能耗监控101：开放式协议

　　在几乎所有 LMN 我们承担的建筑项目中，我们鼓励客户慎重考虑细分计量和能耗监控。尽管过于频繁的投入价值工程（VE），但监控油气、水、蒸汽、电能却是首要及基本的步骤，帮助您了解在建筑项目中自然资源的使用（或滥用）形式。细分计量和能耗监控允许客户、设备维护经理、操作人员更好的了解如何以及在何处燃烧的kW、KBTU、升等。拥有了这些信息，您就可以开始对如何进行能源节约做出决策，监控系统的前期投入费用便可从中快速获得回报。这是大部分人都了解的非常棒的一件事，在向我们的客户推荐的这几年之后，我们决定自给自足，安装自己的能耗监控套件（EMU）。

　　对于这个项目，我们有三大目标：首先，最关键的是，我们为何要以这种方式开展项目？我们想了解能耗监控的基础成本、基础架构的改变、必备的数字化工具。该首要目标也将使我们获得额外的好处，允许我们自行的调整安排设备，您可能已经注意到了，我们也热衷于此。其次，我们想了解我们的能耗情况，在对操作做出任何改变前收集必须的能耗底线。最后，我们开始进行衡量节能措施（ECM），设定目标，号召“养成良好的习惯。”在不久的将来，前两个目标的实现将直接导致第三个（ECM）目标的实现。

　　首先，关于硬件。我们考察了许多电能监控套件。从一开始，就在寻找能够让我们了解所监控的能耗进程的EMU 套件。在市场上有许多商业级的套件，但大多数都是又昂贵、又糟糕的：一些套件需要另外购买软件（有时候需要订购），才能查看EMU 的能耗数据记录。在这些系统中，有相当大一笔用于设备及安装的前期费用，雪上加霜的是，还得算上软件的成本。而我们所需要的是设立好目标、能共同操作的、开放的系统。在多次考察后，我们找到了OptoEMU 系统。Opto 22 产品的开放性协议的理念吸引了我们：所有的系统都在非私有化通讯协议上运行，例如Ethernet 和IP。这就意味着可将EMU 整合到现有的监控系统中，购买订阅数据记录服务（例如Pulse Energy），或将您的系统改造成任何想要的规模。而我们选择了后者，并保留了扩大系统规模的能力。我们的办公区域占用了两个楼层，四个电子仪器随意放置在四个角落（这是超过30 年以上的建筑，可能会有一些布线紊乱，但是我们很快将问题找出）。我们决定在规划办公区域整体的系统前，测试办公室一角的目标设备，然后再安装好所有的软硬件。因此，我们购买了一套Opto 22的EMU 套件，并由专业电气工程师将其安装在电气室。

　　我们向Opto 22 公司咨询，说明我们的电气配置，他们建议单独开启EMU以及三个电流互感器（CT）。OptoEMU 是很简单的一个装置，安装指南简单易懂，因此我们能自己动手，并且将EMU 安装在办公区域一个角落（感谢北星电子的Tim 和Josh，快速专业地安装EMU 和CT）。一旦安装完毕，我们将EMU设置于主网络中，配置静态IP 地址。在这一点上，EMU 的运作有点像典型的无线路由器：您可以使用任意网络浏览器查看设备固件配置，我们所需要的只是从电子设备获得的电流标定量，仅需几个字段，就可以开始运行。（如果您选择使用第三方软件，例如Pulse，浏览器配置工具也可由您建立数据记录服务）。但我们不打算用第三方数据记录服务，决定用我们自己的。这点需要解释一下…

　　其次，关于软件。我们从Opto 22 网站下载了OptoEMU Sensor .NET 工具套件。使用该工具编写自定制的数据获取及记录的软件，运行在网络中专用服务器上。该应用每分钟给各个EMU 轮询一次（当然OptoEMU 能以更快的频率轮询），记录当前功率值及时刻，传输到同一台计算机上的SQL 数据库。该监测软件也能够处理电子邮件摘要系统（请看下面）。一旦我们用EMU 测试设备，将其扩大到四台EMU 就非常容易了。这种方法的缺点是，它需要专用计算机来处理网络上的数据记录。然而，该计算机可以双任务作为数据库和网络服务器。节约的成本购置剩下的三台OptoEMU 套件，监测剩余的办公区域。

　　数据记录持续不断、循环往复，但是每个早晨 10：10，软件就会将前一天的数据平均，以电子邮件形式发送给LMN 雇员，这封电子邮件白天晚上不停地分析出平均值。当我们开始更好地了解我们能源的消耗量，针对那些非正常需求，或者抖动趋势。这封电子邮件是非常有用的设立报警。邮件是有效的，但是远不及我们设立的浏览数据的、交互式图表管用…

　　该交互式图表允许任何用户追踪变化的时间标尺（从一分钟到一年），用户能够选定图表中的任意点，并得到那一分钟的功率数。嵌入的表是html、pHp、jQuery 和Google Chart Tools API 混合构成的，在组装前，我们查看Pachube、Pulse Energy、Wattvision 软件。这三个软件各有其利弊，但都不是我们实际想要的。总之，我们只想亲力亲为，并且我们不觉得这有多困难。尽管Google 的PowerMeter 软件已 “过时”，却已留下完整的图形API，用于构建各种数据可视化系统…从财政到网络分析。表中的小插页，是帮您解决疑问的“注解”功能块…

　　用户可以为图表注释，就像股票经纪人记录尖峰或波谷时段的历史数据。点击图表底端的一个按钮，会弹出日历，（我们原本希望这是鼠标点击图片本身，但事实证明由图表工具很难实现），以及一个文本框。接着就能进入查看一些信息（终端用户、大事件等等），都将以图表形式展现在查看者面前。我们正使用这个特征，找出那些插件加载负责具体的尖峰时刻…并且，这是个很好的特点，记录有意义的目标能耗计量ECM，将会在未来安装。

　　所有四台 EMU 套件都已投入使用，并运行了约一个月了。那我们又获得了些什么呢？从上面的图表可以看到，5 West 区域角落的设备消耗，比其他三个角落的能耗都要大很多。这是由于5W主服务器。我们知道绘图仪和打印机有可能在傍晚提前进入睡眠模式，而灯会消耗电能的很大一部分。然而，所有这一切都唾手可得，我们现在关注的是收集典型操作的基础数据，帮助更好地评估未来能源存储措施的有效性。我们已经了解到，进行能耗监控未必是费用昂贵，或者操作复杂，您可以为任意形式的组织，正确规划一个解决方案。我们也了解到，特别当我们手上握有如此清晰的数据时，这是难以抗拒的冲动，去立即革新。

　　接着，我们计划着尽可能长时间持续收集基础数据。我们计划在内网中嵌入交互式图表，还要利用我们的经验，去获得建筑项目的监控及细分计量。我们想要以更有趣的互动方式，处理实时数据，连接到Arduino 的反馈，改变环境照明灯相对于的能耗。但无论以何种形式收尾，我们都打算运用这些数据改变之前的习惯，以更明智的方式消耗能源。