Services de données IOT fournis par la plateforme IOT EMS
Résumé : La plateforme Acrel IoT EMS est basée sur le centre de données Acrel IoT, qui a établi des normes de données montantes et descendantes pour fournir aux utilisateurs Internet des services de données IoT énergétiques. Acrel IoT EMS est une plateforme en ligne centralisée permettant de connecter tous les produits réseau Acrel. Elle offre des capacités d'accès, de surveillance et de contrôle unifiées, ce qui vous fait gagner du temps et vous permet de superviser l'ensemble de votre parc réseau. Si votre appareil Acrel est connecté à IoT EMS, il peut générer des liens d'accès à distance vers des équipements connectés à un réseau 4G ou Wi-Fi. En cas d'alarme, les informations pertinentes sont rapidement transmises via l'application en quelques secondes pour avertir la personne concernée.
Mots clés : IoT ; système de gestion de l'énergie ; compteur IoT ; plateforme cloud
Ⅰ. Introduction
Ces dernières années, le concept d'Internet des objets (IoT) a connu une accélération pour s'intégrer aux applications industrielles et est devenu un élément clé de la réflexion technique des villes intelligentes et des solutions globales d'informatisation. Aujourd'hui, l'IoT est entré dans une nouvelle phase d'intégration transfrontalière, d'innovation intégrée et de développement à grande échelle, passant de la spéculation conceptuelle à la fragmentation des applications, en passant par le développement en boucle fermée. Il a joué un rôle important dans la transformation et la modernisation des industries traditionnelles, l'urbanisation, la construction de villes intelligentes et l'amélioration continue de la qualité de vie des citoyens. Il a obtenu des résultats remarquables dans ces domaines.
La plateforme Acrel IoT EMS est un ensemble de modèles commerciaux Internet combinant la vente en ligne pour fournir des services PAAS à un large public d'internautes. Après l'installation des produits Acrel IoT, les utilisateurs peuvent accéder facilement à la plateforme en scannant le QR code avec leur téléphone portable, sans se soucier du débogage ni de l'utilisation de la plateforme. Ils peuvent ainsi sélectionner les fonctions de la plateforme et obtenir les services de données correspondants en toute autonomie.
Ⅱ. Analyse de la demande
Les clients de la plateforme IoT EMS se divisent en deux groupes : les utilisateurs d'Internet ; les villes intelligentes. Les utilisateurs d'Internet sont généralement les types suivants :
1. Un locataire a trois ou cinq appartements à louer et doit être équipé de compteurs et facturé pour l'eau et l'électricité ;
2. Il existe plusieurs petites chaînes de supermarchés et elles souhaitent gérer l'énergie, le contrôle à distance et la sécurité électrique ;
3. Pour une propriété dans une certaine communauté, si vous souhaitez acheter plusieurs bornes de recharge pour une gestion centralisée de la recharge, vous devez facturer l'exploitation ;
4. La gestion du bâtiment d'un certain bâtiment n'a besoin que de quelques compteurs pour effectuer la gestion de la mesure de l'énergie à l'étage ;
5. Une petite usine souhaite gérer le comptage d’énergie de sa propre petite usine ;
6. Un intégrateur de systèmes IoT souhaite obtenir directement les données des produits IoT et a besoin d'une plate-forme de gestion unifiée ;
Les inconvénients du modèle économique traditionnel pour les utilisateurs d’Internet ci-dessus sont les suivants :
1. Les systèmes de données sont coûteux
2. Des services de données diversifiés sont nécessaires
3. Le débogage est trop professionnel
4. La sélection du matériel système est trop professionnelle
5. Le paiement des services n'est pas pratique
Les besoins des villes intelligentes sont les suivants :
1. Besoin d'accéder à différents types de matériel massif
2. Il est nécessaire d'extraire les informations réglementaires qui préoccupent les dirigeants et de combiner les technologies telles que le SIG et le BIM pour réaliser une macro-supervision.
