通过故障检测和诊断降低能耗

许多供应商提供跟踪能源使用的仪表和软件。这些软件产品允许创建非常漂亮的能源仪表板，并支持使用移动设备，如平板电脑和智能手机，允许关键人员监控能源使用情况。那么，究竟怎样才能减少能源消耗呢?

节能智能建筑的真正关键在于能够确定建筑物中的能耗设备何时没有以最高效率运行。这被称为故障检测和诊断(FDD)，它使用有关设备的现有信息，实时检测何时存在导致能耗增加的操作问题。有了这些信息，设施维护团队可以安排纠正措施，使设备恢复正常的能源使用参数。这听起来几乎太合乎逻辑了，似乎很有道理，但确实需要正确的软件工具和设施内部的愿景来对确定的问题采取行动。

能源管理系统本身并不能减少能源消耗。在一个良好的FDD系统中，对发现的问题有效地实施纠正措施，为节约能源创造了机会。在许多较大的设施或校园应用中，这也需要应用有效的变更管理。这是由于操作员自然倾向于回到他们传统操作设备的方式，几乎不考虑智能系统告诉他们什么。

FDD系统识别的典型问题

在没有已知机械问题的情况下，有各种各样的潜在问题可以造成异常的能量消耗。例如，许多风扇电机和泵电机将配备一个手动自动选择开关。在自动系统中，电机将响应另一个控制系统而运行。在手，电机将连续运行- 24/7/365。这相当于每天约20-25 kW小时(基于电机效率约70-80%)，或每年运行成本为500美元，1马力电机每千瓦时成本为0.08美元。这是非常容易的电机切换到手动操作位置，并被遗忘。

一个好的FDD系统将查看设备中所有电机的实时运行状态，并确定它们是否按设计运行，还是处于不自然的状态，例如连续运行。软驱系统将应用规则来检测不正确的设置，例如:换挡结束后，如果电机连续运行超过15分钟，则将其识别为故障。这种持续运行的故障被记录下来，并显示在故障汇总表中，以便设施维护部门采取纠正措施。

过度循环是另一个潜在问题。这意味着电机在指定的时间内启动和停止太多次，例如每天。这可能是由错误的设定值、操作不当的传感器或不适当的控制设置(如设定值周围的滞后)引起的。这种类型的性能会在几个方面对设备产生负面影响:由于过度循环而缩短设备寿命，增加能源消耗，特别是启动时的更高要求，以及缺乏稳定运行状态，从而降低整体能源效率。FDD系统可以通过连续监测24小时内启动的设备数量来轻松检测这种类型的故障。

影响风机和泵的另一个常见问题是与设计规范相比性能低下。所有的风扇和泵都有一个性能曲线和图表，将表明预期的性能(空气输出或泵流量，例如)。

一个好的FDD系统可以将每个风扇和泵的具体信息加载到数据库中，然后FDD系统可以根据预期性能评估实际性能。该区域的故障可能表明各种各样的问题，如堵塞或部分堵塞的过滤器，泵的叶轮过度磨损，阀门和阻尼器设置不当等。除了检测操作故障外，FDD还为用户带来了五个额外的好处:

1. 故障将被记录并汇总在每个设备的表格中(参见风力涡轮机的例子)。
2. 故障将被记录到数据库中，用于历史分析。例如，可以查看每台设备每天故障数量的图表汇总。
3. 不纠正错误的成本可以为每个错误计算。这可以用于确定工作订单计划的优先级，以首先纠正成本最高的故障，并为技术人员提供故障的预期原因，从而采取更有效的纠正措施。由于在诊断上花费的时间更少，而在纠正措施上花费的时间更多，维护团队的工作效率也更高。
4. 一个好的FDD系统可以很容易地适应和修改，以反映每个设施的实际设备和操作知识。当出现新的情况和意外的操作情况时，它也很容易修改，从而允许设备智能系统的持续发展。
5. 一个好的软驱系统不需要改变任何现有的硬件或系统——它被设计成支持几乎任何类型的通信协议和与任何硬件平台的接口。

FDD是一种成熟的技术，被广泛应用于楼宇自动化系统(BAS)。有文献记载的例子表明，由于FDD系统提供的操作情报，建筑能耗降低了约15%。这些FDD系统的实施没有改变与现有控制系统相关的任何东西，并利用了现有控制系统中已经存在的数据点。

保罗•卡特他是克罗斯公司的产品经理。本文最初发表于Cross Company的博客．Cross Company是CFE Media的内容合作伙伴。由CFE媒体制作编辑克里斯·瓦夫拉编辑，cvavra@cfemedia.com．

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