0引言近幾年來，受全球經濟衰退以及新增酒店大量入市的影響，酒店經營受到了巨大的沖擊和挑戰。與此同時，外資酒店不斷進軍中國市場，導致酒店行業的市場競爭愈加激烈。因此，在設法提高營銷水平的同時，如何減能增效，從各方面降低成本，增加效益也成為酒店管理層必須重視的問題。此外，國家節能減排已進入非常時期，要求酒店企業必須加速節能工作，提高能源管理水平。為此，國家相關部門出臺了多項適用于酒店的相關管理規定，如《飯店單位綜合能耗、電耗限額及計算方法》、《2014-2015節能減排科技專項行動方案》等。針對國家節能減排的政策要求以及酒店減能增效的實際需求，加強酒店能源監測管理，提高電能利用效率，節約資本等變得尤為重要。然而，目前酒店電能管理系統自動化程度不高，電能數據多為人工抄錄，不僅費時、費力、效率低，而且容易出現錯誤，無法及時獲取實時數據進行分析，酒店用電情況也不能實時反饋。這就需要建立一套電能管理系統，既能實時采集電能數據，提高電能數據抄錄效率，又能為酒店管理人員提供實時用電數據以便及時調整用電策略。因此，本文提出了一種以可通訊電表為核心器件的電能管理系統。該系統基于現場總線和工業以太網，實現了酒店電能數據的實時采集，能夠對采集的電能數據進行分時、分區及分類比較，還能通過分析歷史數據進行電能預測，既提升了酒店節能減排的效率，又提高了酒店管理水平。1電能管理系統的設計1.1系統拓撲結構該系統由1臺監控主機、1臺數據庫服務器、通信網關、交換機、協議轉換模塊及一些現場電表組成。采用Modbus-RTU、Modbus\TCP、PROFIBUS多總線方式組網。1.2系統工作原理現場電表的各變量數據通過Modbus-RTU、Modbus\TCP、PROFIBUS總線上傳至上位機。由于所用電表為安科瑞DTSD1352，只支持Modbus協議，故要加裝協議轉換模塊，將Modbus協議轉換為Modbus\TCP協議以及PROFIBUS協議。系統正常運行時，通過上位機可以直接查看各電表的參數及運行狀態，從而直觀地了解到酒店用電情況。本系統數據庫通過交換機、監控機及Web發布系統交換數據，數據庫提供數據存儲調用服務，其他機器與Web客戶可以隨時訪問數據庫。酒店內任意一臺電腦通過身份認證后都可以訪問該系統，通過系統界面，可以直接查詢用電歷史情況并進行能耗預測，根據預測值對酒店內的用電情況做出及時調整規劃，從而實現酒店用電的科學管理。1.3系統硬件組態1.3.1系統架構系統采用三層網絡結構，分為現場設備層、網絡通信層和系統管理層。圖1所示為該系統的整體架構圖。

圖1

系統結構圖現場設備層采用可通訊的電表，能夠采集包括當前總有功電能、當前總有功峰電能、當前總有功平電能、當前總有功谷電能以及功率因數、有功功率等在內的用電參數，并通過通信模塊將這些信息傳送給主機，從而實時了解酒店的用電情況。網絡通信層介于現場設備層和系統管理層之間，是現場設備層與系統管理層實現通訊的橋梁。該層主要由一些通訊設備組成，可實現其上下兩層之間的數據傳輸及數據交換。一般來說，網絡通訊的設備包括網關、交換機及通訊電纜等。在實際應用中，可以根據每個項目的實際情況，選擇相應的通訊設備。系統管理層通常設于控制室內，由高性能監控主機、模擬屏、打印機及UPS不間斷電源等組成。通常，監控主機采用裝有組態軟件的高性能工控機，將現場設備采集到的數據經過網絡通信層實時顯示在人機界面上，實現電能管理系統的監控和管理功能。1.3.2可通信電表介紹本系統采用安科瑞DTSD1352三相電子式多功能電表作為現場設備層的可通信電表。該電表除了用于計量三相有功電能外，還可選配RS485通訊功能，方便用戶進行電能抄錄和管理。既具有精度高、體積小、安裝方便等優點，還可以實現對不同區域和不同負荷的分項電能計量、統計和分析；無功電能計量及電壓、電流、功率等電量的測量。1.4系統軟件組態系統人機界面采用北京三維力控科技有限公司開發的三維力控組態軟件，其基本的程序及組件包括：工程管理器、人機界面、數據庫組態、I/O設備組態、后臺組件和復合組件等，各部分協調配合可以實現本系統功能。1.4.1人機界面設計三維力控提供了豐富的界面制作素材，用戶能夠根據自己的想法及需要自行設計界面。既可以把系統分成多個界面，每個界面展示一個主要內容，同時還可以把界面設計成動態的，實時反映現場設備的狀況。1.4.2設備組態三維力控軟件在進行軟件組態時需要對所用設備進行配置，包括設備名稱、設備描述、更新周期、超時時間、設備地址等，如圖2所示。

圖2

設備組態示意圖1.4.3數據庫組態三維力控軟件在進行軟件組態的同時也需要對數據庫進行組態，先建立想要測量的數據點，再將這些數據點與設備相連，數據點必須與設備一一對應，并且與相應設備中的寄存器地址相對應，如圖3所示。

圖3

數據庫組態示意圖2

電能管理系統功能1）友好的人機界面該系統具有友好的人機界面，能夠實現多界面切換及界面導航功能；在界面上可直接查詢每一層的用電情況，包括當前總有功電能、當前總有功峰電能、當前總有功平電能、當前總有功谷電能以及功率因數、有功功率等參數，并能從界面顯示的餅狀圖中直觀查看當日每一層的用電對比分析情況及上一工作日用電量對比分析情況。電能管理系統人機界面的示意圖如圖4所示。

圖4

電能管理系統人機界面2）數據采集處理本系統通過對現場電表各參數進行實時采集，將采集得到的數據直觀地顯示在人機界面上，并儲存于數據庫中。系統通過導出數據就可以完成全部電表的抄表任務，在提高了抄表效率的同時也提升了酒店的自動化管理水平。3）專家報表查詢本系統提供報表查詢功能，不僅可以根據自己的需要自行設計報表格式及內容，還可以對報表進行導入、導出及打印操作，如圖5所示。圖5專家報表4）事件記錄系統的日志程序中能夠記錄該系統的各種操作及狀態變化，需要時用戶可以通過查詢系統記錄來維護系統。5）Web發布通過Web發布功能，用戶只需在瀏覽器中輸入主機IP地址，通過身份認證后可以遠程訪問本系統的所有界面，查詢實時數據，還可以向現場設備發送指令。6）能耗預測三維力控可以根據設置將采集到的實時數據自動保存為歷史數據，并能將數據導出保存為Excel表格形式。此外，將導出的歷史數據導入MATLAB中，利用神經網絡對未來幾天所需用電量進行預測，為酒店管理人員對用電策略的及時調整提供了參考，不僅能充分利用電能，還能節約資本。3

測試與結論本文基于可通訊電表的電能管理系統，采用三維力控組態軟件，通過Modbus-RTU、Modb