Servicios de datos de IoT proporcionados por la plataforma IoT EMS
Resumen: La plataforma Acrel IoT EMS se basa en el centro de datos Acrel IoT, que ha establecido estándares de datos de enlace ascendente y descendente para proporcionar a los usuarios de Internet servicios de datos IoT para el sector energético. Acrel IoT EMS es una plataforma en línea centralizada que conecta todos los productos de red de Acrel. Ofrece acceso unificado, funciones de monitorización y control, lo que ahorra tiempo y le permite supervisar toda su flota de redes. Si su dispositivo Acrel utiliza IoT EMS, puede generar enlaces de acceso remoto a equipos conectados a redes 4G o wifi. Al producirse una alarma, en cuestión de segundos, la información relevante se enviará rápidamente a través de la aplicación para notificar al usuario.
Palabras clave: IoT; sistema de gestión de energía; medidor IoT; plataforma en la nube
I. Introducción
En los últimos años, el concepto del Internet de las Cosas (IoT) se ha acelerado para integrarse con aplicaciones industriales y se ha convertido en la idea técnica clave en las ciudades inteligentes y la solución integral de informatización. Actualmente, el IoT ha entrado en una nueva etapa de integración transfronteriza, innovación integrada y desarrollo a gran escala, a partir de la especulación conceptual, la aplicación fragmentada, el desarrollo de circuito cerrado, etc. Ha desempeñado un papel importante en la transformación y modernización de las industrias tradicionales, la urbanización, la construcción de ciudades inteligentes y la mejora continua de la calidad de vida de las personas. Ha logrado resultados notables en estas áreas.
La plataforma Acrel IoT EMS es un conjunto de modelos de negocio en internet que combinan las ventas en línea para ofrecer servicios PAAS a usuarios de internet de amplia distribución. Tras instalar los productos Acrel IoT, los usuarios pueden acceder fácilmente a la plataforma escaneando el código QR con sus teléfonos móviles, sin necesidad de depurar ni operar la plataforma, y pueden seleccionar las funciones de la plataforma y obtener los servicios de datos correspondientes.
II. Análisis de la demanda
Los grupos de clientes de la plataforma IoT EMS se dividen en dos grupos: el primero son los usuarios de internet y el segundo, las ciudades inteligentes. Los usuarios de internet generalmente incluyen los siguientes tipos:
1. Un inquilino tiene tres o cinco apartamentos en alquiler y necesita que se le midan y cobren los servicios de agua y electricidad;
2. Hay varias cadenas pequeñas de supermercados y quieren hacer gestión energética, control remoto y gestión de seguridad eléctrica;
3. Para una propiedad en una determinada comunidad, si desea comprar varias pilas de carga para la gestión centralizada de la carga, debe cobrar por la operación;
4. La administración de un determinado edificio sólo necesita unos pocos contadores para realizar la gestión de la medición energética por planta;
5. Una pequeña fábrica quiere gestionar la medición de energía de su propia pequeña fábrica;
6. Un integrador de sistemas IoT desea obtener directamente los datos de los productos IoT y necesita una plataforma de gestión unificada;
Las desventajas del modelo de negocio tradicional para los usuarios de Internet antes mencionados son las siguientes:
1. Los sistemas de datos son costosos
2. Se requieren servicios de datos diversificados
3. La depuración es demasiado profesional.
4. La selección del hardware del sistema es demasiado profesional.
5. El pago del servicio es inconveniente
Las necesidades de las ciudades inteligentes son las siguientes:
1. Necesidad de acceder a varios tipos de hardware masivo.
2. Es necesario extraer la información regulatoria que preocupa al liderazgo y combinar las tecnologías como GIS y BIM para lograr una macrosupervisión.
3. Proporcionar una plataforma de servicio operativo unificado para proporcionar servicios de datos de IoT a los usuarios finales.
