基于云計算的綠色建筑設施設備管理控制系統(tǒng)及方法

專利名稱：基于云計算的綠色建筑設施設備管理控制系統(tǒng)及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及建筑物的附屬設施、設施設備的控制技術領域，尤其涉及一種基于云 計算的綠色建筑設施設備管理控制系統(tǒng)及方法。
背景技術：
隨著全世界范圍的建筑數量增加，對于建筑內的設備，如空調、風機、電梯等機電 設備，以及消防栓、報警器、門禁設備等其他設施的管理控制越來越重要。在本申請的權利 要求書和說明書中，所謂的設施設備包括機電設備以及其他設施?，F(xiàn)有技術中的設施設備 管理系統(tǒng)，通常僅僅采用分析設施設備數量、設施設備的銘牌信息、設施設備的維修保養(yǎng)記 錄等等手段，對建筑的設施設備做一個信息匯總的作用，且不能夠用自動化手段實時采集 每個設施設備實時運行數據和設計參數，更難以做到跨平臺、跨系統(tǒng)“物與物之間數據無障 礙共享”功能，只能夠通過人工登錄產品參數和運行參數，特別是不能夠做到實時對設施設 備的各個部件做運行數據和設計參數對比分析，無法查證和提前預知設施設備故障的出現(xiàn) 時間節(jié)點，以及故障對設施設備造成的危害程度。
更何況本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)普通設施管理軟件還存在以下問題
1、系統(tǒng)在處理大量歷史數據時遇到處理速度不迅速、數據保護無法實現(xiàn)的問題；
2、系統(tǒng)沒有從設計因素、使用環(huán)境、使用習慣、人為因素、運行指標、管理體系、故 障基準標桿、故障績效、故障統(tǒng)計、運行優(yōu)化等方面進行綜合的設施設備和零部件運行數據 統(tǒng)計、分析和管理控制，僅僅是將部分統(tǒng)計結果提供給用戶，讓用戶自己根據統(tǒng)計結果去修 正現(xiàn)場運行管理控制模式，從而無法實現(xiàn)設施設備運行管理的最優(yōu)化配置。
3、不能夠實現(xiàn)建筑內所有設備設施跨平臺、跨系統(tǒng)“物與物數據實時交換”，并實 現(xiàn)跨系統(tǒng)、按照功能需求的設備設施管理和控制。
云計算是近幾年發(fā)展起來的網絡技術，它是將計算任務分布在大量計算機構成 的資源池上，使得各種應用系統(tǒng)能夠根據需要獲取計算力、存儲空間和各種軟件服務。各 大IT公司紛紛推出自己的基于云計算的的平臺服務，如谷歌(GOOGLE)、微軟、雅虎、亞馬遜 (Amazon)等等,總結起來云計算具有以下特點
(I)超大規(guī)模。“云”具有相當的規(guī)模，Google云計算已經擁有100多萬臺服務器， Amazon、IBM、微軟、Yahoo等的“云”均擁有幾十萬臺服務器。企業(yè)私有云一般擁有數百上 千臺服務器，“云”能賦予用戶前所未有的計算能力。
(2)虛擬化。云計算支持用戶在任意位置、使用各種終端獲取應用服務。所請求的 資源來自“云”，而不是固定的有形的實體。應用在“云”中某處運行，但實際上用戶無需了 解、也不用擔心應用運行的具體位置。只需要一臺筆記本或者一個手機，就可以通過網絡服 務來實現(xiàn)我們需要的一切，甚至包括超級計算這樣的任務。
(3)高可靠性。“云”使用了數據多副本容錯、計算節(jié)點同構可互換等措施來保障 服務的高可靠性，使用云計算比使用本地計算機可靠。
(4)通用性。云計算不針對特定的應用，在“云”的支撐下可以構造出千變萬化的應用，同一個“云”可以同時支撐不同的應用運行。
(5)高可擴展性?！霸啤钡囊?guī)?？梢詣討B(tài)伸縮，滿足應用和用戶規(guī)模增長的需要。
(6)按需服務。“云”是一個龐大的資源池，你按需購買；云可以象自來水，電，煤氣 那樣計費。
(7)極其廉價。由于“云”的特殊容錯措施可以采用極其廉價的節(jié)點來構成云，“云” 的自動化集中式管理使大量企業(yè)無需負擔日益高昂的數據中心管理成本，“云”的通用性使 資源的利用率較之傳統(tǒng)系統(tǒng)大幅提升，因此用戶可以充分享受“云”的低成本優(yōu)勢，經常只 要花費幾百美元、幾天時間就能完成以前需要數萬美元、數月時間才能完成的任務。
(8)物聯(lián)網技術是云計算實現(xiàn)現(xiàn)場設備數據跨平臺交換的可靠保障，其本質含義 是“物與物相連、互通，及數據共享”。
(9) “物聯(lián)網技術”的核心和基礎仍然是“互聯(lián)網技術”，是在互聯(lián)網技術基礎上的 延伸和擴展的一種網絡技術；其用戶端延伸和擴展到了任何物品和物品之間，進行信息交 換和通訊。因此，物聯(lián)網技術的定義是通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、 激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，將任何物品與互聯(lián)網相連接，進行信息交換和 通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、追蹤、監(jiān)控和管理的一種網絡技術。
