Услуги передачи данных IOT, предоставляемые платформой IOT EMS
Аннотация: Платформа Acrel IoT EMS основана на центре обработки данных Acrel IoT, который установил стандарты передачи данных по восходящему и нисходящему каналам связи для предоставления интернет-пользователям услуг передачи данных по энергии IoT. Acrel IoT EMS — это централизованная онлайн-платформа для подключения всех сетевых продуктов Acrel. Она предлагает унифицированные возможности доступа, мониторинга и управления, что экономит время и позволяет контролировать весь ваш сетевой парк. Если ваше устройство Acrel подключено к IoT EMS, его можно использовать для создания каналов удаленного доступа к оборудованию, подключенному к сети 4G или Wi-Fi. После возникновения тревожного события в течение нескольких секунд соответствующая информация о тревоге и событии будет быстро передана через приложение для уведомления соответствующего лица.
Ключевые слова: Интернет вещей; система управления энергопотреблением; счетчик Интернета вещей; облачная платформа
Ⅰ. Введение
В последние годы концепция Интернета вещей (IoT) получила ускоренное развитие и стала частью индустриальных приложений, став ключевым техническим подходом в области интеллектуальных городов и комплексных решений для информатизации. В настоящее время IoT вступил в новый этап трансграничной интеграции, комплексных инноваций и масштабного развития, пройдя путь от концептуальных спекуляций до фрагментарного применения, разработки в замкнутом цикле и т.д. Он сыграл важную роль в трансформации и модернизации традиционных отраслей, урбанизации, строительстве интеллектуальных городов и постоянном улучшении качества жизни людей. В этих областях он достиг выдающихся результатов.
Платформа Acrel IoT EMS представляет собой набор интернет-бизнес-моделей, объединяющих онлайн-продажи для предоставления услуг PAAS (доставки, обслуживания, доставки, обслуживания) широко распространённым интернет-пользователям. После установки продуктов Acrel IoT пользователи могут легко получить доступ к платформе, отсканировав QR-код с помощью мобильного телефона, не тратя время на отладку и работу платформы, и могут самостоятельно выбирать функции платформы и получать соответствующие услуги передачи данных.
Ⅱ. Анализ спроса
Группы клиентов платформы IoT EMS делятся на две группы: первая — пользователи интернета, вторая — пользователи умных городов. К интернет-пользователям обычно относятся следующие типы:
1. Арендатор сдает в аренду три или пять квартир и должен устанавливать счетчики и взимать плату за воду и электричество;
2. Есть несколько небольших сетевых супермаркетов, и необходимо реализовать управление энергопотреблением, дистанционное управление и управление электробезопасностью;
3. Если вы хотите приобрести несколько зарядных колонок для централизованного управления зарядкой недвижимости в определенном сообществе, вам необходимо взимать плату за эксплуатацию;
4. Управлению определенного здания достаточно всего нескольких счетчиков для осуществления учета энергии на этаже;
5. Небольшой завод хочет управлять учетом электроэнергии на своем собственном небольшом заводе;
6. Интегратор систем IoT хочет напрямую получать данные о продуктах IoT и нуждается в единой платформе управления;
Недостатки традиционной бизнес-модели для вышеуказанных пользователей Интернета заключаются в следующем:
1. Системы данных стоят дорого
2. Требуются диверсифицированные услуги передачи данных
3. Отладка слишком профессиональна
4. Выбор системного оборудования слишком профессиональный
5. Оплата услуг неудобна
Потребности умных городов следующие:
1. Необходимость доступа к различным типам массивного оборудования
2. Необходимо извлечь нормативную информацию, которая беспокоит руководство, и объединить такие технологии, как ГИС и BIM, для достижения макронадзора.
3. Предоставить унифицированную платформу обслуживания операций для предоставления услуг передачи данных Интернета вещей конечным пользователям.
Ⅲ. Структура системы
IoT EMS использует энергетический поток, включающий энергоснабжение, управление энергопотреблением, управление оборудованием и анализ энергопотребления, в качестве основной линии. Система объединяет звенья производства, переработки, распределения и передачи энергии, потребления и энергосбережения. В сочетании с взаимосвязью людей и вещей она формирует экосистему IoT для энергетики, где продукты Acrel выступают в качестве медиа. Продукты IoT и участники энергетической отрасли взаимодействуют с платформой посредством потоков данных и бизнес-потоков.
3.1 Структура сети
Платформа Acrel IoT EMS имеет многоуровневую и распределенную структуру, которая в основном состоит из трех частей: уровня восприятия (терминальное оборудование сбора данных), сетевого уровня (терминал управления связью) и уровня платформы (облачная платформа IoT для энергетики).