3. Estructura del sistema
El Sistema de Gestión de Emisiones (EMS) de IoT se centra en el flujo energético del suministro, la gestión energética, la gestión de equipos y el análisis del consumo energético. Conecta los eslabones de la producción, el procesamiento, la distribución y la transmisión de energía, el consumo y el ahorro. Combinado con la interconexión de personas y objetos, forma un ecosistema de IoT energético con los productos Acrel como medio. Los productos de IoT y los actores del sector energético interactúan con la plataforma en forma de flujos de datos y flujos de negocio.
3.1 Estructura de la red
La plataforma Acrel IoT EMS adopta una estructura distribuida y en capas, que se compone principalmente de tres partes: capa de percepción (equipo de adquisición de terminal), capa de red (terminal de gestión de comunicaciones) y capa de plataforma (plataforma de nube de IoT de energía).
● Capa de percepción: varios sensores conectados a la red, incluidos medidores multifunción, medidores de electricidad prepaga, medidores de bucle múltiple, medidores de electricidad IoT, medidores de agua IoT, pilas de carga de automóviles a batería, pilas de carga de automóviles, controladores de alumbrado público, etc.
● Capa de red: la puerta de enlace inteligente recopila los datos de la capa de percepción, realiza la conversión y el almacenamiento del protocolo y luego carga los datos en la plataforma IoT EMS.
● Capa de plataforma: La capa de plataforma incluye un servidor de aplicaciones y un servidor de datos, que pueden implementar aplicaciones en la web o en la aplicación.
3.2 Arquitectura de la plataforma
La estructura de red del sistema de la plataforma IoT EMS adopta una estructura en capas y distribuida, que incluye: capa de percepción, capa de datos, capa de aplicación, capa de presentación y capa de operación. El diagrama de la arquitectura del sistema se muestra en la figura.
La capa de sensores incluye varios productos de nuestra empresa, que es la capa inferior de todo el sistema y el elemento básico necesario para construir la plataforma en la nube de IoT, incluidos medidores multifunción, medidores prepagos, medidores de bucle múltiple, medidores de IoT, pilas de carga, controladores de farolas, etc.
La plataforma intermedia de procesamiento de datos se encarga principalmente del procesamiento, el almacenamiento y la interacción de datos. Para garantizar la capacidad de procesamiento de datos de toda la plataforma, almacenamos datos en tiempo real, históricos y empresariales en diferentes bibliotecas, y proporcionamos diversas interfaces para facilitar la interacción con sistemas de terceros.
La capa superior de aplicación es la plataforma IoT EMS, que implementa principalmente diversas aplicaciones funcionales. La plataforma se divide en cuatro secciones principales según el flujo de energía: suministro de energía, gestión de energía, gestión de equipos y análisis del consumo de energía. El suministro de energía incluye la captación de energía, la operación y el mantenimiento inteligentes. La gestión de energía incluye el consumo seguro de electricidad y los submódulos de calidad de la energía. La gestión de equipos incluye la iluminación inteligente, el prepago y la pila de carga. El análisis del consumo de energía incluye los submódulos de gestión de energía y servicios de valor añadido. La plataforma proporciona a los usuarios una interfaz de interacción persona-computadora a través de la web y la aplicación, y los diversos usuarios de la capa operativa pueden acceder y operar la plataforma mediante estos dos métodos.
3. Función de la plataforma
3.1、Suministro de energía
3.1.1 Captación de energía
El módulo de recolección de energía puede consultar, analizar, alertar tempranamente y visualizar de forma completa diversos datos de monitoreo para garantizar el respeto al medio ambiente de la sala de distribución de energía. En términos de inteligencia, se implementan la medición remota, la señalización remota y el control remoto del sistema de monitoreo de suministro y distribución de energía, y el sistema se detecta y gestiona de forma integral. En cuanto a la gestión de recursos de datos, puede visualizar o consultar el funcionamiento de cada equipo en la sala de suministro y distribución de energía, incluyendo datos históricos y en tiempo real. Según las diferentes necesidades, se pueden consultar e imprimir informes diarios, mensuales y anuales para mejorar la eficiencia del trabajo y ahorrar recursos humanos.