(10)物聯(lián)網(Internet of Things)指的是將無處不在(Ubiquitous)的末端 設備(Devices)和設施(Facilities)，包括具備“內在智能”的傳感器、移動終端、工業(yè)系 統(tǒng)、數控系統(tǒng)、家庭智能設施、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等、和“外在使能”(Enabled)的，如貼上RFID 的各種資產(Assets)、攜帶無線終端的個人與車輛等等“智能化物件或動物”或“智能 塵?！?Mote)，通過各種無線和/或有線的長距離和/或短距離通訊網絡實現(xiàn)互聯(lián)互通 (M2M)、應用大集成(Grand Integration)、以及基于云計算的SaaS營運等模式，在內網 (Intranet)、專網(Extranet)、和/或互聯(lián)網(Internet)環(huán)境下,采用適當的信息安全保 障機制，提供安全可控乃至個性化的實時在線監(jiān)測、定位追溯、報警聯(lián)動、調度指揮、預案管 理、遠程控制、安全防范、遠程維保、在線升級、統(tǒng)計報表、決策支持、領導桌面(集中展示的 Cockpit Dashboard)等管理和服務功能，實現(xiàn)對“萬物”的“高效、節(jié)能、安全、環(huán)?！钡摹肮?、 控、營”一體化。發(fā)明內容
為了解決現(xiàn)有技術的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于云計算的綠色建筑 設施設備管理控制系統(tǒng)及方法，能夠兼容所有不同廠家的設施設備管理平臺，在一個統(tǒng)一 的平臺下對很多個對象進行集中進行設施設備運行管理控制，實現(xiàn)最大限度的運行優(yōu)化管 理、故障預知和網絡化自動控制，從而實現(xiàn)設施設備運行管理的最優(yōu)化配置，達到更好的運 行效果。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于云計算的設施設備管理和控制平臺， 包括物聯(lián)網現(xiàn)場控制儀，用于設定所述設施設備的正常運行參數、根據所述設施設備的正 常運行參數對所述設施設備的運行模式進行現(xiàn)場運行管理和控制，并將所述設施設備的正 常運行參數傳輸至云計算設施設備管理和控制平臺；物聯(lián)網現(xiàn)場數據采集儀，用于采集所 述設施設備的實際運行參數并傳送給云計算設施設備管理和控制平臺；云計算設施設備管 理和控制平臺，用于根據所述物聯(lián)網現(xiàn)場數據采集儀所采集到的所述設施設備的實際運行參數和通過所述物聯(lián)網現(xiàn)場控制儀設定的所述設施設備的正常運行參數調整所述物聯(lián)網 現(xiàn)場控制儀對所述設施設備的現(xiàn)場運行管理和控制模式。
作為優(yōu)選，所述云計算設施設備管理和控制平臺具體包括接收單元，用于接收所 述物聯(lián)網現(xiàn)場數據采集儀所采集到的所述設施設備的實際運行參數和通過所述物聯(lián)網現(xiàn) 場控制儀設定的所述設施設備的正常運行參數；第一判斷單元，用于判斷所述設施設備的 實際運行參數和所述設施設備的正常運行參數是否匹配并生成判斷結果；運行模型生成單 元，用于當所述第一判斷單元的判斷結果為匹配時根據各個建筑的設計參數、所述設施設 備的設計參數以及所述設施設備的實際運行參數生成相應的設施設備的運行模型；數據 庫，用于存儲設施設備的歷史運行模型和各個建筑的設計參數、設施設備的設計參數；第二 判斷單元，用于判斷所述生成的運行模型與所述數據庫中對應的設施設備的歷史運行模型 是否匹配并生成判斷結果；控制模式調整單元，用于當所述第一判斷單元或所述第二判斷 單元的判斷結果為不匹配時調整所述物聯(lián)網現(xiàn)場控制儀對所述設施設備的現(xiàn)場運行管理 和控制模式。
作為優(yōu)選，所述設施設備的實際運行參數包括壓力、流量、振動頻率、振動加速度、 運行溫度、磨損量、電流、電壓、功率、轉速和泄漏率。
