdf

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1、現(xiàn)代建筑電氣、’5、I’I6{、eliaI、●I^5l2lII5學(xué)生宿舍安全用電智能管理終端設(shè)計(jì)徐華’，周正波，畢博，宗壽松，楊立海(1．清華大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京100084；2．四川省建筑科學(xué)研究院，四川成都610084；3．安科瑞電氣股份有限公司，上海201801)摘要：針對(duì)高校學(xué)生宿舍用電管理的復(fù)雜性以及安全用電的管理需求，設(shè)計(jì)了一種學(xué)生宿舍安全用電智能管理終端。測(cè)試結(jié)果表明，智能管理終端可快速識(shí)別徐華(1965一)，男。接入宿舍回路的惡性負(fù)載，組合控制邏輯共同對(duì)宿舍用電進(jìn)行監(jiān)控，以滿足學(xué)校后教授級(jí)高級(jí)工程師．勤管理部門對(duì)學(xué)生宿舍的用電管

2、理需求。從事建筑電氣、建筑智能化方面的研究。關(guān)鍵詞：宿舍用電；智能管理；邏輯控制；負(fù)載識(shí)別中圖分類號(hào)：T產(chǎn)852文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號(hào)：1674—8417(2015)05-00294)4生宿舍的用電回路實(shí)施定時(shí)控制。0引言本文設(shè)計(jì)一種學(xué)生宿舍安全用電智能管理隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及學(xué)生公寓的普及，終端，以滿足學(xué)校后勤管理部門對(duì)學(xué)生宿舍的用學(xué)生宿舍的用電情況發(fā)生了巨大變化?？茖W(xué)、電管理需求。合理地管理學(xué)生宿舍的用電，成為學(xué)校后勤管l功能設(shè)計(jì)理部門面臨的一個(gè)十分重要的課題。綜合調(diào)查學(xué)校學(xué)生宿舍的用電情況，總結(jié)學(xué)校用電管理結(jié)合計(jì)量計(jì)費(fèi)、智能監(jiān)控及識(shí)別、斷送電控有以下

3、幾個(gè)需求：制管理的要求，宿舍安全用電智能管理終端設(shè)計(jì)(1)電力商品化。傳統(tǒng)限時(shí)限量的供電方功能如下：式和從住宿費(fèi)中平均收取電費(fèi)的方法不適應(yīng)現(xiàn)(1)累加計(jì)量總用電量，遞減計(jì)量剩余電量。在用電設(shè)備日趨增多的需求，采取按需購(gòu)電的(2)可實(shí)時(shí)檢測(cè)電壓、電流、有功功率、無(wú)功方式實(shí)行電力商品化是勢(shì)在必行的管理手段。功率和功率因數(shù)等電力參數(shù)。(2)用電安全。為避免學(xué)生在使用非安全(3)支持對(duì)3個(gè)輸出回路(如照明、插座、空用電設(shè)備時(shí)引起火災(zāi)情況，應(yīng)考慮超負(fù)荷及惡調(diào))作獨(dú)立控制。性負(fù)載識(shí)別自動(dòng)斷電的控制措施。(4)支持預(yù)付費(fèi)控制、負(fù)載識(shí)別控制、時(shí)間(3)按需控制。為培養(yǎng)學(xué)生

4、良好的生活習(xí)控制、強(qiáng)制控制等4種邏輯控制功能。慣，規(guī)范學(xué)生的作息，應(yīng)結(jié)合學(xué)校管理需求對(duì)學(xué)(5)可查詢各種日志記錄。周正波(1969一)。男。高級(jí)工程師，從事供配電方面的研究。畢博(1985一)，男，工程師，從事電力儀器儀表、自動(dòng)化方面的工作。宗壽松(1979一)，男，從事電測(cè)儀表與測(cè)控技術(shù)方面的工作。楊立海(1985一)，男，從事電能計(jì)量方面的工作?！?9··供配電·3．2負(fù)載限制及負(fù)載識(shí)別算法2硬件組成當(dāng)學(xué)生使用純阻性負(fù)載的違規(guī)電器(惡性負(fù)宿舍安全用電智能管理終端采用專用功能載)時(shí)，易發(fā)生電器火災(zāi)等安全事故，對(duì)學(xué)生的生的微控制單元(MicroContro

