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北京新機場,乘智慧節能的翅膀起飛

2018/12/10


【30秒看完一整篇】

誕生於物聯網時代的機場,導入節能技術與智慧管理已是必備。智慧能耗監控系統的核心設備「資料閘道器」,能否不負所托、完成使命,端看其性能與穩定是否經得起考驗。研華ECU-4553通訊管理機,專為電力能源應用設計,通過此案長達兩年的嚴格測試,受到系統整合商與業主北京新機場的一致好評,節省營運成本、優化管理效率。

機場想變綠:誰來當資訊傳輸運算關鍵橋梁?

人稱北京新機場的「北京大興國際機場」,將於2019年下半年竣工營運,目標為滿足一億人次年旅客吞吐量。該機場定位為大型國際航空樞紐,更致力於成為中國綠色機場的典範,擺脫高能耗束縛,化身綠色精靈。

因此在機場設計之初,就把節能減碳理念納入規劃,並委由系統整合商為機場的26間變電室、60台變壓器、9間備用電源發電機房及258間配電室,建置一套無人值守、集中管理的能源與設備綜合運維平台,藉此全面監控航廈內的冷暖空調、照明、供水、電梯等能耗設施及相關儀表。  

為了打造智慧能耗系統,方便能源管理人員全盤檢視機場內的能耗情況,再分析出可節省能源的潛在環節,進而透過連動機制來降低能耗,系統整合廠商需要在每間配電室內配置電腦,作為資料閘道器來收集大量資料,並且要先將不同通訊協定的資料轉換為符合IEC 61850-9的格式,方可上傳至能源與設備綜合運維平台。    

該系統整合廠商開出電腦採購條件如下: 
  • 高性能、高穩定、運算能力充足:該工業級電腦需要能穩定工作,並具備充足運算能力以處理大量資料
  • 具訊號隔離與抗干擾硬體設計:需符合IEC 61850-3標準
  • 即時控制:採用RT-Linux即時作業系統
  • 在嚴苛環境中穩定運作:工作溫度範圍寬、抗干擾能力佳
  • 連接眾多底層設備與傳送資料:具備多個RS-485/232串列埠與網路埠

評估過後,該系統整合商決定採用研華電力能源通訊管理機ECU-4553。  

高效運算、穩定傳輸,研華ECU-4553都有了

此專案需求為串連大量、多樣底層設備與上層管理系統,因此在北京新機場內258間配電室內,每一間都裝設一台ECU-4553通訊管理機當作資料閘道器,即可滿足前述所有需求。 

透過ECU-4553的串列埠,連接微機保護裝置、高壓/低壓電力儀表、現場I/O裝置、現場控制單元等裝置採集資料,並在高速運算處理下完成資料的通訊協定轉換,大量資料就能透過乙太網路埠連接的交換器,傳送給監控中心的管理系統。

同時,系統也可經由ECU-4553對底層設備下達控制指令。譬如根據航班資訊來事前了解某些區域旅客流量的多寡,於人流較少時關閉該區的空調;又或者是當接收到變壓器的異常訊號而出現臨時停電狀況時,亦能由監控中心遠端啟動備用電源發電機。 

ECU-4553內建TI Cortex A8處理器,是一款符合IEC 61850電力規範的高性能工業等級通訊管理專用機,搭配具有即時特色的RT-Linux作業系統,可讓智慧化能耗監控系統的整體執行效率更精準確實。 

此外,ECU-4553支援寬溫-40~70°C,因此極低溫或高溫導致電腦無法啟動或死機的狀況,不會是它的問題。而在電磁兼容性(EMC)方面,ECU-4553符合IEC 61850-3硬體標準規範,既具備足夠抵抗外界電磁干擾的能力,同時也不會對其它設備或裝置的運作造成影響,因此就算安裝在眾多電氣與電子設備的環境,依然能夠穩定運行。  

至於承上啟下的部份,ECU-4553提供4個網路埠、16個RS-232/485串列埠,可輕鬆連接使用不同協議(例如IEC-60870-5-104、IEC-60870-5-101、Modbus/RTU、Modbus/TCP)的各種設備,既滿足專案目前的連網需求,又為系統預留了日後擴充的空間。

降低機場營運能耗良方:智慧管理系統

為了提供旅客潔淨、明亮與舒適的搭機環境,長時間營運的機場消耗的能源量相當驚人。歐盟調查發現,一座民用機場的耗能相當於一個小型城鎮,其中更有部份能源是因為控管不當而白白浪費。

那麼,機場有什麼節能減碳的方法來省電呢?其實,近來全球各地不少響應環保節能的機場已開始導入自動化系統,取代傳統由人員巡檢的管理模式,更甚者則引進智慧化系統,透過系統自動控制避免不必要的浪費,提升監控效率,更降低整體能源使用量,達成節約能源。

一套智慧機場能源與設備綜合運維平台,涵蓋許多互相關聯的子系統與大量、多樣的設備、儀表,具連動控制功能。從設備端取得的運轉狀態資料,必須透過資料閘道器先做通訊協定轉換後,才可整合至中央管理系統,進而能利用這些資料進行監測與控制。整個系統是否能順暢運轉,而且持續如此可靠,由身為資料閘道器的電腦一肩挑起。

研華ECU-4553電力能源通訊管理機,經過兩年的電磁兼容性、硬體可靠性、軟硬相容性等嚴格測試,受到系統整合商和機場業主肯定,足以承擔起此一承上啟下的關鍵任務。

本案中專精於智慧能源管理系統開發的系統整合商表示,基於此次與研華的合作經驗,未來除了在中國新機場建置、既有機場升級等專案中持續選用ECU-4553之外,也打算在其他高能耗場域如大型公共建築、商用辦公大樓、智慧城市等,採用ECU-4553來建置智慧化能耗監控系統,為客戶節省營運成本與優化管理效率。


【專案導入產品】 

  • ECU-4553:內建TI Cortex4 A8處理器之電力能源專用工業電腦,符合IEC 61850-3標準並附有4個網路埠與16個RS-232/485串列埠

【系統架構圖】 



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