作為優(yōu)選，所述數據庫中對應的設施設備的歷史運行模型是指運行約束參數與所 述生成的運行模型匹配的設施設備的歷史運行模型，所述運行約束參數包括各個設施設備 的應用環(huán)境參數、設計參數、應用場所類型參數和實際運行類型參數中的一種或者其組合。 數據庫中存有各種符合行業(yè)標準(設計標準、廠家設施設備設計參數等等)的歷史運行模 型，這些歷史運行模型考慮了能耗標桿、效率標桿、績效標桿等評價標準，其運行模式相對 來講是合理的。歷史運行模型的建立通常受到所設定的設施設備的正常運行參數的約束， 所設定的設施設備的正常運行參數不同，對應的歷史運行模型就不同。各個設施設備的應 用環(huán)境參數包括地理位置、氣象參數等，設施設備的設計參數包括設計運行參數、設計功 率、設計能效等等，設施設備的應用場所類型參數包括商場、超市、酒店、辦公樓、展覽館、機 房、工業(yè)廠房、住宅、國家電網等類別。各個設施設備的故障參數，指的是所述設施設備發(fā)生 故障時所采集的實時運行參數的極限值。當然，還可以有其他運行約束參數，比如控制模式坐 寸ο
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種基于云計算的設施設備管理控制方法， 包括S11 :根據用戶設定的所述設施設備的正常運行參數對所述設施設備進行現(xiàn)場運行 管理和控制，并將所述用戶設定的正常運行參數傳送給云計算設施設備管理和控制平臺；
S12:采集所述設施設備的實際運行參數并傳送給云計算設施設備管理和控制平 臺；
S13:在云計算設施設備管理和控制平臺下根據所述設施設備的實際運行參數和 設定的所述設施設備的正常運行參數調整對各個所述設施設備的現(xiàn)場運行管理和控制模 式。
作為優(yōu)選,所述S13步驟具體包括
S131 :判斷所采集到的所述設施設備的實際運行參數和設定的所述設施設備的正 常運行參數是否匹配；如果不匹配，執(zhí)行S135步驟，如果匹配，執(zhí)行S132步驟；
S132:根據各個建筑的設計參數、所述設施設備的設計參數以及所述設施設備的實際運行參數生成相應的設施設備的運行模型；
S133:判斷所述生成的運行模型與數據庫中對應的設施設備的歷史運行模型是否 匹配；如果不匹配，執(zhí)行S135步驟；如果匹配，執(zhí)行S134步驟保持對各個所述設施設備的 現(xiàn)場運行管理和控制模式；
S135 :調整對各個所述設施設備的現(xiàn)場運行管理和控制模式。
進一步地，作為優(yōu)選，執(zhí)行所述S134步驟后，還包括S136步驟；將所述生成的運行 模型加入到所述數據庫中。
作為優(yōu)選，所述數據庫中對應的設施設備的歷史運行模型是指運行約束參數與所 述生成的運行模型匹配的設施設備的歷史運行模型，所述運行約束參數包括各個設施設備 的應用環(huán)境參數、設計參數、應用場所類型參數和實際運行類型參數中的一種或者其組合。
作為優(yōu)選，所述設施設備的實際運行參數包括壓力、流量、振動頻率、振動加速度、 運行溫度、磨損量、電流、電壓、功率、轉速和泄漏率。
作為優(yōu)選，所述的設施設備的實際運行參數通過無線INTERNET網、有線INTERNET 網、GPRS、北斗系統(tǒng)、GPS、3G或4G網中的任一種傳送給所述云計算設施設備管理和控制平 臺。
本發(fā)明的有益效果在于，通過能夠兼容所有不同廠家的設施設備管理和控制平 臺，在一個統(tǒng)一的平臺下對很多個對象集中進行運行管理控制，實現(xiàn)最大限度的預知設施 設備故障和網絡化自動調節(jié)控制，從而實現(xiàn)設施設備運行狀況的最優(yōu)化配置，達到更好的 設施設備管理和維護效果。


圖1是本發(fā)明實施例的基于云計算的綠色建筑設施設備管理控制系統(tǒng)的結構示 意圖2是本發(fā)明一個實施例的基于云計算的綠色建筑設施設備管理控制方法的流 程圖3是本發(fā)明另一個實施例的基于云計算的綠色建筑設施設備管理控制方法的 流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖詳細說明本發(fā)明的實施例。
如圖1所示的本發(fā)明實施例的基于云計算的綠色建筑設施設備管理控制系統(tǒng)的 結構示意圖，本發(fā)明的基于云計算的綠色建筑設施設備管理控制系統(tǒng)的結構示意圖包括
物聯(lián)網現(xiàn)場控制儀11，用于根據用戶設定的設施設備的正常運行參數對各個設施 設備10進行現(xiàn)場運行管理和控制，并將設定的正常運行參數傳送給云計算設施設備管理 和控制平臺13 ;物聯(lián)網現(xiàn)場控制儀11包括用戶參數設定單元111，用戶可以設定設施設備 10的正常運行參數。并且在需要往云計算綠色建筑的設施設備管理和控制平臺13的數據 庫內輸入建筑的設計參數或設施設備的設計參數時，還可以通過物聯(lián)網現(xiàn)場控制儀11的 用戶參數設定單元111輸入建筑的設計參數和設施設備的設計參數，如銘牌信息等。比如 所述設施設備是空調，則用戶根據需求設置空調的運行狀態(tài)、風量參數、水量參數、相應零配件功能參數等，并將所設定的正常運行參數傳送給云計算設施設備管理和控制平臺13。 本實施例所采用的物聯(lián)網現(xiàn)場控制儀11是利用物聯(lián)網技術研發(fā)的控制儀，其具有唯一 IP 地址，能夠與現(xiàn)場的設施設備一一對應，用于對現(xiàn)場的設施設備的運行情況進行分析和控 制，并利用物聯(lián)網技術實現(xiàn)設備設施間數據跨平臺和跨系統(tǒng)的實時交互。
