圖控人機(jī)界面

遠(yuǎn)端校園電能監(jiān)控系統(tǒng)之應(yīng)用實(shí)例校園電能監(jiān)控系統(tǒng)

國(guó)立高雄第一科技大學(xué)為因應(yīng)全國(guó)教育經(jīng)費(fèi)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(jué)化人機(jī)介面，設(shè)計(jì)發(fā)展「遠(yuǎn)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(dòng)卸載機(jī)制，進(jìn)行即時(shí)線上遠(yuǎn)端需量控制，避免超約用電罰鍰，節(jié)省學(xué)校電費(fèi)支出。

校園遠(yuǎn)端遙控電能監(jiān)控系統(tǒng)，以PC-based控制器為基礎(chǔ)，自行開(kāi)發(fā)控制程式與人機(jī)界面及資料擷取系統(tǒng)，提供既經(jīng)濟(jì)又有效的方法進(jìn)行電力監(jiān)控。本系統(tǒng)之核心在於資料之傳輸及透過(guò)網(wǎng)路寫(xiě)入功能的提昇，系統(tǒng)之開(kāi)放式模組化控制器(OMC)除能對(duì)電能提供最適當(dāng)之需量控制外，藉由PC-based圖控人機(jī)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(duì)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(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了許多有用的圖形界面、簡(jiǎn)報(bào)工具及直觀的動(dòng)畫(huà)界面。遠(yuǎn)端遙控之電能監(jiān)控系統(tǒng)所取得之電力資訊，透過(guò)區(qū)域網(wǎng)路進(jìn)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(jìn)行系統(tǒng)的遠(yuǎn)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(guò)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(jué)化人機(jī)介面動(dòng)畫(huà)畫(huà)面，在監(jiān)控電腦上進(jìn)行即時(shí)用電分析與監(jiān)控、歷史用電資訊回顧、用電資訊報(bào)表、警報(bào)與事件之檢閱、用電比較橫條圖及用電需量控制機(jī)制與卸載等功能。圖一系統(tǒng)架構(gòu)圖圖二系統(tǒng)動(dòng)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(cè)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(gè)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(dú)自的位址，使用者可經(jīng)由軟、硬體進(jìn)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(kāi)放式控制器，使用語(yǔ)言為IEC

61131-3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言。與傳統(tǒng)的控制器相較，F(xiàn)ama

PC-based控制器的優(yōu)點(diǎn)在於開(kāi)放式程式設(shè)計(jì)功能、資料處理、資訊的連結(jié)及可透過(guò)網(wǎng)路進(jìn)行遠(yuǎn)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(yǔ)言模組(HLL)：高階語(yǔ)言模組(High

Level

Language

Module；簡(jiǎn)稱HLL)是用來(lái)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(duì)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(cǎi)用高階C語(yǔ)言撰寫(xiě)應(yīng)用軟體，程式易於維護(hù)。圖五HLL模組外觀圖軟體規(guī)劃

遠(yuǎn)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(jī)介面，分述如下：硬體通訊軟體：為置於PC-based控制器之步進(jìn)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(jì)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(yǔ)言撰寫(xiě)程式。圖控人機(jī)界面：係以「Intellution-Fix」軟體編製而成，F(xiàn)ix是一套視覺(jué)化圖形界面軟體工具，同時(shí)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(shí)監(jiān)控、警訊控制、事故偵測(cè)、資料收集、趨勢(shì)圖、報(bào)表及安全系統(tǒng)設(shè)定等多種強(qiáng)大功能，各主要功能之說(shuō)明如下：警報(bào)系統(tǒng):使監(jiān)控人員可完全掌握監(jiān)控過(guò)程之突發(fā)狀況，一旦有發(fā)生警報(bào)，便可在第一時(shí)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(bào)點(diǎn)發(fā)生時(shí)間、警報(bào)點(diǎn)數(shù)值、警報(bào)點(diǎn)型態(tài)及進(jìn)行警報(bào)點(diǎn)確認(rèn)時(shí)間等都記錄下來(lái)?儲(chǔ)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(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)，系統(tǒng)能在等待時(shí)間終了後，依監(jiān)控人員所輸入之卸載順序自行進(jìn)行卸載動(dòng)作，等到警報(bào)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(dòng)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(lái)管理使用者行使權(quán)限高低的功能，方法是透過(guò)系統(tǒng)設(shè)定安全設(shè)定，定義使用者的身分等級(jí)及所能行使系統(tǒng)功能的項(xiàng)目，可以防止不肖者或不法入侵者蓄意進(jìn)入及對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行破壞。系統(tǒng)成效

遠(yuǎn)端遙控之電能監(jiān)控系統(tǒng)已成功地安裝在國(guó)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(shí)電力數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)圖形橫條圖、需量控制等之功能圖示。圖六即時(shí)電力數(shù)據(jù)圖七動(dòng)態(tài)圖形橫條圖圖八需量控制結(jié)論

遠(yuǎn)端遙控之電能監(jiān)控系統(tǒng)除可達(dá)到抑制尖峰負(fù)載，使電力公司舒緩供電壓力外，本系統(tǒng)尚具下列優(yōu)點(diǎn)：(1)掌控校園即時(shí)用電情況(2)免除人工抄表時(shí)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(yuǎn)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(kāi)發(fā)污染(9)增進(jìn)產(chǎn)學(xué)業(yè)界互助流通(10)教學(xué)、服務(wù)、研究合