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如今,节能省电已经成为现代人在未来生活中不可或缺的议题,而2000年美国总统大选的副总统候选人——戈尔,更是点出除了能源成本之外,我们应该更多关心于绿色环保议题。戈尔的《不愿面对的真相》在世界各地举行了超过一千场的巡回演讲,以风趣幽默的谈话内容、卡通影片以及不容置疑的科学证据,说明全球温室效应已经在世界各地造成严重灾情。然而,节能省电该从何着手?相信是大多数用户心中一大疑问。
节能方式
一般来说,节能的方式可归类几种类别:
1、原材料的进步:
例如CPU导入低介电质材:low-k,SOI等,可以大幅降低耗电达50%,这种进步是终端消费者无法掌控,只能随着产业升级。
2、有效的管理:
我们常会听到"随手关灯"这类属于人工的管理方式,到由传感器侦测、控制器判断,来达到智能型自动省电模式。然而落实到产业面,这牵涉到终端消费者的价值问题,"到底要花多少钱来省多少钱?"或是"这套系统好不好维护?维护成本?可使用年限?"这类问题迟滞了整个节能省电控制系统的发展。
3、行为模式的改变:
最简单的是不开车,改骑脚踏车,或者是空调加上风扇,会比单独使用空调省电。一般的阻碍来自使用者根深蒂固的观念及些微的成本提升,但是最大的阻碍,来自于——使用者讨厌麻烦。
4、再生能源:
大部分的设备在使用中,能源转换效率是很低的,很多能源是浪费在设备功能之外,例如一般汽车引擎的热功转换效率并不高,汽油燃烧的热大部分随着排气逸散到大气中,而热能是可通过其他设备回收与再利用,这一部份的价值在于耗能过大的设备,如工厂内的汽电共生设备,小型设备就不具备投资效益。
5、干净的能源产生:
例如风力发电、太阳能发电、潮汐发电等,利用大自然已经存在的能源做转换,可以大幅降低发电过程中所产生的副产品或副作用。这部分因为发电的单位成本过高,在油价低迷时代,是完全不被考虑的。
可以看到,节能最大的障碍来自于经济效益,若节能是一切必要的手段,那上述的方式可以让所有设备无限趋近于节能,让梦幻中的节能措施的可行性大幅提升。然而在这些方式中,有效的管理以及行为模式的改变,是最直接有效而且立即可以采用的手法,而其中的关键,就是管理软件与控制器,系统设计时,将会牵涉到数据采集、数据库、数据分析、行为模式分析,再反馈到节能的模型设计、控制逻辑、事件连动、警示讯息等,这一切,需要依赖PAC(Programmable Automation Controller)控制器,才能整合所有需求于单一控制器中。
电力监控
能源的使用,来自人们日常生活中各式各样的需求,也包含各式不必要的欲望,从根本来看,一般家庭中能源的使用分布如下,因此节能第一步便是电力监视,只有先了解电力的使用分布,才有机会谈到节能。
纪录与分析
电力监控的结果是需要记录、储存与事后分析,数据采集进来的是片断、多量的小数据累积而成,因此控制器要能支持数据结构型数据库及关系型数据库,当然还包含智能判断的过滤等等功能。
通过有效的数据管理,即可呈现有效的历史趋势图,进而分析电力的使用模式,重新建立有效的省电模型。
节能模型的建立(modeling)
针对耗电最大的设备与时段,做负载减轻的措施,以及加入智能判断逻辑,若是需要,加入必要的传感器做进一步数据判断与有效的控制。
完成模型建立后,即可产生I/O的时间控制、事件连动,让整个省电控制达到自动化。
在控制器上的逻辑处理,应要能支持script以及相对应的设定接口,简化导入工程的复杂度,省电的控制主要在参数的调教,而不是着重在软件开发,事件连动也应该是根据事件定义、动作定义等设定连动关系即可。
警示与报表
警示属于动作定义的一部份,对应到硬件实体,可通过GPRS模块发送信息,通过网络发送email,通过Modem做语音call out等各种方式,达到统一的警示平台,传递到用户任何所在位置。报表应能支持ODBC数据库存取接口,或是导出excel数据文件做后续分析。
NxN控制网络
电力监控的网络不可能只是单一控制器,而整个场所的讯息整合与跨控制器事件连动才能发挥电力控制的最佳效果,因此具备NxN网络架构的一致化通讯平台是必须存在。
结语
泓格新的WinPAC系列集合了PC的能力与PLC的稳定、简易I/O处理,加上在有效管理上有优异表现的Smart4 System软件,以及来自IBM优异的中间件(middleware)联网能力,完全可以符合节能控制上从数据库、逻辑判断、I/O处理、事件连动、警示与报表产生等各项需求于单一控制器,进而扩及大型现场多个控制器连动,大幅降低节能控制导入的建置成本与设定复杂度。
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