物聯(lián)網現(xiàn)場數據采集儀12，用于采集各個設施設備10的實際運行參數并傳送給 云計算設施設備管理和控制平臺13 ;設施設備10的實際運行參數包括包括壓力、流量、振 動頻率、振動加速度、運行溫度、磨損量、電流、電壓、功率、轉速和泄漏率。對于機電類設備， 電機的電流、電壓、功率、轉速是必須測量的參數，對轉動部件，其振動加速度、運行溫度、磨 損量也是需要實時監(jiān)測的，液體的壓力、流量和泄漏率也是需要實時監(jiān)測。云計算設施設備 管理和控制平臺13需要監(jiān)測到的這些實際運行參數來判定各個設施設備是否處于正常工 作狀態(tài)，以便調整其現(xiàn)場運行管理和控制模式。
物聯(lián)網現(xiàn)場數據采集儀12，一般為各類帶網絡傳輸功能的感知設備，并帶有一定 的數據統(tǒng)計、數據分析、數據匯總、數據上傳功能，完成數據的采集和初步統(tǒng)計分析功能，其 具體型號和實際數量是根據需要而設定的，可能有很多個物聯(lián)網現(xiàn)場數據采集儀12。本實 施例中，物聯(lián)網現(xiàn)場數據采集儀12是利用物聯(lián)網技術研發(fā)的現(xiàn)場采集儀，具有唯一 IP地 址。傳感器可以是各種溫度傳感器、液體泄露傳感器、風量傳感器、扭矩傳感器、轉速傳感 器、風速傳感器、微加速度傳感器等用于測量現(xiàn)場設施設備的運行狀況的傳感器。將采集到 的設施設備10的實際運行參數通過通訊網絡傳輸到云計算設施設備管理和控制平臺13， 其中通訊網絡可以是無線INTERNET網、有線INTERNET網、GPRS、北斗系統(tǒng)、GPS和3G網或 者更先進的下一代傳輸網絡(4G)等。
云計算設施設備管理和控制平臺13，用于根據所采集到的所述各個設施設備10 的實際運行參數和用戶設定的正常運行參數調整所述物聯(lián)網現(xiàn)場控制儀對所述各個設施 設備的現(xiàn)場運行管理和控制模式。調整的目的是實現(xiàn)設施設備正常運行的最優(yōu)化配置，降 低故障率，減少維護成本，保證設施設備處于最佳運行狀態(tài)等等。本實施例的云計算設施設 備管理和控制平臺13具體包括
接收單元131，用于接收物聯(lián)網現(xiàn)場數據采集儀12所采集到的各個設施設備10的 實際運行參數和用戶通過物聯(lián)網現(xiàn)場控制儀12設定的設施設備10的正常運行參數；
第一判斷單元132，用于判斷所采集到的所述設施設備10的實際運行參數與用戶 設定的設施設備10的正常運行參數是否匹配并生成判斷結果；
運行模型生成單元133，用于當所述第一判斷單元132的判斷結果為匹配時，根據 所述各個設施設備10的實際運行參數以及所述各個建筑的設計參數、所述設施設備的設 計參數生成相應的運行模型。
數據庫130，用于存儲各種設施設備10的歷史運行模型；數據庫中存有各種符合 行業(yè)標準(如設計標準、設施設備的廠家設計參數等)的設施設備的歷史運行模型以及被 相關規(guī)范、標準等文件約定或承認的最優(yōu)運行模型，這些歷史運行模型是考慮了功能標桿、 效率標桿、績效標桿等評價標準的，其運行狀態(tài)相對來講是最合理的。
第二判斷單元134，用于判斷所述生成的運行模型與數據庫130中對應的設施設 備的歷史運行模型是否匹配并生成判斷結果；設施設備的歷史運行模型的建立通常受到運 行約束參數的制約，運行約束參數不同，對應的設施設備的歷史運行模型就不同。所述運行約束參數包括所述各個設施設備的應用環(huán)境參數、設計參數、零配件設計參數、應用場所類 型參數和實際運行類型參數中的一種或者其組合以及與其他約束參數(如控制優(yōu)化模式) 的組合。各個設施設備的應用環(huán)境參數包括地理位置、氣象參數等等，設計參數包括運行狀 況、設計功率、測量范圍、設計能效等等，應用場所類型參數包括商場、超市、酒店、辦公樓、 展覽館、機房、工業(yè)廠房、住宅、國家電網等類型。用戶通過運行約束參數設定單元14輸入 當前生成的運行模型的運行約束參數，然后根據這些運行約束參數在數據庫130中找到對 應的歷史運行模型(即運行約束參數與所述生成的運行模型匹配的歷史運行模型)，再判 斷生成的運行模型中的相關參數與設定的正常工作參數是否匹配，如果不匹配說明設施設 備運行不合理，需要調整。例如生成的運行模型單位時間設施設備振動加速度要求lOOOg， (單位與重力加速度的單位一致，為米每二次方秒)，但是如果小于或大于設定值的10%以 上，則可以推斷此設施設備的運行狀態(tài)不正常，要么發(fā)生共振，要么零配件出現(xiàn)過度磨損， 或者偏心等，需要對設施設備進行調整。