5、lUnit，MCU)設(shè)計(jì)。命和財(cái)產(chǎn)安全造成影響；當(dāng)學(xué)生使用過(guò)多的常規(guī)整機(jī)硬件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)依據(jù)各個(gè)功能模塊而展電器，但累加用電負(fù)荷過(guò)高，同樣會(huì)造成安全開，包含微處理器、電阻分壓網(wǎng)絡(luò)電壓采樣、事故。電流互感器電流采樣、三路磁保持繼電器控制因此，該管理終端從最大功率限制和惡性負(fù)輸出、鐵電數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、液晶顯示、按鍵輸入、有載識(shí)別兩方面需求出發(fā)來(lái)確定負(fù)載控制結(jié)果，以功電能脈沖指示輸出等。硬件組成如圖1所保證宿舍用電安全。示。最大功率限制的方法比較簡(jiǎn)單。若所有負(fù)載功率和超過(guò)總功率最大值，則判斷為功率超限，必須切斷宿舍供電回路。對(duì)于惡性負(fù)載的判斷，若也采用總功率判斷的方法，

6、則不能被準(zhǔn)確識(shí)別。測(cè)試小功率純阻性惡性負(fù)載工作特性時(shí)，可發(fā)現(xiàn)其功率因數(shù)很高。但若直接測(cè)試宿舍總供電回路功率因數(shù)并不會(huì)很高，故設(shè)計(jì)終端采取增量判斷法，即實(shí)圖1硬件組成時(shí)檢測(cè)用電回路功率因數(shù)增量，作為判斷惡性負(fù)載的依據(jù)。在宿舍總用電回路總功率超限的3軟件設(shè)計(jì)情形下，功率因數(shù)增量超過(guò)最大設(shè)定值，則判斷為惡性負(fù)載接人。功率因數(shù)增量為3．1主程序流程△=△尸／~／(AP)+(AQ)主程序作根據(jù)時(shí)間片及事件的觸發(fā)條件來(lái)AP=PN—PI_管理各個(gè)不同的功能模塊。主程序軟件流程如圖2所示。AQ=Q一Q式中：P——當(dāng)前有功功率；P．——上一時(shí)刻有功功率；△P——有功功率增量

7、；Q——當(dāng)前無(wú)功功率；Q．．——上次無(wú)功功率；△p——無(wú)功功率增量。3．3邏輯控制方式3．3．1強(qiáng)?！靠刂聘咝Ｋ奚嶂杏胁糠炙奚釙?huì)安排給相關(guān)管理人員和留學(xué)生住宿。這些宿舍往往是不切斷供電且沒(méi)有負(fù)載、時(shí)間限制。這種情況下，強(qiáng)制控制功能打開，則其他的控制功能將不起作用。另外，高校在有大型活動(dòng)安排時(shí)，需對(duì)各宿舍回路做統(tǒng)一的斷送電處理，也需通過(guò)強(qiáng)制控制功能實(shí)現(xiàn)圖2主程序軟件流程·30··供I·．3．2時(shí)引高校學(xué)生較多，為統(tǒng)一安排作息，需統(tǒng)一按時(shí)通／斷電。例如6：O0～8：O0為學(xué)生早晨起床洗漱時(shí)間，應(yīng)保持照明和插座回路處于通電狀態(tài)；8：00～11：O0為學(xué)生上課時(shí)間

8、，學(xué)生一般不在宿舍，切斷所有回路；23：O0～6：O0為學(xué)生休息時(shí)