示範系統架構及設備規劃

由於招標文件所訂定之水、電、瓦斯數位讀表系統示範案例的所在 地點與其建築類型各有不同，包括辦公大樓類、學校機關類、集合住宅 類三種，形成具有「用戶能源使用量」、「用戶能源公司所屬管轄機關」、

「表頭設置位置與分散方式」等特性上的差異，這些差異將影響表頭的 選定與通訊系統的選擇，也會影響數位讀表系統的架構方式，因此，考 量這些特性，本案對於各設置處所所設置的表頭設備與通訊傳輸的規 劃，將根據上一節所擬定之示範系統建置之規劃重點與原則來處理，其 相關之設備與傳輸規劃如表4-1 所示。

此外，為了自動讀表整合應用展示，此三個地點之示範案例將規劃 以網際網路方式連結至內政部建築研究所建築材料實驗中心內之監控 中心，進行遠距讀表資料蒐集與整合應用，其整體數位自動讀表整合連 結系統架構規劃如圖4-1 所示。

圖4-1 自動讀表整合連結系統架構

表4-1 設備與傳輸規劃表

綜合以上，有關各示範地點之自動讀表之詳細的建置方式與內 容，將在以下各節中加以說明。

一、辦公大樓類示範系統 (一)案例環境特性說明：

地點：台北市文山區景福街 100 號內政部建築研究所建築材料

內政部建築研究所建築材料實驗中心 能源監控中心

建築研究所材料實驗中心 辦公大樓

承德首長宿舍 集合住宅

建築材料實驗中心 承德首長宿舍

實驗中心，該楝建築為地下一層、地上五層的建築物。

大型建物類（建物集中，表頭少且分散）。

電表部分：電力系統均是高壓供電，經降壓再分給各層各區使 用，因此針對台電而言，為一個用戶，因此只有一個電表。

水錶部分：本址僅有單獨 1 只水表，且設置在建物一樓騎樓，

採直接表ϕ75mm 供水。

瓦斯表部分：本處所未申請設置瓦斯能源之使用，故將不予設 置。

(二)讀表系統建置方案說明：

本場所兼有建築物內讀表設備與未來示範自動讀表系統的後 端之監控系統主機端的成果展示，因為是屬大型建築物類，因此本 場所建置使用的表頭為大口徑之水錶與高壓端之總電表各一個，每 個都採用具有TCP/IP 的網路介面，透過本棟建築物內之區域網路，

連結至在本大樓之中央監控室的數據資料處理伺服器，並轉換成標 準資料庫與另一部能源管理主機串連，在能源管理主機中，以客製 化方式，呈現自動讀表的機能與效能的人機操作畫面，系統詳細架 構圖如圖4-2 所示。

數位電表表頭是安裝在地下一樓的總電表之二次測，資料轉換 成 TCP/IP 封包，透過網路線連接至大樓之區域網路，與中央監控 室之主機連結，表頭詳細規格如表4-2 所示。

數位水錶表頭，是屬於大口徑的表頭，將與當地之台北自來水

公司協調配合更換，安裝「網路讀表介面」，表頭也是轉換為 TCP/IP 封包透過大樓內之區域網路傳送至中央監控室主機，表頭詳細規格 如表4-2 所示。

在監控中心之讀表數據處理伺服器將與三個示範案例的現場 所有表頭做雙向溝通，讀取數據，並加以記錄，建立標準資料庫，

而能源管理主機，則與數據資料處理伺服器溝通，建立客製化的人 機操作介面，界定用戶與能源公司使用權限與功能範圍，以展現數 位讀表的示範效益。

圖2-2 辦公大樓類之示範系統架構

圖4-2 辦公大樓類示範系統架構

建築所建築材料實驗中心 監控中心 建築材料實驗中心

(景美)