● Уровень восприятия: различные датчики, подключенные к сети, включая многофункциональные счетчики, предоплаченные счетчики электроэнергии, многоконтурные счетчики, счетчики электроэнергии IoT, счетчики воды IoT, зарядные станции для аккумуляторных автомобилей, зарядные станции для автомобилей, контроллеры уличного освещения и т. д.
● Сетевой уровень: интеллектуальный шлюз собирает данные уровня восприятия, выполняет преобразование протоколов и хранение, а затем загружает данные на платформу IoT EMS.
● Уровень платформы: уровень платформы включает сервер приложений и сервер данных, которые могут реализовывать приложения в Интернете или на мобильных устройствах.
3.2 Архитектура платформы
Структура системной сети платформы IoT EMS представляет собой многоуровневую распределенную структуру, включающую: уровень восприятия, уровень данных, уровень приложений, уровень представления и уровень эксплуатации. Схема архитектуры системы представлена на рисунке.
Уровень датчиков включает в себя различные продукты нашей компании, которые являются нижним уровнем всей системы и базовым элементом, необходимым для построения облачной платформы IoT, включая многофункциональные счетчики, предоплаченные счетчики, многоконтурные счетчики, счетчики IoT, зарядные станции, контроллеры уличного освещения и т. д.
Промежуточная платформа обработки данных отвечает за обработку, хранение и взаимодействие данных. Для обеспечения производительности всей комплексной платформы мы храним данные в режиме реального времени, исторические данные и бизнес-данные в различных библиотеках, а также предоставляем различные интерфейсы для взаимодействия данных со сторонними системами.
Верхний прикладной уровень – это платформа IoT EMS, которая в основном реализует различные функциональные приложения. Платформа разделена на четыре основных раздела в соответствии с потоком энергии: энергоснабжение, управление энергопотреблением, управление оборудованием и анализ энергопотребления. Энергоснабжение включает в себя сбор энергии, интеллектуальную эксплуатацию и техническое обслуживание. Управление энергопотреблением включает в себя подмодули безопасного потребления электроэнергии и качества электроэнергии. Управление оборудованием включает в себя интеллектуальное освещение, предоплату и зарядку. Анализ энергопотребления включает в себя подмодули управления энергопотреблением и предоставления услуг с добавленной стоимостью. Платформа предоставляет пользователям интерфейс взаимодействия человек-машина через веб-сайт и приложение, и различные пользователи операционного уровня могут получать доступ к платформе и управлять ею с помощью этих двух методов.
Ⅲ. Функция платформы
3.1. Энергоснабжение
3.1.1 Сбор электроэнергии
Модуль сбора энергии может осуществлять поиск, анализ, раннее оповещение и комплексное отображение различных данных мониторинга, обеспечивая экологичность распределительного устройства. В части интеллектуальных функций реализованы функции дистанционного измерения, дистанционной сигнализации и дистанционного управления системой мониторинга электроснабжения и распределения, а также комплексное обнаружение и управление системой. В части управления ресурсами данных модуль может отображать или запрашивать данные о работе каждого оборудования в распределительном устройстве, включая исторические и текущие данные. В зависимости от потребностей, можно запрашивать и распечатывать ежедневные, ежемесячные и годовые отчеты для повышения эффективности работы и экономии человеческих ресурсов.
3.1.2 Интеллектуальная эксплуатация и обслуживание
Интеллектуальный модуль эксплуатации и обслуживания использует многофункциональный измеритель мощности, беспроводную связь, шлюз периферийных вычислений и технологию анализа больших данных, собирает полевые данные через интеллектуальный шлюз и хранит их локально, а затем регулярно отправляет данные на облачную платформу. Платформа может одновременно получать доступ к тысячам данных о подстанциях пользователей. Данные, собираемые платформой, включают электрические параметры и данные об окружающей среде подстанции, включая ток, напряжение и мощность, состояние переключения, температуру трансформатора, температуру и влажность окружающей среды, погружение в воду, дым, видео, контроль доступа и другую информацию. В случае возникновения неисправности в течение 10 секунд будет отправлен сигнал тревоги через SMS и приложение. Платформа отправляет задачи по эксплуатации и обслуживанию на мобильный телефон назначенного персонала через приложение для мобильного телефона и отслеживает процесс выполнения эксплуатации и обслуживания через NFC, чтобы замкнуть цикл, повысить эффективность эксплуатации и обслуживания, а также немедленно обнаружить и устранить дефекты работы.
