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舊建築節能升級免改線!電力監測兩天上線,控制通訊效能提升近 10 倍

舊建築節能升級免改線!電力監測兩天上線,控制通訊效能提升近 10 倍

某公家單位為推動建築能效提升,與泓格科技合作導入智慧能效管理系統,並結合既有太陽能創能設備,將教育中心大樓打造為示範場域,成為能效管理展示與推廣的重要據點。

住商大樓用電主要集中於空調與照明,泓格科技在不更動既有配線的前提下,透過通訊整合設備,協助公家機關將老舊建築快速升級為整合「創能、監測、控制」的智慧低碳場域,設備控制通訊效能提升近 10 倍,並建立具備可複製性的低碳建築示範模式。

問題與挑戰

1. 缺乏完整電力監控:

  • 無法即時掌握各設備用電狀況與整體耗能,難以制定有效節能策略

2. 照明管理效率低:

  • 現有照明控制系統雖具備二線控制功能,卻無法發揮作用
  • 缺乏排程設定,仍需人工巡查,管理效率有限,既耗時又浪費電力。

3. 空調缺乏集中管理:

  • 全棟 77 台吸頂式冷氣僅能透過單一 HMI 或遙控器分別操作,無法遠端或集中管控,管理效率低,易造成空調長時間運轉與用電浪費。

4. 太陽能資訊未整合:

  • 發電數據未納入系統,能源使用與創能情況缺乏可視化,難以掌握整體發電效益

泓格科技施行的改造方案

架構圖1

泓格整合節能與創能系統,透過電力監測即時掌握各場域用電,提供精準節能依據;針對照明與空調導入集中控制,提升節能效率。

各子系統採獨立建置,兼顧彈性與擴充性:電力監測以 PMC 電錶集中器搭配 PM 智能電錶;照明控制由 WISE 邊緣運算控制器結合遠端 I/O 模組實現集中與排程管理;空調控制則透過 MDC-714i Modbus 資料集中器與通訊卡完成遠端集中監控。

同時整合太陽能發電數據,透過能效平台集中監控用電、發電及設備運轉狀況,讓管理人員即時掌握全棟能源狀況,實現省電、省時、省力的智慧管理。

一、電力監測系統

電力監測系統

整棟大樓共部署 16 個 PM-3133 三相智能電錶,用以擷取總用電量、各樓層空調與照明用電,以及太陽能發電資訊;並搭配 PMC-5231 電錶集中器進行邏輯運算,在不影響既有設備與營運的情況下,僅用兩天即完成電力監測系統建置,快速啟動能效管理。

管理人員可直接透過 PMC 內建的網頁介面,以瀏覽器即時掌握用電狀況,並查閱歷史與即時趨勢圖、能源使用效率(PUE)、電壓與功率等關鍵數據,無須額外軟體或人工作業,即可建立完整的用電管理監控,支援後續節能策略與效益評估。

電控箱內配置 PM 與 PMC 系列模組,並透過 CT 進行電流量測
▲ 電控箱內配置 PM 與 PMC 系列模組,並透過 CT 進行電流量測

由於現場原已設置集合式電錶與貫穿式 CT 量測大樓總用電,此部分可直接於既有系統上加裝 PM-3133 智能電錶進行監測,即可完成總用電數據擷取,大幅降低施工干擾與建置成本,讓老舊建築也能快速升級為智慧能效管理場域。

二、照明控制系統

現場原已設置 P 牌二線式照明控制系統,但缺乏排程與集中管理,照明仍需人力巡檢,設備管控效率有限。泓格在不更換燈具、不破壞裝潢的前提下,將既有照明系統納入智慧能效管理架構,實現照明設備的集中監控與自動化管理。

照明控制系統

WISE-5231 邊緣運算控制器搭配 8 個 M-7065D 遠端 I/O 模組,整合四個樓層照明系統,並透過 Ethernet 連接能效管理平台。管理人員可事先設定上下班、會議時段與夜間排程,即使人員下班或空間無人使用,照明也能交由系統自動分區控制,避免長時間空轉耗電,免除人工巡檢負擔,快速建置並實質降低用電成本。