表4-2 辦公大樓類讀表設備規劃一覽表

3. 量測項目：V、I、kW、pF、kWh、kVar、kVarh 4. 附 kWh 精度測試輸出接點或 LED 燈號

5. 網路通訊界面：Ethernet，支援 Modbus over TCP/IP 通 訊協定

7. L2 cache 1M 90 奈米新製程 支援 HT 多工技術

14. 軟體作業平台：Windows Vista™ Home Premium 15. 19" 之 16:10 寬螢幕

11. 軟體作業平台：Windows Vista™ Home Premium 12. 42" 螢幕

1

二、學校機關類示範系統 (一)案例環境特性說明：

地點：台北市基隆路四段 43 號台灣科技大學，該楝建築為地 下一層、地上五層的建築物。

幅員相當遼闊而且建物配置分散（建物分散，表頭少且分散）。

電表部分：對學校本身，其電表設置是屬於分區集中的類型，

對台電而言，它是一個用戶，單一收費單，故屬於 單一獨立電表的方式。

水錶部分：本址經查共設口徑 150mm 專用水表 2 只，採螺旋 漿式機械表頭，需將現有水表換裝為同口徑電子式 水表，一個在校區內，一個在校區外。

瓦斯表部分：用戶使用 4 處，均屬於大口徑流量，需將現有瓦 斯表二次測加裝同流量數位轉換器。

(二)讀表系統建置方案說明：

基於本建築類型之特性，原水、電、瓦斯設置地點均很分散，

也是屬於大用戶，因此本場所建置使用的表頭為大口徑之水錶有 2 個，校區之總電表一個，瓦斯表 4 個，每個都採用具有 TCP/IP 的 網路介面，對內先透過校園內之區域網路，連結至IP 分享器，再經 由對外則在屋頂申請一條可供上網的 ADSL 以 TCP/IP 介面方式連 結，透過網際網路連結至內政部建築材料實驗中心大樓之中央監控 室的數據資料處理伺服器，並轉換成標準資料庫與另一部能源管理 主機串連，在能源管理主機中，以客製化方式，呈現該示範點之自 動讀表的機能與效能的人機操作畫面，系統詳細架構圖如圖 4-3 所

示。

數位電表表頭是安裝在校園之配電機房總電表之二次測，資料 轉換成TCP/IP 封包，透過校園區域網路線連接至警衛室之 IP 分享 器，表頭詳細規格如表4-3 所示。

數位水錶表頭，是屬於大口徑的表頭，將與當地之台北自來水 事業處協調配合更換，安裝「網路讀表介面」，表頭也是轉換為 TCP/IP 封包透過校園區域網路線連接至警衛室之 IP 分享器，表頭 詳細規格如表2-3 所示。

瓦斯表頭，是屬於大口徑的表頭，在原機械表二次測安裝「瓦 斯表表頭數位轉換器」與「網路讀表介面」，將信號轉換為 TCP/IP 封包透過校園區域網路線連接至警衛室之IP 分享器，表頭詳細規格 如表4-3 所示。

圖4-3 學校機關類之示範系統架構

建研所建築材料實驗中心 監控中心

表4-3 學校機關類讀表設備規劃一覽表

3. 量測項目：V、I、kW、pF、kWh、kVar、kVarh 4. 附 kWh 精度測試輸出接點或 LED 燈號

5. 網路通訊界面：Ethernet，支援 Modbus over TCP/IP 通訊協定

1. Aluminum box with slot sensor pulser 2. Supply Voltage: 120VAC, +-15% 45~50Hz 3. Relay output:

(1).AC rating Max. Voltage 250v , Max. Current 4A (2).DC rating Max. Voltage 250v , Max. Current 4A (3).Max Switching Frequency 10Hz 以網頁化之監控