3. Fournir une plate-forme de services d'exploitation unifiée pour fournir des services de données IoT aux utilisateurs finaux
III. Structure du système
IOT EMS prend en compte les flux énergétiques liés à l'approvisionnement, à la gestion de l'énergie, à la gestion des équipements et à l'analyse de la consommation énergétique. Il relie les maillons de la production, du traitement, de la distribution et du transport d'énergie, de la consommation et des économies. Associé à l'interconnexion des personnes et des objets, il forme un écosystème IoT énergétique dont les produits Acrel sont le support. Les produits IoT et les acteurs du secteur énergétique interagissent avec la plateforme sous forme de flux de données et de flux métier.
3.1 Structure du réseau
La plate-forme Acrel IoT EMS adopte une structure en couches et distribuée, principalement composée de trois parties : la couche de perception (équipement d'acquisition de terminal), la couche réseau (terminal de gestion des communications) et la couche de plate-forme (plate-forme cloud IoT énergétique).
● Couche de perception : Divers capteurs connectés au réseau, notamment des compteurs multifonctions, des compteurs d'électricité prépayés, des compteurs multi-boucles, des compteurs d'électricité IoT, des compteurs d'eau IoT, des bornes de recharge pour voitures à batterie, des bornes de recharge pour voitures, des contrôleurs d'éclairage public, etc.
● Couche réseau : la passerelle intelligente collecte les données de la couche de perception, effectue la conversion et le stockage du protocole, puis télécharge les données sur la plate-forme IoT EMS.
● Couche de plate-forme : la couche de plate-forme comprend un serveur d'applications et un serveur de données, qui peuvent implémenter des applications sur le Web ou l'APP.
3.2 Architecture de la plateforme
La structure réseau de la plateforme IoT EMS est stratifiée et distribuée, comprenant : une couche de perception, une couche de données, une couche applicative, une couche de présentation et une couche opérationnelle. Le schéma de l'architecture système est présenté dans la figure.
La couche de capteur comprend divers produits de notre société, qui constituent la couche inférieure de l'ensemble du système et l'élément de base nécessaire à la construction de la plate-forme cloud IoT, notamment les compteurs multifonctions, les compteurs prépayés, les compteurs multi-boucles, les compteurs IoT, les bornes de recharge, les contrôleurs de lampadaires, etc.
La plateforme intermédiaire de traitement des données est principalement responsable du traitement, du stockage et de l'interaction des données. Afin de garantir la capacité de traitement de l'ensemble de la plateforme, nous stockons les données en temps réel, les données historiques et les données métier dans différentes bibliothèques, et fournissons diverses interfaces pour permettre l'interaction des données avec des systèmes tiers.
La couche applicative supérieure est la plateforme IoT EMS, qui réalise principalement diverses applications fonctionnelles. La plateforme est divisée en quatre grandes sections selon le flux d'énergie : l'approvisionnement énergétique, la gestion de l'énergie, la gestion des équipements et l'analyse de la consommation énergétique. L'approvisionnement énergétique comprend la collecte d'énergie, l'exploitation et la maintenance intelligentes. La gestion de l'énergie inclut la consommation électrique sûre et les sous-modules de qualité de l'énergie. La gestion des équipements inclut l'éclairage intelligent, le prépaiement et la borne de recharge. L'analyse de la consommation énergétique inclut la gestion de l'énergie et les sous-modules de services à valeur ajoutée. La plateforme offre aux utilisateurs une interface homme-machine via le web et une application, et les différents utilisateurs de la couche exploitation peuvent y accéder et l'utiliser via ces deux méthodes.
Ⅲ. Fonction de la plate-forme
3.1. Approvisionnement énergétique
3.1.1 Collecte d'énergie
Le module de collecte d'énergie permet l'interrogation, l'analyse, l'alerte précoce et l'affichage complet de diverses données de surveillance afin de garantir le respect de l'environnement de la salle de distribution électrique. En termes d'intelligence, la mesure, la signalisation et le contrôle à distance du système de surveillance de l'alimentation et de la distribution électrique sont assurés, ainsi que la détection et la gestion complètes du système. Concernant la gestion des ressources de données, il permet d'afficher ou d'interroger le fonctionnement de chaque équipement de la salle de distribution électrique, y compris les données historiques et en temps réel. Des rapports quotidiens, mensuels et annuels peuvent être consultés et imprimés selon les besoins, améliorant ainsi l'efficacité du travail et économisant les ressources humaines.