3.1.2 Operación y mantenimiento inteligente
El módulo inteligente de operación y mantenimiento incorpora un medidor de potencia multifunción, comunicación inalámbrica, una puerta de enlace de computación de borde y tecnología de análisis de big data. Recopila datos de campo a través de la puerta de enlace inteligente, los almacena localmente y los envía periódicamente a la plataforma en la nube. La plataforma puede acceder simultáneamente a miles de datos de subestaciones de usuarios. Los datos recopilados incluyen parámetros eléctricos y ambientales de la subestación, como corriente, voltaje y potencia, estado de conmutación, temperatura del transformador, temperatura y humedad ambiente, inmersión en agua, humo, video, control de acceso y otra información. Si se produce una anomalía, se envía una alarma por SMS y aplicación en 10 segundos. La plataforma envía las tareas de operación y mantenimiento al teléfono móvil del personal designado a través de la aplicación y rastrea el proceso de ejecución mediante NFC para cerrar el ciclo, mejorar la eficiencia de la operación y el mantenimiento, detectar y eliminar defectos de inmediato.
3.2 Gestión energética
3.2.1 Seguridad eléctrica
El módulo de seguridad eléctrica realiza un seguimiento continuo de datos y análisis estadístico sobre los principales factores de riesgo de incendio eléctrico (temperatura del cable, corriente de fuga, corriente de carga, tensión) y recopila datos in situ mediante 4G. Detecta los posibles riesgos de seguridad de las líneas y equipos eléctricos (como temperatura anormal del cable, sobrecarga, sobretensión, subtensión y fuga, etc.) y emite alertas oportunas mediante SMS, notificaciones push de la aplicación y llamadas de voz automáticas, para prevenir eficazmente la ocurrencia de incendios eléctricos. El sistema puede mostrar parámetros eléctricos como la corriente de fuga y la temperatura del cable en todos los puntos de monitoreo, respaldar los registros de inspección y las operaciones de despacho, generar informes de análisis de posibles riesgos de seguridad y evaluar el estado de seguridad eléctrica de la empresa en tiempo real.
3.2.2 Calidad de la energía
El problema de la calidad de la energía ha atraído cada vez más atención y se ha convertido en uno de los temas centrales de investigación del sistema eléctrico. Por un lado, con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, y la amplia aplicación de diversos equipos eléctricos sofisticados y complejos, la mayoría de estos son muy sensibles a la calidad de la energía; como resultado, la calidad de la energía se vuelve muy inestable. El objetivo principal del análisis de la calidad de la energía es determinar el tipo y el alcance de las perturbaciones de la señal de energía, y ajustar y compensar eficazmente las fuentes de perturbación correspondientes. Por lo tanto, la clave para mejorar la calidad de la energía reside en obtener información sobre diversas fuentes de señales de perturbación de forma oportuna y precisa.
El monitoreo de la calidad de la energía incluye desequilibrio trifásico, armónicos y factor de potencia. Cuando las tres fases están desequilibradas o el factor de potencia es demasiado bajo, se genera una alarma y se notifica a los usuarios mediante notificaciones push de la aplicación, SMS, correo electrónico, etc.
3.3. Gestión de dispositivos
3.3.1 Iluminación inteligente
Con la mejora continua de la calidad de vida de las personas, las exigencias en cuanto a entornos laborales y residenciales son cada vez mayores, al igual que las de los sistemas de iluminación. El consumo energético en el sector de la iluminación representa una proporción considerable del consumo total, y el ahorro energético y la mejora de la calidad de la iluminación son prioridades fundamentales. Como parte importante del consumo eléctrico, la electricidad para iluminación ha representado alrededor del 10 %. Con el rápido desarrollo de la economía nacional de mi país y la mejora continua de la calidad de vida de las personas, el consumo de electricidad para iluminación seguirá aumentando.