控制模式調整單元135，用于當所述第一判斷單元132或所述第二判斷單元134 的判斷結果為不匹配時調整物聯(lián)網現(xiàn)場控制儀11對所述各個設施設備的現(xiàn)場運行管理和 控制模式。不匹配說明運行狀態(tài)不符合要求，需要對現(xiàn)場運行管理和控制模式進行調整以 保證設施設備正常運行，直到最佳運行點實現(xiàn)匹配為止，從而實現(xiàn)運行狀況的最優(yōu)化配置。 當所述第一判斷單元132的判斷結果為不匹配時，說明運行無法達到用戶設定的目標的要 求，需要直接進行調整；當所述第二判斷單元134的判斷結果為不匹配時，說明運行狀態(tài)雖 然能夠達到用戶設定要求，但還不是最優(yōu)的，沒有考慮功能標桿、效率標桿、績效標桿等評 價標準，有必要進行調整從而進一步優(yōu)化運行狀態(tài)。如果所述第二判斷單元134的判斷結 果為匹配時，說明生成的運行模型是合理的符合要求的，則將經過調整后所述生成的運行 模型加入到所述數據庫中，豐富歷史數據，為后續(xù)運行管理和控制提供參考。
當然，云計算設施設備管理和控制平臺13對物聯(lián)網現(xiàn)場控制儀11進行控制的控 制模式有很多種，上述實施例僅僅給出了其中的一種。
為了用戶使用方便，本實施例的基于云計算的綠色建筑設施設備管理控制系統(tǒng)可 以做成直觀的顯示界面，用戶只需要通過顯示界面進行管理和控制即可。
使用云計算設施設備管理和控制平臺進行設施設備管理和控制的優(yōu)勢十分明顯， 云計算的規(guī)模性和可擴展性的特點使得超大規(guī)模能耗集中控制可以實現(xiàn)，理論上講可以實 現(xiàn)全球范圍內的任何種類的設施設備的管理和控制，包括建筑內各類機電設施設備的運行 管理和控制等等，應用范圍更廣；云計算的虛擬化的特點使得各個用戶進行設施設備運行 管理和控制時無需單獨配置獨立的運行管理和控制平臺，而是在“云”中按需獲得，大大降 低了成本；云計算的資源共享的特點使得整個控制平臺內歷史數據十分豐富，可以匹配最 佳歷史數據作為參考，從而實現(xiàn)設施設備運行的最優(yōu)化配置。本發(fā)明通過能夠兼容所有不 同廠家的設施設備管理和控制平臺，在一個統(tǒng)一的平臺下對很多個對象集中進行運行管理 控制，實現(xiàn)最大限度的預知設施設備故障和網絡化自動調節(jié)控制，從而實現(xiàn)設施設備運行 狀況的最優(yōu)化配置，達到更好的設施設備管理和維護效果。
本實施例的基于云計算的綠色建筑設施設備管理控制系統(tǒng)對其進行管理控制過 程如下
一、通過現(xiàn)場設施設備層完成檢測傳感器和數據信息登錄工作
現(xiàn)場設施設備層包括具有唯一 IP地址的物聯(lián)網現(xiàn)場數據采集儀12 (—般是各類傳感器)和物聯(lián)網現(xiàn)場控制儀11，物聯(lián)網現(xiàn)場數據采集儀12主要完成各類信號的采集，物聯(lián)網現(xiàn)場控制儀11主要對相應的設施設備進行現(xiàn)場運行管理和控制。
所有信號通過物聯(lián)網交換機(物聯(lián)網交換機定義利用物聯(lián)網技術將常規(guī)的電信號轉化成TCP/IP信號，直接實現(xiàn)常規(guī)電信號傳感器也可以跨平臺交互信號和數據)直接接入IP網絡，通過internet (無線或者有線方式皆可)上傳至云計算設施設備管理和控制平臺的信號的采集、存儲、統(tǒng)計和分析數據庫。
建筑的設計參數和建筑所使用的設施設備的設計參數通過云計算平臺登錄，錄入的信息進入云計算設施設備管理和控制平臺的設施設備信息的采集、存儲、統(tǒng)計、分析和模型數據庫。
整個系統(tǒng)架構基于以太網(Lan/WLan)，采用TCP/IP協(xié)議，云計算設施設備管理和控制平臺可通過OBIX，SNMP, XML等協(xié)議與現(xiàn)場的控制設施設備，如物聯(lián)網現(xiàn)場控制儀和物聯(lián)網現(xiàn)場數據采集儀通訊并獲得數據。主要獲取以下數據
控制點的各種詳細狀態(tài)、故障、運行等等數據
報警總表
通過流量傳感器、轉速傳感器、加速度傳感器、振動傳感器等檢測的得到的設施設備和設施設備的各零配件的運行狀況
建筑的設計參數以及建筑的設施設備的設計參數
下面用建筑中常見的冷水機組運行管理和控制方式做實際功能說明
在機組的運行管理要求中，運行中冷水機組冷卻水和冷凍水進出參數應在如下范圍
冷凍水進出水壓差O. 1-0. 15Mpa、進出水溫差4_5°C、冷卻水的進出水壓差在 O.1-0. 15Mpa 之間；