3.1.2 Exploitation et maintenance intelligentes
Le module intelligent d'exploitation et de maintenance intègre un wattmètre multifonction, une communication sans fil, une passerelle informatique de pointe et une technologie d'analyse Big Data. Il collecte les données de terrain via la passerelle intelligente, les stocke localement et les transmet régulièrement à la plateforme cloud. La plateforme peut accéder simultanément à des milliers de données de postes utilisateurs. Les données collectées incluent les paramètres électriques et les données environnementales du poste, notamment le courant, la tension et la puissance, l'état de commutation, la température du transformateur, la température et l'humidité ambiantes, l'immersion dans l'eau, la fumée, la vidéo, le contrôle d'accès, etc. En cas d'anomalie, une alarme est envoyée par SMS et via l'application dans les 10 secondes. La plateforme envoie les tâches d'exploitation et de maintenance sur le téléphone portable du personnel désigné via l'application mobile et suit l'exécution des opérations et de la maintenance via NFC pour boucler la boucle, améliorer l'efficacité de l'exploitation et de la maintenance, et identifier et corriger immédiatement les défauts de fonctionnement.
3.2. Gestion de l'énergie
3.2.1 Sécurité électrique
Le module de sécurité électrique assure un suivi continu des données et une analyse statistique des principaux facteurs d'incendie électrique (température des câbles, courant de fuite, courant de charge, tension) et collecte des données sur site via la 4G. Il identifie les risques potentiels pour la sécurité des lignes et des équipements électriques (température anormale des câbles, surcharge, surtension, sous-tension, fuite, etc.) et fournit des alertes rapides par SMS, notifications push via l'application, appels vocaux automatiques, etc., afin de prévenir efficacement les incendies électriques. Le système affiche les paramètres électriques tels que le courant de fuite et la température des câbles à tous les points de surveillance, prend en charge les enregistrements d'inspection et les opérations de répartition, fournit des rapports d'analyse des risques potentiels pour la sécurité et évalue l'état de sécurité électrique de l'entreprise en temps réel.
3.2.2 Qualité de l'énergie
La question de la qualité de l'énergie suscite une attention croissante et est devenue un pôle de recherche majeur dans le domaine du système électrique. Avec le développement des sciences et des technologies et la généralisation d'équipements électriques sophistiqués et complexes, la plupart de ces équipements sont devenus très sensibles à la qualité de l'énergie ; celle-ci devient alors très instable. L'objectif principal de l'analyse de la qualité de l'énergie est de déterminer le type et l'étendue des perturbations du signal électrique, ainsi que d'ajuster et de compenser efficacement les sources de perturbation correspondantes. Par conséquent, la clé de l'amélioration de la qualité de l'énergie réside dans l'obtention rapide et précise d'informations sur les différentes sources de perturbations.
La surveillance de la qualité de l'énergie inclut le déséquilibre triphasé, les harmoniques et le facteur de puissance. En cas de déséquilibre triphasé ou de facteur de puissance trop faible, une alarme est déclenchée et les utilisateurs sont notifiés par notification push, SMS, e-mail, etc.
3.3. Gestion des appareils
3.3.1 Éclairage intelligent
Avec l'amélioration continue du niveau de vie, les exigences en matière d'environnement de travail et de vie, ainsi que les exigences en matière de systèmes d'éclairage, sont de plus en plus élevées. La consommation d'énergie liée à l'éclairage représente une part considérable de la consommation totale d'énergie, et les économies d'énergie et l'amélioration de la qualité de l'éclairage sont des priorités absolues. L'éclairage représente une part importante de la consommation d'électricité, mais représente environ 10 % de celle-ci. Avec le développement rapide de l'économie nationale et l'amélioration continue du niveau de vie, la consommation d'éclairage continuera d'augmenter.