3.2. Управление энергопотреблением
3.2.1 Безопасность при работе с электричеством
Модуль электробезопасности осуществляет непрерывное отслеживание данных и статистический анализ основных факторов возгорания электрооборудования (температура кабеля, ток утечки, ток нагрузки, напряжение), собирая данные на месте через сеть 4G. Система отслеживает потенциальные угрозы безопасности электропроводки и электрооборудования (такие как аномальная температура кабеля, перегрузка, перенапряжение, пониженное напряжение, утечка и т. д.) и своевременно оповещает с помощью SMS, push-уведомлений через приложение, автоматических голосовых вызовов и т. д. для эффективного предотвращения возгораний электрооборудования. Система отображает электрические параметры, такие как ток утечки и температура кабеля, во всех точках мониторинга, поддерживает протоколы проверок и диспетчеризацию, предоставляет отчеты об анализе потенциальных угроз безопасности и оценивает состояние электробезопасности предприятия в режиме реального времени.
3.2.2 Качество электроэнергии
Проблема качества электроэнергии привлекает всё больше внимания и стала одной из горячих точек исследований в области энергосистемы. С одной стороны, с развитием науки и техники и широким применением различного сложного и комплексного электрооборудования, большая часть этого оборудования становится очень чувствительной к качеству электроэнергии; в результате качество электроэнергии становится крайне нестабильным. Основная цель анализа качества электроэнергии — определить тип и диапазон помех, а также эффективно скорректировать и компенсировать соответствующие источники помех. Следовательно, ключом к повышению качества электроэнергии является своевременное и точное получение информации о различных источниках помех.
Мониторинг качества электроэнергии включает в себя контроль несимметрии трёх фаз, гармоник и коэффициента мощности. При несимметрии трёх фаз или слишком низком коэффициенте мощности срабатывает аварийный сигнал, который отправляется пользователям через push-уведомления в приложении, SMS, электронную почту и т.д.
3.3 Управление устройствами
3.3.1 Умное освещение
С непрерывным повышением уровня жизни людей растут и требования к условиям труда и жизни, а также требования к системам освещения. Энергопотребление в сфере освещения составляет значительную долю от общего потребления энергии, поэтому энергосбережение и повышение качества освещения являются важнейшими приоритетами. Электроэнергия, используемая для освещения, составляет около 10% от общего потребления электроэнергии. В связи с быстрым развитием национальной экономики моей страны и постоянным повышением уровня жизни населения, потребление электроэнергии для освещения будет продолжать расти.
Интеллектуальное освещение использует технологию Интернета вещей для непрерывного мониторинга энергопотребления осветительных цепей, установленных в различных районах города. Платформа оценивает состояние ламп, контролируя ток и напряжение в цепи. Платформа отслеживает любые отклонения от нормы, а предупреждения и сигналы тревоги могут быть быстро переданы через мобильное приложение, SMS и электронную почту ответственному лицу, а также напоминать оператору о срабатывании контактора, отключении питания и т. д.
3.3.2 Управление предоплатой
Функция предоплаты электроэнергии может использоваться в различных коммерческих комплексах, жилых комплексах, офисных зданиях, офисных зданиях, гостиничных апартаментах и других объектах недвижимости, отделах управления логистикой в школах, общежитиях при заводах, сетях супермаркетов и на крупных объектах недвижимости. В настоящее время предоплата воды и электроэнергии успешно применяется в вышеуказанных сценариях и стабильно работает уже много лет. Она подходит для управления предоплатой электроэнергии, предоставляемой компаниями по управлению недвижимостью арендаторам жилых помещений, офисов и магазинов, а также для управления предоплатой электроэнергии и потреблением электроэнергии в студенческих общежитиях, предоставляемой школами и системами безопасности.
3.3.3 Зарядка аккумулятора автомобиля/автомобиля
Электромобили стали широко используемым экологически чистым видом транспорта. В то же время растет число электровелосипедов, что решает проблему поездок на короткие расстояния. Однако новости о несчастных случаях, связанных с электровелосипедами, также часты, и наблюдается тенденция к росту с каждым годом. Это принесло большой ущерб обществу и стало скрытой угрозой безопасности жизни и имуществу людей. Основываясь на опасностях и характеристиках возгораний электровелосипедов, государственные ведомства всех уровней выпустили документы, регулирующие парковку и зарядку электровелосипедов. Функциональный модуль зарядки автомобиля/аккумуляторного автомобиля непрерывно собирает и контролирует данные о месте зарядки и каждой зарядной станции, подключенной к системе через технологию Интернета вещей, и в то же время защищает от различных неисправностей, таких как защита от перегрева зарядного устройства и перенапряжения на входе и выходе зарядного устройства, пониженное напряжение, отказ изоляции и ряд неисправностей для раннего предупреждения. После сканирования QR-кода пользователем через приложение система инициирует запрос на зарядку и управляет зарядным устройством, соответствующим QR-коду, для завершения процесса зарядки электромобиля. Зарядное устройство может быть оснащено беспроводным модулем для подключения к Интернету, совместимым с технологиями шифрования и распределения ключей, а также напрямую подключаться к облаку по протоколу обмена данными TCP/IP.
