一、 背景
中國目前建筑能耗約占社會總能耗的1/3左右，隨著生活水平的提高，建筑能耗有繼續增長的趨勢。而大型公共建筑的單位面積耗電量為住宅的10～20倍，是建筑能源消耗的高密度領域。隨著我國城市建設的發展，大型公共建筑的增長速度非常快，占新建建筑總面積的比例也越來越大。做好大型公共建筑的節能，將會顯著提高我國目前建筑能耗的使用效率，提高建筑的能源管理水平，大型公共建筑節能具有很好的發展潛力。為此，BEMS建筑能源管理系統應運而生。
BEMS建筑能源管理系統就是將建筑物或者建筑群內的變配電、照明、電梯、空調、供熱、給排水等能源使用狀況，實行集中監視、管理和分散控制的集散控制系統，是實現建筑能耗在線監測和動態分析功能的硬件和軟件系統的統稱。
二、 系統架構圖
BEMS建筑能源管理系統由各種前端分項計量裝置和采集網關、網絡和數據傳輸、中心能耗數據分析和管理軟件三部分組成。
前端能耗分項計量采集單元中，LEC-3010通過串口采集到每個樓層的信息，包括環境參數、冷熱源能耗、分項計量表、重大負荷電表等信息，通過網絡將采集數據傳輸到數據中心，數據中心將每個樓層的信息綜合處理并傳至中轉服務器，最后通過公共網絡或者交換機將所有樓層信息發送到后臺處理中心，供數據中心軟件平臺進行能耗數據分析。
BEMS系統架構圖，見下圖1。
圖1. BEMS系統架構圖
通訊設備LEC-3010在系統中，主要作為現場數據采集器網關來使用，用于現場數據的采集、分析、暫存和中轉上傳等。
三、 系統描述
3.1 數據采集網關
針對不同的建筑或者建筑群，根據采集用電信息的種類不同，需要的LEC-3010采集網關設備的數目不完全相同。一般情況下，一個6萬平米左右的公共建筑使用一個采集網關即可采集所有需要的用電信息。
3.1.1采集對象及內容
樓層的配電系統監測包括系統的電量、水耗量、燃氣量(天然氣量或煤氣量) 、集中供熱耗熱量和集中供冷耗冷量，按照用途分項計量，包括：
? 照明插座用電（照明和插座用電、走廊和應急照明用電、室外景觀照明用電）
? 空調用電（冷熱站用電、空調末端用電）
? 動力用電（電梯用電、水泵用電、通風機用電）
? 特殊用電（信息中心、廚房餐廳等其他特殊用電）
3.1.2采集數據分析
LEC-3010針對串口實時獲取到的信息，通過軟件分析和處理，實時將樓層的用電信息顯示到現場顯示屏，可以一目了然的檢測到所有設備的能耗運行狀況，供大樓物業管理人員使用。同時也將分析處理過的數據按照國家導則要求，按照一定的時間間隔要求和傳輸協議要求，傳輸給上層數據處理中心和數據處理終端服務器。對于單棟的樓層來講可以直接傳輸給數據處理終端，而對于一個建筑群來講，則需要將數據在綜合后臺統一處理后，再發送至數據處理終端服務器。
3.2 數據傳輸
數據傳輸網絡，首先是通過大樓局域網將各個樓層的能耗數據傳輸至大樓服務器，作為大樓本地存儲和現場顯示使用。然后通過公共網絡，將大樓的能耗數據上傳至建筑群的數據管理中心，同時上傳至市一級或者國家級的能耗監管中心服務器。這樣，在國家級的能耗監控中心上就能清晰的掌控各個大型公共建筑的能耗狀況，實時監測所有大型建筑能耗的水平，為建筑節能政策制定做決策依據。
3.3 數據統計和分析
能耗數據統計與分析功能提供各分類分項能耗數據的逐時、逐日、逐月、逐年的能耗曲線、統計圖表和文本報表，以及各類相關能耗指標的圖表，各級管理人員可以對能源的班用量、日用量、月用量進行比對，分析能源使用過程中的漏洞和不合理情況，并以此為根據制定節能計劃，以達到節能效果。
四、 數據采集網關
針對上述的應用，立華公司推出了適合在用電管理中應用的導軌安裝型產品LEC-3010。
立華通訊設備LEC-3010使用Intel Atom N450 1.66GHz CPU，4路千兆網口，6路串口，串口支持跳線設置為RS-232/422/485，RS-485支持自動流控功能。 LEC-3010是一款高性能、低功耗、導軌安裝的產品，其在建筑能源管理中起到了重要的作用。樓內的照明、空調、安防等設備的能耗采集數據通過串口接入通訊設備。通訊設備將接收的數據統一轉換為以太網協議，通過以太網協議傳至大樓后臺管理機，再由大樓后臺管理機統一處理數據，并直接將處理結果顯示和反饋給執行機構，以此達到設備管理和節約能源的目的。
LEC-3010支持Windows XP Embedded、Windows CE以及Linux操作系統，能夠提供定制的映像文件，豐富的軟件環境，更加適合客戶的使用。同時，Run指示燈允許由客戶自定義其物理意義，以適應客戶不同的現場應用要求。
立華通訊管理機LEC-3010設備外形圖，見圖2
圖2. LEC-3010外形圖
五、 客戶定制需求
立華公司以ODM與OEM為特點，在客戶定制化方面擁有豐富的經驗和快速響應能力。
在某客戶應用中由于安裝柜的設計深度過于狹小，無法直接把背面導軌安裝到導軌上，需要把設備的安裝方式由背板安裝轉為側面安裝。為此，立華在機構上進行了部分修改，幫助客戶解決了安裝的困惑，迅速滿足了客戶的需求。
圖3：立華客制化機構
六、 結論
樓宇電力能耗信息的采集監控是建筑節能的基礎，是BEMS樓宇能源管理系統必不可少的一部分。立華通訊管理機LEC-3010非常適合用在BEMS系統中，作為數據采集網關使用。目前，LEC-3010產品已經在上海、南京、泰州、南通等地區的建筑能源管理系統中投入使用，設備運行穩定，得到了客戶的一致認可和好評。