冷卻水的進出水溫差4_5°C，冷卻水出水溫度小于47° F(8. 5°C )，冷卻水系統(tǒng)最大壓力不得超過L 3Mpa，冷卻水的系統(tǒng)最大壓力不得超過O. 4Mpa。
當制冷機運轉正常后，可通過不同物聯(lián)網數據采集儀采集到冷水機組的運行數據，并與數據庫中做相應比較并判斷是否符合下列正常的運行要求
(I)油箱溫度應在140-150° F之間，否則將做溫度預警，并將報警信息自動在云計算設施設備管理和控制平臺的相應環(huán)節(jié)顯示，并通過相應的物聯(lián)網控制儀做相應的溫度調節(jié)和控制。
(2)軸承回油溫度應在150-175° F之間，當物聯(lián)網數據采集儀采集到軸承回油溫度正常時，云計算設施設備管理和控制平臺將會發(fā)出控制信號使相應的物聯(lián)網控制儀將油加熱器停止加熱，當軸承回油溫度的回油溫度地域正常值時，云計算設施設備管理和控制平臺將會發(fā)出控制信號使相應的物聯(lián)網控制儀開啟相應的油加熱器。
(3)控制中心油壓表顯示的讀數，差壓應在138—172kpa之間。當物聯(lián)網數據采集儀采集到差壓過小時，云計算設施設備管理和控制平臺則會發(fā)出差壓過小的幾種可能和相對應的自動化管路和控制措施管路泄露，應對措施自動查漏、堵漏；
儲油箱油量不足,應對措施；自動加油；
油泵轉速過低，應對措施調節(jié)油泵轉速增加；
有水泄露至油箱，應對措施更換油；
油品質過差，應對措施換油。
而當云計算設施設備管理和控制平臺判斷物聯(lián)網油壓采集儀數據過高時，則會發(fā) 出差壓過大的幾種可能和相對應的自動化管路和控制措施
管路堵塞，應對措施一自動貫通管路；
儲油箱油量過滿,應對措施一自動泄油到合理；
油泵轉速過高，應對措施一調節(jié)油泵轉速降低。
其他的參數的控制類似于油壓的控制，當參數值經過云計算設施設備管理和控制 平臺判斷后，一旦超出正常范圍，則通過后臺數據庫直接給出相應的自動化管理和控制命 令，使現(xiàn)場物聯(lián)網控制儀做相應的控制和調節(jié)。其中，需要通過監(jiān)測的其他參數如下
(4)冷凝器的壓力因其主機的設計條件而有所不同，范圍一般在0_76kpa之間。
(5)冷凝器的出水溫度在大部分的應用情況中，水溫一般不得低于65° F。
(6)蒸發(fā)器的壓力亦因主機的設計條件而有所不同，其范圍一般在-51至-1Shg真 空度之間。
(7)蒸發(fā)器的進水溫度不得高于32°C，禁止高于38°C，出水溫度因主機的設計條 件而有所不同，“舒適性”空調水溫一般設定在9-7°C，不得低于5°C，蒸發(fā)溫度5-2°C，不得 低于(TC。
(8)不凝空氣排除器壓力之數值應在蒸發(fā)器及冷凝器壓力的一半之處。
其他安全性保護措施，保護性停機當物聯(lián)網現(xiàn)場數據采集儀的數據經過云計算 設施設備管理和控制平臺分析后，當發(fā)現(xiàn)制冷機組運行中出現(xiàn)蒸發(fā)壓力過低、油箱油壓過、 冷凍水出水溫度過低、電壓過低、冷卻水缺水、冷凍水缺水、主電機溫度過高、冷凝壓力過 高、排氣溫度過高等故障、云計算設施設備管理和控制平臺都會通過網絡做報警并發(fā)出命 令給現(xiàn)場物聯(lián)網控制儀實現(xiàn)自動停機。故障自動處理并消除后，才可以復位開機。
另外，發(fā)生故障時的數據同時進入歷史數據庫模型，作為下一次分析參考值。
二、通過控制和分析層實現(xiàn)數據的分析以及相關的控制
現(xiàn)場級別的控制儀在現(xiàn)場根據檢測信號以及用戶的目標設定參數對相應的設施 設備實現(xiàn)現(xiàn)場級別的控制，并將各類信號上傳至云計算設施設備管理和控制平臺的設施設 備信息的采集、存儲、統(tǒng)計和分析數據庫。
云計算設施設備管理和控制平臺云計算設施設備管理和控制平臺的模型算法種 類有很多種，主要分為定期算法和事件觸發(fā)算法，其中定期算法包括代數計算、總值計算、 設施設備運行時間、布爾Boolean運算、數據整合、分段線性函數、最大及最小值記錄等，事 件觸發(fā)算法包括報表任務和顯示事件、站點組群控制、區(qū)域或組群報警、組合結構的報警 等。使用時根據具體需要選擇算法，建立控制模型。
如圖2所示的本發(fā)明一個實施例的基于云計算的綠色建筑設施設備管理控制方 法的流程圖，該方法包括
Sll :根據用戶設定的設施設備的正常運行參數對各個設施設備進行現(xiàn)場運行管 理和控制，并將所述用戶設定的正常運行參數傳送給云計算設施設備管理和控制平臺，所 述的正常運行參數是通過物聯(lián)網現(xiàn)場控制儀設定的。
S12:采集所述各個設施設備的實際運行參數并傳送給云計算設施設備管理和控制平臺；其中，所述的實際運行參數通常指各類傳感器直接采集的各個設施設備的實時運 行參數，包括壓力、流量、振動頻率、振動加速度、運行溫度、磨損量、電流、電壓、功率、轉速 和泄漏率等。所述各個設施設備的實際運行參數通過無線INTERNET網、有線INTERNET網、 GPRS、3G、和4G網中的任一種傳送給云計算設施設備管理和控制平臺。