3.4. энергетический анализ
3.4.1 управление энергопотреблением
Для неуклонного достижения двойной цели по сокращению выбросов углерода, в условиях «двойного контроля» за интенсивностью потребления энергии и общим потреблением, предприятиям необходимо рассмотреть вопрос о том, как обеспечить двойной контроль за потреблением энергии для обеспечения нормального производства. Большинство действующих предприятий по-прежнему используют режим «индивидуального планирования, независимого проектирования, независимой эксплуатации» различных систем энергоснабжения, таких как электроэнергия, вода, газ, охлаждение и теплоснабжение. Как правило, выявляется нехватка измерительного оборудования; точность измерений измерительного оборудования невысока, а данные измерений неточны; надежность ручного считывания показаний счетчиков низкая; сложно эффективно контролировать и оценивать энергоэффективность основного энергопотребляющего оборудования; предоставление достоверных справочных данных; отсутствие эффективной системы оценки индексов энергоэффективности предприятия и сложность внедрения мер по управлению энергопотреблением.
Модуль управления энергоресурсами использует автоматизацию и информационные технологии для реализации автоматизированного и научно обоснованного управления всеми процессами, включая сбор данных об энергии, мониторинг процесса, анализ потребления энергоносителей, управление энергопотреблением и т.д. Таким образом, он органично объединяет весь процесс управления энергоресурсами, производства и потребления энергии, а также использует передовые технологии обработки и анализа данных для автономного анализа и управления производством, достижения единого графика работы всей энергетической системы предприятия, оптимизации баланса энергоносителей и их эффективного использования. Модуль также повышает качество энергии, снижает энергопотребление, достигает цели энергосбережения, снижения потребления и повышения общего уровня управления энергоресурсами.
3.4.2 Услуги с добавленной стоимостью
（1）Промышленная конфигурация
Традиционный метод разработки приложений для конфигурирования промышленной автоматизации требует от разработчиков умения писать код, понимать концепции и использовать методы соответствующих фреймворков разработки. Этот метод разработки предполагает длительный цикл разработки и очень высокие требования к разработчикам. В то же время традиционные приложения для конфигурирования промышленной автоматизации развертываются в промышленной сфере, а удобство и доступность их развертывания крайне низки.
В условиях стремительного развития промышленного Интернета требования к приложениям часто обновляются и итерируются очень быстро, а производители оборудования зачастую не имеют соответствующего опыта разработки программного обеспечения для промышленной конфигурации. Это приводит к тому, что скорость разработки и обновления программного обеспечения для промышленной конфигурации очень низкая и зачастую не отвечает потребностям быстрого роста бизнеса. В то же время доступ к программному обеспечению для промышленной конфигурации больше не ограничивается пределами промышленной площадки, и растет спрос на доступ извне.
Модуль промышленной конфигурации на платформе IoT EMS решает проблемы, связанные с низкой степенью развертывания и низкой доступностью традиционных приложений промышленной автоматизации. Пользователи могут настраивать компоненты экрана конфигурации, перетаскивая их мышью в инструменте разработки, изменяя атрибуты, местоположение, размер и т. д., а также используя встроенную библиотеку компонентов конфигурации, пользователи могут легко разрабатывать интерфейс промышленной конфигурации, не обладая навыками написания кода или техническим опытом разработки программного обеспечения для промышленной автоматизации, а также поддерживать отображение данных, дистанционное управление и другие функции.
（2）3D визуализация
Технология 3D-визуализации реализует многомерную визуализацию посредством виртуального моделирования, предоставляет клиентам цифровые услуги, помогает предприятиям в двустороннем управлении энергосбережением и повышает уровень энергоменеджмента. Основные функции, которые могут быть реализованы: синхронизация информации в режиме реального времени в каждой области; глобальный контроль энергопотребления в каждой области; визуальный мониторинг состояния оборудования; интеллектуальный контроль, автоматический анализ работы оборудования, качества электроэнергии, электробезопасности и аномального энергопотребления на маршруте контроля и т. д., а также регистрация результатов контроля.
Ⅴ. Подвести итоги
Будучи формой промышленного развития, объединяющей традиционную энергетику и технологии Интернета вещей, энергетический Интернет вещей является важной стратегической поддержкой комплексного развития национальной энергетической и цифровой революций. Энергетический Интернет вещей представляет собой расширение Интернета вещей на процессы производства, распределения и потребления энергии. В условиях стремительного развития современных информационных технологий, таких как «умная цепочка большого облака IoT», энергетический Интернет вещей объединяет информацию, связь, цифровые технологии и развитие энергосистем. Все аспекты передачи, преобразования, распределения и потребления электроэнергии глубоко интегрированы для реализации многонаправленного мониторинга состояния, интеллектуальной обработки информации и интеллектуального взаимодействия, взаимодействия человека с компьютером и предоставления интеллектуальных услуг.
Время публикации: 01.08.2022
