圖控人機界面

遠端校園電能監(jiān)控系統(tǒng)之應(yīng)用實例校園電能監(jiān)控系統(tǒng)

國立高雄第一科技大學(xué)為因應(yīng)全國教育經(jīng)費的短絀與校園基金的壓力，應(yīng)用校園網(wǎng)路，以PC-based控制器為中心，配合視覺化人機介面，設(shè)計發(fā)展「遠端遙控之電能監(jiān)控系統(tǒng)」，分析?掌控全校各大樓用電情況與用電品質(zhì)，大幅提昇用電效率，發(fā)展電力之需量控制與自動卸載機制，進行即時線上遠端需量控制，避免超約用電罰鍰，節(jié)省學(xué)校電費支出。

校園遠端遙控電能監(jiān)控系統(tǒng)，以PC-based控制器為基礎(chǔ)，自行開發(fā)控制程式與人機界面及資料擷取系統(tǒng)，提供既經(jīng)濟又有效的方法進行電力監(jiān)控。本系統(tǒng)之核心在於資料之傳輸及透過網(wǎng)路寫入功能的提昇，系統(tǒng)之開放式模組化控制器(OMC)除能對電能提供最適當(dāng)之需量控制外，藉由PC-based圖控人機界面(HMI/DAS)，電能監(jiān)控系統(tǒng)能便捷地蒐集到電力資料及對電力需量做出最有效的控制。在執(zhí)行HMI/DAS系統(tǒng)的前端電腦上，我們開發(fā)設(shè)計了許多有用的圖形界面、簡報工具及直觀的動畫界面。遠端遙控之電能監(jiān)控系統(tǒng)所取得之電力資訊，透過區(qū)域網(wǎng)路進行資料的流通，使得使用者不論身處何地，只需連上網(wǎng)路，便能進行系統(tǒng)的遠端監(jiān)視及控制。系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)以PC-based控制器為中心，經(jīng)由RS485連接線讀取VIP多功

能電錶所收集之電力參數(shù)，透過校園網(wǎng)路將電力數(shù)據(jù)傳回監(jiān)控電腦，輔以自行發(fā)展之視覺化人機介面動畫畫面，在監(jiān)控電腦上進行即時用電分析與監(jiān)控、歷史用電資訊回顧、用電資訊報表、警報與事件之檢閱、用電比較橫條圖及用電需量控制機制與卸載等功能。圖一系統(tǒng)架構(gòu)圖圖二系統(tǒng)動作流程圖VIP多功能智慧型電錶：為電子式多功能智慧型電錶，能測量數(shù)據(jù)包

括：V、I、P.F.、var、W等，VIP電錶除能經(jīng)由RS485電纜線與個人電腦連接外，亦可以相同連線方式與其他設(shè)備相連接。每隻電錶均擁有獨自的位址，使用者可經(jīng)由軟、硬體進行設(shè)定、控制，下圖所示即為VIP多功能智慧型電錶之外觀圖。圖三多功能智慧型電錶(VIP)Fama

PC-based控制器：為一種開放式控制器，使用語言為IEC

61131-3國際標(biāo)準(zhǔn)語言。與傳統(tǒng)的控制器相較，F(xiàn)ama

PC-based控制器的優(yōu)點在於開放式程式設(shè)計功能、資料處理、資訊的連結(jié)及可透過網(wǎng)路進行遠端控制等。圖四所示為Fama

PC-based控制器的外觀圖。圖四Fama

PC-based控制器外觀圖高階語言模組(HLL)：高階語言模組(High

Level

Language

Module；簡稱HLL)是用來與ASCII設(shè)備(如VIP電錶)連線溝通的模組。在HLL模組的程式中，對不同的ASCII設(shè)備各有不同的通訊參數(shù)及通訊格式設(shè)定，設(shè)定正確才能與ASCII設(shè)備正常連線、擷取數(shù)據(jù)資料。HLL模組採用高階C語言撰寫應(yīng)用軟體，程式易於維護。圖五HLL模組外觀圖軟體規(guī)劃

遠端遙控之電能監(jiān)控系統(tǒng)主要的軟體共分成兩部份，其一為硬體間的通訊軟體，另一為監(jiān)控電腦上之人機介面，分述如下：硬體通訊軟體：為置於PC-based控制器之步進階梯程式，此程式是利用Fama

Paradym-31工具軟體的環(huán)境發(fā)展、設(shè)計而成。Paradym-31是一套視窗作業(yè)系統(tǒng)，以圖形方式編輯、模擬、下載及監(jiān)控應(yīng)用程式，支援多種語言撰寫程式。圖控人機界面：係以「Intellution-Fix」軟體編製而成，F(xiàn)ix是一套視覺化圖形界面軟體工具，同時擁有資料收集管理及監(jiān)督控制等功能。系統(tǒng)功能

圖控系統(tǒng)還包括了電力即時監(jiān)控、警訊控制、事故偵測、資料收集、趨勢圖、報表及安全系統(tǒng)設(shè)定等多種強大功能，各主要功能之說明如下：警報系統(tǒng):使監(jiān)控人員可完全掌握監(jiān)控過程之突發(fā)狀況，一旦有發(fā)生警報，便可在第一時間藉由喇叭發(fā)出音鳴聲響警示監(jiān)控人員?記錄，作出迅速且有效的處理。事件:功能在於能將警報點發(fā)生時間、警報點數(shù)值、警報點型態(tài)及進行警報點確認時間等都記錄下來?儲存成檔案。需量控制:是節(jié)約能源的利器，功能為當(dāng)系統(tǒng)用電超過預(yù)設(shè)值時，系統(tǒng)能在等待時間終了後，依監(jiān)控人員所輸入之卸載順序自行進行卸載動作，等到警報消失後再依據(jù)反向順序恢復(fù)卸載系統(tǒng)；系統(tǒng)亦具有手動操作模式，可由監(jiān)控人員視目前狀況決定卸載及復(fù)歸順序。安全系統(tǒng):安全系統(tǒng)是系統(tǒng)中利用安全密碼來管理使用者行使權(quán)限高低的功能，方法是透過系統(tǒng)設(shè)定安全設(shè)定，定義使用者的身分等級及所能行使系統(tǒng)功能的項目，可以防止不肖者或不法入侵者蓄意進入及對系統(tǒng)進行破壞。系統(tǒng)成效

遠端遙控之電能監(jiān)控系統(tǒng)已成功地安裝在國立高雄第一科技大學(xué)，?已全天候執(zhí)行校園之電能監(jiān)控。如下所示分別為即時電力數(shù)據(jù)、動態(tài)圖形橫條圖、需量控制等之功能圖示。圖六即時電力數(shù)據(jù)圖七動態(tài)圖形橫條圖圖八需量控制結(jié)論

遠端遙控之電能監(jiān)控系統(tǒng)除可達到抑制尖峰負載，使電力公司舒緩供電壓力外，本系統(tǒng)尚具下列優(yōu)點：(1)掌控校園即時用電情況(2)免除人工抄表時間與支出(3)記錄分析歷史用電資訊(4)提供決策參考基準(zhǔn)資料(5)遠端遙控卸載不當(dāng)用電(6)有效提昇校園用電情形(7)避免尖峰用電超約罰款(8)避免額外電廠開發(fā)污染(9)增進產(chǎn)學(xué)業(yè)界互助流通(10)教學(xué)、服務(wù)、研究合