L'éclairage intelligent utilise l'Internet des objets pour surveiller en continu la consommation d'énergie des circuits d'éclairage installés dans différents quartiers de la ville. La plateforme évalue l'état de fonctionnement des lampes en surveillant le courant et la tension du circuit. Tout fonctionnement anormal peut être surveillé par la plateforme et des alertes et alarmes peuvent être envoyées via l'application mobile, les SMS et les e-mails. Elles peuvent être rapidement transmises au responsable et avertir l'opérateur en cas de déclenchement du contacteur, de coupure de courant, etc.
3.3.2 Gestion prépayée
La fonction d'électricité prépayée peut être utilisée dans divers complexes commerciaux, résidences, immeubles de bureaux, résidences hôtelières et autres biens immobiliers, ainsi que pour les services logistiques des écoles, les résidences universitaires, les chaînes de supermarchés et les grands immeubles. Actuellement, l'eau et l'électricité prépayées sont utilisées avec succès dans les cas mentionnés ci-dessus et fonctionnent de manière stable depuis de nombreuses années. Elle convient à la gestion de l'électricité prépayée par les sociétés immobilières pour les locataires de logements, de bureaux et de commerces, ou à la gestion de l'électricité prépayée et de la consommation d'électricité des résidences étudiantes par les écoles et les systèmes de contrôle de sécurité.
3.3.3 Fonctionnement de la charge de la voiture/batterie de la voiture
Les véhicules électriques sont devenus un moyen de transport à énergie verte largement utilisé. Parallèlement, le nombre de vélos électriques augmente, ce qui résout le problème des déplacements courts. Cependant, les incidents de sécurité et les incendies liés aux vélos électriques sont fréquents et tendent à augmenter d'année en année. Ces incidents ont entraîné de lourdes pertes pour la société et constituent un danger caché pour la sécurité des personnes et des biens. Compte tenu des dangers et des caractéristiques des incendies de vélos électriques, les administrations publiques à tous les niveaux ont publié des documents visant à réglementer le stationnement et la recharge en cas d'incendie. Le module de charge de la voiture/véhicule à batterie collecte et surveille en continu les données du site de recharge et de chaque borne connectée au système grâce à l'Internet des objets (IoT). Il assure également une protection contre divers défauts, tels que la surchauffe du chargeur, les surtensions à l'entrée et à la sortie du chargeur, les sous-tensions, les défauts d'isolement et une série de défauts pour une alerte précoce. Après avoir scanné le QR code via l'application, le système lance une demande de charge et contrôle la borne de recharge correspondante pour finaliser la charge du véhicule électrique. La borne peut être équipée d'un module sans fil pour se connecter à Internet, utiliser des technologies de chiffrement et de distribution de clés, et se connecter directement au cloud via le protocole d'échange de données TCP/IP.
3.4. analyse énergétique
3.4.1 gestion de l'énergie
Afin de progresser progressivement vers l'objectif de double émission de carbone, dans le contexte du « double contrôle » de l'intensité et de la consommation énergétiques, les entreprises doivent réfléchir à la manière de gérer ce double contrôle afin d'assurer une production normale. La plupart des entreprises existantes utilisent encore le modèle de « planification individuelle, conception indépendante, exploitation indépendante » pour divers systèmes d'approvisionnement énergétique tels que l'électricité, l'eau, le gaz, le refroidissement et le chauffage. L'insuffisance des équipements de mesure est généralement constatée ; leur précision est faible et les données de mesure sont inexactes ; la fiabilité des relevés manuels de compteurs est faible ; il est difficile de surveiller et d'évaluer efficacement l'efficacité énergétique des principaux équipements consommateurs d'énergie ; la fourniture de données de référence fiables est impossible ; un système efficace d'indice d'évaluation de l'efficacité énergétique des entreprises fait défaut et la mise en œuvre de mesures de gestion de la consommation énergétique est difficile.