S13:在云計算綠色建筑施管理和控制平臺下根據所述采集到的各個設施設備的 實際運行參數和用戶設定的A正常運行參數調整對所述各個設施設備的現(xiàn)場運行管理和 控制模式。
由于使用了云計算設施設備管理和控制平臺進行運行狀態(tài)管理控制，云計算的規(guī) 模性和可擴展性的特點使得超大規(guī)模能耗集中控制可以實現(xiàn)，理論上講可以實現(xiàn)全球范圍 內的任何種類的設施設備管理控制，包括建筑設施設備運行管理控制等等，應用范圍更廣； 云計算的虛擬化的特點使得各個用戶進行運行管理控制時無需單獨配置獨立的設施設施 設備管理和控制平臺，而是在“云”中按需獲得，大大降低了成本；云計算的資源共享的特點 使得整個控制平臺內歷史數據十分豐富，可以匹配最佳歷史數據作為參考，從而實現(xiàn)能源 的最優(yōu)化配置。
如圖3所示的本發(fā)明另一個實施例的基于云計算的綠色建筑設施設備管理控制 方法的流程圖，該方法在圖2所示的基于云計算的運行管理控制方法的基礎上，所述S13步 驟具體包括
S131 :判斷所采集到的所述設施設備的實際運行參數和所述用戶設定的正常運行 參數是否匹配；如果不匹配，執(zhí)行S135步驟，如果匹配，執(zhí)行S132步驟；
S132:根據各個建筑的設計參數、所述設施設備的設計參數以及所述設施設備的 實際運行參數生成相應的設施設備的運行模型；
S133:判斷所述生成的運行模型與數據庫中對應的設施設備的歷史運行模型是否 匹配；如果不匹配，執(zhí)行S135步驟；如果匹配，執(zhí)行S134步驟保持對各個所述設施設備的 現(xiàn)場運行管理和控制模式；所述數據庫中對應的設施設備的歷史運行模型是指運行約束參 數與所述生成的運行模型匹配的設施設備的歷史運行模型，所述運行約束參數包括所述各 個設施設備的應用環(huán)境參數、設計參數、應用場所類型參數和實際運行類型參數中的一種 或者其組合。
S135 :調整對所述各個設施設備的現(xiàn)場運行管理和控制模式。
執(zhí)行所述S134步驟后，還包括S136步驟，將根據所述設施設備的實際運行參數生 成相應的運行模型加入到數據庫中，豐富歷史數據，為后續(xù)的管理控制提供參考。
更加詳細的介紹請參考上述基于云計算的設施設備管理和控制平臺實施例中的 表述。
本實施例的方法在圖2所示的基于云計算的綠色建筑設施設備管理控制方法的 基礎上，具體給出了一種在基于云計算的綠色建筑設施設備管理控制系統(tǒng)下如何調整所述 物聯(lián)網現(xiàn)場控制儀對所述各個的設施設備的現(xiàn)場運行管理和控制模式的方法，其充分利用 了云計算綠色建筑設施設備管理控制系統(tǒng)的歷史數據豐富的特點，進一步優(yōu)化了運行模 型。
以上實施例僅為本發(fā)明的示例性實施例，不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明的保護范圍 由附加的權利要求書限定。本領域技術人員可以在本發(fā)明的實質和保護范圍內，對本發(fā)明做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應視為落在本發(fā)明的保護范圍內。
權利要求
1.一種基于云計算的綠色建筑設施設備管理控制系統(tǒng)，其特征在于，包括 物聯(lián)網現(xiàn)場控制儀，用于設定所述設施設備的正常運行參數、根據所述設施設備的正常運行參數對所述設施設備的運行模式進行現(xiàn)場運行管理和控制，并將所述設施設備的正常運行參數傳輸至云計算設施設備管理和控制平臺； 物聯(lián)網現(xiàn)場數據采集儀，用于采集所述設施設備的實際運行參數并傳送給云計算設施設備管理和控制平臺； 云計算設施設備管理和控制平臺，用于根據所述物聯(lián)網現(xiàn)場數據采集儀所采集到的所述設施設備的實際運行參數和通過所述物聯(lián)網現(xiàn)場控制儀設定的所述設施設備的正常運行參數調整所述物聯(lián)網現(xiàn)場控制儀對所述設施設備的現(xiàn)場運行管理和控制模式。
2.根據權利要求1所述的基于云計算的綠色建筑設施設備管理控制系統(tǒng)，其特征在于，所述云計算設施設備管理和控制平臺具體包括 接收單元，用于接收所述物聯(lián)網現(xiàn)場數據采集儀所采集到的所述設施設備的實際運行參數和通過所述物聯(lián)網現(xiàn)場控制儀設定的所述設施設備的正常運行參數； 第一判斷單元，用于判斷所述設施設備的實際運行參數和所述設施設備的正常運行參數是否匹配并生成判斷結果； 運行模型生成單元，用于當所述第一判斷單元的判斷結果為匹配時根據各個建筑的設計參數、所述設施設備的設計參數以及所述設施設備的實際運行參數生成相應的設施設備的運行模型； 數據庫，用于存儲設施設備的歷史運行模型和各個建筑的設計參數、設施設備的設計參數； 第二判斷單元，用于判斷所述生成的運行模型與所述數據庫中對應的設施設備的歷史運行模型是否匹配并生成判斷結果； 控制模式調整單元，用于當所述第一判斷單元或所述第二判斷單元的判斷結果為不匹配時調整所述物聯(lián)網現(xiàn)場控制儀對所述設施設備的現(xiàn)場運行管理和控制模式。