La iluminación inteligente utiliza la tecnología del Internet de las Cosas (IoT) para monitorizar continuamente el consumo energético de los circuitos de iluminación instalados en diversas zonas de la ciudad. La plataforma evalúa el estado de funcionamiento de las lámparas mediante la monitorización de la corriente y el voltaje del circuito. La plataforma puede monitorizar cualquier anomalía y enviar alertas y alarmas a través de la aplicación móvil, SMS y correo electrónico para que lleguen rápidamente al responsable y le recuerden al operador si el contactor se ha disparado, si hay una pérdida de tensión, etc.
3.3.2 Gestión de prepago
La función de electricidad prepagada se puede utilizar en diversos complejos comerciales, comunidades, edificios de oficinas, apartamentos tipo hotel y otras propiedades, departamentos de gestión logística de escuelas, residencias de fábricas, cadenas de supermercados y grandes propiedades. Actualmente, el servicio de agua y electricidad prepagada se ha utilizado con éxito en los escenarios mencionados y ha funcionado de forma estable durante muchos años. Es ideal para la gestión de la electricidad prepagada por compañías inmobiliarias para inquilinos residenciales, de oficinas y comerciales, o para el consumo de electricidad prepagada y electricidad de residencias estudiantiles por parte de escuelas y sistemas de control de seguridad.
3.3.3 Operación de carga del automóvil/batería
Los vehículos eléctricos se han convertido en un medio de transporte de energía verde ampliamente utilizado. Al mismo tiempo, el número de bicicletas eléctricas está en aumento, lo que soluciona el problema de los viajes cortos. Sin embargo, las noticias sobre accidentes de seguridad e incendios relacionados con bicicletas eléctricas también son frecuentes, y la tendencia es al alza año tras año. Esto ha ocasionado grandes pérdidas a la sociedad y se ha convertido en un peligro oculto para la seguridad de las personas y sus bienes. Con base en los peligros y las características de los incendios de bicicletas eléctricas, los departamentos gubernamentales de todos los niveles han emitido documentos para regular las normas de estacionamiento y carga en caso de incendio. El módulo de función de operación de carga del automóvil/vehículo de batería recopila y monitorea continuamente los datos del punto de carga y de cada punto de carga conectado al sistema mediante la tecnología del Internet de las Cosas (IoT). Al mismo tiempo, protege contra diversas fallas, como la protección contra sobretemperatura del cargador, sobretensión en la entrada y salida del cargador, subtensión, falla de detección de aislamiento y una serie de fallas para la alerta temprana. Tras escanear el código QR a través de la aplicación, el sistema inicia una solicitud de carga y controla la estación de carga correspondiente para completar la carga del vehículo eléctrico. La estación de carga puede equiparse con un módulo inalámbrico para conectarse a internet, utilizar tecnología de cifrado y distribución de claves, y conectarse directamente a la nube mediante el protocolo de intercambio de datos TCP/IP.
3.4. análisis energético
3.4.1 Gestión energética
Para avanzar de forma constante en el objetivo de doble carbono, en el contexto del "doble control" de la intensidad del consumo energético y el consumo total, las empresas deben considerar cómo gestionar dicho control para garantizar una producción normal. La mayoría de las empresas existentes aún utilizan el modelo de "planificación individual, diseño independiente, operación independiente" para diversos sistemas de suministro de energía, como electricidad, agua, gas, refrigeración y calefacción. Generalmente, se detectan equipos de medición insuficientes; la precisión de los equipos de medición es baja y los datos de medición son inexactos; la fiabilidad de la lectura manual de los contadores es baja; resulta difícil supervisar y evaluar eficazmente la eficiencia energética de los principales equipos de consumo energético; se carece de datos de referencia fiables; se carece de un sistema eficaz de índices de evaluación de la eficiencia energética empresarial, y resulta difícil implementar medidas de gestión del consumo energético.