Le module de gestion de l'énergie adopte l'automatisation et les technologies de l'information pour gérer automatiquement et scientifiquement l'ensemble du processus, de la collecte des données énergétiques à la surveillance des processus, en passant par l'analyse et la gestion de la consommation énergétique. Il intègre ainsi de manière organique l'ensemble des processus de gestion, de production et d'utilisation de l'énergie, et utilise des technologies avancées de traitement et d'analyse des données pour analyser et gérer la production hors ligne, assurer une planification unifiée du système énergétique de l'usine et optimiser le bilan énergétique et son utilisation efficace. Il améliore également la qualité de l'énergie, réduit la consommation et contribue à l'objectif d'économie et de réduction de la consommation, tout en améliorant la gestion globale de l'énergie.
3.4.2 Services à valeur ajoutée
（1）Configuration industrielle
La méthode traditionnelle de développement d'applications de configuration d'automatisation industrielle exige des développeurs qu'ils maîtrisent le code, comprennent les concepts et utilisent les méthodes des frameworks de développement associés. Ce type de développement nécessite un cycle de développement long et des exigences très élevées pour les développeurs. Parallèlement, les applications de configuration d'automatisation industrielle traditionnelles sont déployées dans le secteur industriel, et leur déploiement est très difficile, tant sur le plan pratique que sur le plan de l'accessibilité.
Avec le développement rapide de l'Internet industriel, les exigences applicatives sont souvent mises à jour et itérées très rapidement. Or, les fabricants d'équipements manquent souvent de l'expérience nécessaire en développement de logiciels de configuration industrielle. Ce qui ralentit considérablement le développement et la mise à jour de ces logiciels, souvent incapables de répondre aux besoins d'une croissance rapide des entreprises. Parallèlement, l'accès aux logiciels de configuration industrielle ne se limite plus aux sites industriels, et la demande d'accès externe augmente également.
Le module de configuration industrielle de la plateforme IoT EMS résout les problèmes de faible déploiement et d'accessibilité des applications traditionnelles de configuration d'automatisation industrielle. Les utilisateurs peuvent ajuster les composants de l'écran de configuration par glisser-déposer dans l'outil de développement. L'outil intègre une riche bibliothèque de composants de configuration, permettant ainsi aux utilisateurs de développer facilement une interface de configuration industrielle, sans connaissances en programmation ni en développement de logiciels de configuration d'automatisation industrielle, et de prendre en charge l'affichage des données, le contrôle à distance et d'autres fonctions.
(2)Visualisation 3D
La technologie de visualisation 3D permet une visualisation multidimensionnelle par simulation virtuelle, fournit des services numériques aux clients, aide les entreprises à gérer leurs économies d'énergie de manière collaborative et améliore leur gestion énergétique. Les principales fonctions réalisables sont : la synchronisation en temps réel des informations par zone ; le contrôle global de la consommation d'énergie par zone ; la surveillance visuelle de l'état de fonctionnement des équipements ; l'inspection intelligente, l'analyse automatique du fonctionnement des équipements, de la qualité de l'énergie, de la sécurité électrique et des consommations d'énergie anormales sur le parcours d'inspection, etc., et l'enregistrement des résultats d'inspection.
Ⅴ. Résumer
En tant que forme de développement industriel combinant l'industrie énergétique traditionnelle et les technologies de l'Internet des objets (IoT), l'IoT énergétique constitue un soutien stratégique important pour le développement intégré de la révolution énergétique nationale et de la révolution numérique. Il s'agit d'une extension de l'IoT aux processus de production, de configuration et de consommation d'énergie. Avec le développement rapide des technologies de l'information modernes, telles que la « chaîne intelligente IoT du Big Cloud », l'IoT énergétique intègre l'information, la communication, le numérique et le développement des systèmes électriques. Tous les aspects du transport, de la transformation, de la distribution et de la consommation d'électricité sont étroitement intégrés pour permettre une surveillance multidirectionnelle de l'état, un traitement et une interconnexion intelligents de l'information, des interactions homme-machine et des services intelligents.
Date de publication : 1er août 2022