3.根據權利要求1或2所述的基于云計算的綠色建筑設施設備管理控制系統(tǒng)，其特征 在于，所述設施設備的實際運行參數包括壓力、流量、振動頻率、振動加速度、運行溫度、磨損量、電流、電壓、功率、轉速和泄漏率。
4.根據權利要求2所述的基于云計算的綠色建筑設施設備管理控制系統(tǒng)，其特征在于，所述數據庫中對應的設施設備的歷史運行模型是指運行約束參數與所述生成的運行模型匹配的設施設備的歷史運行模型，所述運行約束參數包括各個設施設備的應用環(huán)境參數、設計參數、應用場所類型參數和實際運行類型參數中的一種或者其組合。
5.一種基于云計算的綠色建筑設施設備管理控制方法，其特征在于，包括 511:根據用戶設定的所述設施設備的正常運行參數對所述設施設備進行現(xiàn)場運行管理和控制，并將所述用戶設定的正常運行參數傳送給云計算設施設備管理和控制平臺； 512:采集所述設施設備的實際運行參數并傳送給云計算設施設備管理和控制平臺； S13:在云計算設施設備管理和控制平臺下根據所述設施設備的實際運行參數和設定的所述設施設備的正常運行參數調整對各個所述設施設備的現(xiàn)場運行管理和控制模式。
6.根據權利要求5所述的基于云計算的綠色建筑設施設備管理控制方法，其特征在于，所述S13步驟具體包括S131 :判斷所采集到的所述設施設備的實際運行參數和設定的所述設施設備的正常運行參數是否匹配；如果不匹配，執(zhí)行S135步驟，如果匹配，執(zhí)行S132步驟； S132:根據各個建筑的設計參數、所述設施設備的設計參數以及所述設施設備的實際運行參數生成相應的設施設備的運行模型； S133:判斷所述生成的運行模型與數據庫中對應的設施設備的歷史運行模型是否匹配；如果不匹配，執(zhí)行S135步驟；如果匹配，執(zhí)行S134步驟保持對各個所述設施設備的現(xiàn)場運行管理和控制模式； S135 :調整對各個所述設施設備的現(xiàn)場運行管理和控制模式。
7.根據權利要求6所述的基于云計算的綠色建筑設施設備管理控制方法，其特征在于，執(zhí)行所述S134步驟后，還包括S136步驟將所述生成的運行模型加入到所述數據庫中。
8.根據權利要求6的基于云計算的綠色建筑設施設備管理控制方法，其特征在于，所述數據庫中對應的設施設備的歷史運行模型是指運行約束參數與所述生成的運行模型匹配的設施設備的歷史運行模型，所述運行約束參數包括各個設施設備的應用環(huán)境參數、設計參數、應用場所類型參數和實際運行類型參數中的一種或者其組合。
9.根據權利要求5或6的基于云計算的綠色建筑設施設備管理控制方法，其特征在于，所述設施設備的實際運行參數包括壓力、流量、振動頻率、振動加速度、運行溫度、磨損量、電流、電壓、功率、轉速和泄漏率。
10.根據權利要求5或6所述的基于云計算的綠色建筑設施設備管理控制方法，其特征在于，所述的設施設備的實際運行參數通過無線INTERNET網、有線INTERNET網、GPRS、北斗系統(tǒng)、GPS、3G、4G網中的任一種傳送給所述云計算設施設備管理和控制平臺。
全文摘要
本發(fā)明公開一種基于云計算的綠色建筑設施設備管理控制系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括物聯(lián)網現(xiàn)場控制儀，用于設定設施設備的正常運行參數、根據正常運行參數對現(xiàn)場的設施設備的運行模式進行運行管理和控制，并將正常運行參數傳輸至云計算設施設備管理和控制平臺；物聯(lián)網現(xiàn)場數據采集儀，用于采集設施設備的實際運行參數并傳送給云計算設施設備管理和控制平臺；云計算設施設備管理和控制平臺，用于根據所采集到的實際運行參數和設定的正常運行參數調整物聯(lián)網現(xiàn)場控制儀對設施設備的現(xiàn)場運行管理和控制模式。該方法利用該系統(tǒng)實現(xiàn)。本發(fā)明能兼容所有不同平臺，在統(tǒng)一的平臺下對很多個對象進行集中管理和控制，從而實現(xiàn)設施設備運行狀況的最優(yōu)化配置。
文檔編號G05B19/418GK103019158SQ20111028011
公開日2013年4月3日 申請日期2011年9月20日 優(yōu)先權日2011年9月20日
發(fā)明者姜永東 申請人:朗德華信(北京)自控技術有限公司