El módulo de gestión energética incorpora automatización y tecnología de la información para gestionar de forma automática y científica todo el proceso, desde la recopilación de datos energéticos, la monitorización de procesos, el análisis del consumo de medios energéticos y la gestión del consumo energético, entre otros. De esta forma, integra de forma orgánica la gestión, la producción y el uso de energía, y utiliza tecnología avanzada de procesamiento y análisis de datos para realizar análisis y gestión de la producción fuera de línea, lograr una programación unificada del sistema energético de toda la planta y optimizar el equilibrio y el uso eficiente de los medios energéticos. Además, mejora la calidad de la energía, reduce el consumo energético y logra el objetivo de ahorrar y reducir el consumo, mejorando así la gestión energética general.
3.4.2 Servicios de valor añadido
(1) Configuración industrial
El método tradicional de desarrollo de aplicaciones de configuración de automatización industrial requiere que los desarrolladores sean capaces de escribir código, comprender los conceptos y utilizar los métodos de los marcos de desarrollo relacionados. Este método requiere un ciclo de desarrollo largo y exigencias muy altas. Al mismo tiempo, las aplicaciones tradicionales de configuración de automatización industrial se implementan en el sector industrial, y su facilidad y accesibilidad son muy bajas.
Con el rápido desarrollo del Internet Industrial, los requisitos de las aplicaciones suelen actualizarse e iterarse con gran rapidez, y los fabricantes de equipos a menudo carecen de la experiencia necesaria en el desarrollo de software de configuración industrial. Esto ralentiza considerablemente el desarrollo y la actualización de este software, a menudo incapaz de satisfacer las necesidades del rápido crecimiento empresarial. Al mismo tiempo, el acceso al software de configuración industrial ya no se limita a las instalaciones industriales, y la demanda de acceso desde fuera de ellas también está aumentando.
El módulo de configuración industrial de la plataforma IoT EMS soluciona los problemas de implementación y accesibilidad de las aplicaciones tradicionales de configuración de automatización industrial. Los usuarios pueden ajustar los componentes de la pantalla de configuración arrastrando y soltando el ratón en la herramienta de desarrollo. La amplia biblioteca de componentes de configuración integrada permite a los usuarios desarrollar fácilmente la interfaz de configuración industrial sin necesidad de conocimientos de programación ni experiencia en desarrollo de software de configuración de automatización industrial. Además, admite la visualización de datos, el control remoto y otras funciones.
(2) Visualización 3D
La tecnología de visualización 3D permite la visualización multidimensional mediante simulación virtual, ofrece servicios digitales a los clientes, ayuda a las empresas en la gestión integral del ahorro energético y mejora la gestión energética. Las principales funciones que se pueden implementar son: sincronización de información en tiempo real en cada área; control global del consumo energético en cada área; monitorización visual del estado de funcionamiento de los equipos; inspección inteligente, análisis automático del funcionamiento de los equipos, la calidad de la energía, la seguridad eléctrica y el consumo energético anormal en la ruta de inspección, entre otros, y registro de los resultados de la inspección.
Ⅴ. Resumir
Como forma de desarrollo industrial que combina la industria energética tradicional con la tecnología del Internet de las Cosas (IoT), el Internet de las Cosas (IoT) de la energía constituye un importante apoyo estratégico para el desarrollo integrado de la revolución energética nacional y la revolución digital. El IoT de la energía es una extensión del IoT al proceso de producción, configuración y consumo de energía. Con el rápido desarrollo de las tecnologías de la información modernas, como la "Big Cloud IoT Smart Chain", el IoT de la energía integra la información, la comunicación, la tecnología digital y el desarrollo de sistemas eléctricos. Todos los aspectos de la transmisión, transformación, distribución y consumo de electricidad están profundamente integrados para lograr la monitorización multidireccional del estado, el procesamiento inteligente de la información, la interconexión inteligente, la interacción persona-computadora y los servicios inteligentes.
Hora de publicación: 01-ago-2022