方式作為人機操作之介面，提供具有遠端及近端

2. inputs for electric, gas, or water impulse meters 3. 工作電壓爲 110V VAC，

三、住宅類示範系統 (一)案例環境特性說明：

地點：位於台北市承德路四段承德首長宿舍，每棟建築均為七 樓雙拼公寓，本案選擇兩棟做示範。

建物集中，表頭多且集中。

電表部分：電力系統均是低壓用戶，每棟電表 14 只，兩棟共 28 只。

水錶部分：集中於屋頂，用戶分表為 25mm，每棟水表 14 只，

兩棟共 28 只。

瓦斯表部分：28 只瓦斯表分散於各用戶各個樓層，每棟電表 14 只，兩棟共 28 只。

(二)讀表系統建置方案說明：

基於本建築類型之特性，水、電、瓦斯表各有規定設置的地點，

因此本場所規劃在該棟建築屋頂內，設置具有多重通訊傳輸介面之 讀表資料集中器，以集中器為核心，對內以RS232 與集中在屋頂的 水錶做通訊，以 LonWorks 電力線與集中在 1 樓的低壓用電的電表 做通訊，以Zigbee 與分散在各樓層之數位瓦斯表做通訊，對外則在 屋頂申請一條可供上網的 ADSL 以 TCP/IP 介面方式連結，透過網 際網路連結至內政部建築研究所建築材料實驗中心大樓之中央監 控室的數據資料處理伺服器，並轉換成標準資料庫與另一部能源管 理主機串連，在能源管理主機中，以客製化方式，呈現該示範點之 自動讀表的機能與效能的人機操作畫面，系統詳細架構圖如圖 4-4 所示。

因此，在水錶方面，在屋頂所裝置的數位水錶，集中裝置在目 前已裝置的機械水錶的二次測，並採用具有RS232 之通訊介面，連 結至屋頂之資料集中器，表頭詳細規格如表4-4 所示。

在電表方面，在 1F 的所裝置的數位電表，也是集中裝置在目 前已裝置各用戶電表的二次測，每個均具有 LonWorks 電力線的傳 輸介面，訊號傳輸至屋頂資料集中器，表頭詳細規格如表4-4 所示。

在瓦斯表方面，在各戶內的瓦斯表二次測裝置數位瓦斯表，每 個均具有 Zigbee 的傳輸介面，透過 Zigbee 無線傳輸技術連結至屋 頂之資料集中器，表頭詳細規格如表4-4 所示。

圖4-4 住宅類示範系統架構

建研所建築材料實驗中心 監控中心

表4-4 住宅類讀表設備規劃一覽表 4. 最大示值：99999.9999

5. 傳感器的工作參數：

(1).傳感器的數型：磁簧管 (2).工作電壓：≦28V.DC (3).工作電流：≦110mA (4).封裝形式：環氧樹脂封裝

3. 量測電壓：0-400V、量測電流 0-60A、外接開口 式 CT。

4. kW 精度 0.5%(pF=1)。

5. 量測項目：V、I、kW、pF、kWh、kVar、kVarh 6. 附 kWh 精度測試輸出接點或 LED 燈號

8. 使用最大壓力：1000mmH2O 9. 防止逆(倒)轉裝置

10.進出口中心點距離：120mm - 160mm

11.度量衡檢定合格證明通訊界面：Zigbee Mesh Network

2

12.含瓦斯表安裝施工與配件(線材、控制盤)相關

(1)輸入 AC90V~AC260V, 50Hz~60Hz(±10%) (2)總消耗功率 < 2W

3. 電氣規格

(1)電力載波傳輸：LonWorks PLC (2)發送信號幅值：7Vp-p

(3)發送信號電流：1Ω負載下輸出 1A 電流 (4)電力載波傳輸速率：5.4Kbps

4. 通訊界面：兼具 LonWorks 電力線通訊、

TCP/IP、Zigbee

2

(一)能源管理方面：

以無線傳輸方式，在室內空間規劃設置一組照明迴路與窗簾之 控制設備，透過時間與事件程式，建立能源管理的機能。

(二)家庭保全方面：

以無線傳輸方式，在室內空間規劃設置一組大門開門警報感應 與緊急求救設備，透過事件程式，建立居家保全的機能

以無線傳輸方式，在室內空間規劃設置一組大門開門警報感應 與緊急求救設備，透過事件程式，建立居家保全的機能