▲ 照明控制線路更新示意圖
▲ 照明控制線路更新示意圖

原有燈控架構:照明電源經開關後,先進入二線式照明控制系統,再輸出至燈具。

泓格解決方案:於燈控盤內加裝 M-7065D 遠端 I/O 模組,將照明電源先引入 M-7065D,再回接既有二線式照明控制系統,最後輸出至燈具。在不更動原有配線的情況下,即可介入燈控,實現排程與遠端集中管理。

三、空調控制系統

整棟大樓共 77 台吸頂式室內機,分布於公共區、辦公室與會議室,僅能透過走廊單一 HMI 或遙控器逐台操作,缺乏遠端與集中管理。空調容易在無人時長時間運轉,浪費能源,且難以及時發現異常。

空調控制系統

D 牌空調使用私有通訊協議,廠商提供通訊卡將其轉換為 Modbus 協議,使 HMI 兩個端口的數據可被擷取。整棟 77 台室內機共 770 個 Modbus 點位(運轉狀態、起停、風速、風向等),且 Modbus 命令⻑度有限,可能導致明顯控制延遲,操作時常需等待。

因此,泓格導入 MDC-714i Modbus 資料集中器,將兩張通訊卡接入 COM Ports,集中分散資料並合併成連續位址,顯著降低上位軟體的讀寫負擔。實測顯示,若未集中處理,一次寫入約需 10–20 秒;經集中處理後僅需 1–2 秒,大幅提升系統通訊效能。

資料集中與通訊優化不僅提升控制即時性,也為後續系統擴充與整合預留更高彈性,讓智慧空調管理更快速、可靠、省心。

MDC-714i 現場安裝實景
▲ MDC-714i 現場安裝實景

此外,頂樓戶外空間與電信室各部署一台 DL-100TM485S 工業感測器,量測溫濕度並納入管理平台,作為空調運轉調整依據。例如,當室外氣溫較低時,系統可自動調整空調運作,避免過度降溫或長時間運轉,進一步降低能耗與維運成本。

四、太陽能發電系統

一樓停車場與四樓露台皆設置太陽能板,發電電力供充電樁使用。但管理人員無法即時掌握發電量與設備運作狀況,難以精準管控創能效益。

太陽能發電系統

考量兩個樓層逆變器配置與配線條件,系統透過 I-7514U 集線器集中資料,再由 WISE-5231 邊緣運算控制器整合。WISE 控制器除收集照明數據外,也同步掌握逆變器運作資訊,包括每日電壓、電流與累積發電量。所有數據集中顯示於能效管理平台,讓管理人員即時掌握創能狀況,提升創能管理效率。

全方位能效管理平台

泓格科技攜手第三方開發能效管理平台,將空調、照明、太陽能與環境數據整合呈現,協助中控室管理人員遠端監控全樓設備與能源狀態。主要功能包括:

  • 用電與發電資訊即時查詢,並可呈現歷史趨勢圖
  • 建立完整用電紀錄資料庫,支援節能分析
  • 空調與照明的集中啟停、排程、狀態監控及設備自動調控
  • 太陽能發電與儲能效率監測,掌握運轉模式
  • 頂樓與資訊機房環境監控(溫度/濕度)
  • LINE 群組警報推播與設定,異常即時通知相關人員,快速排除問題
電力即時監控
太陽能即時監控
▲ 電力資訊與太陽能即時監控介面

實質效益

  • 高度整合與擴充能力

    泓格科技 PMMS 系統(Power Monitoring & Management System)支援各式智慧電錶與電錶集中器,並可整合 PMC 內建網頁、SCADA 系統、跨廠區應用 IoTstar 雲端管理軟體及第三方能效管理系統,實現數據可視化。系統可分階段建置,方便擴充,滿足不同場域與管理需求。

  • 精準即時數據監測

    透過電力資訊與太陽能發電數據可視化,管理人員可即時掌握各樓層設備運作與能源使用狀況,免去人工抄寫繁瑣作業,並輕鬆制定精準節能策略。

  • 集中管控設備,降低能耗與電費

    系統整合空調、照明及環境數據,支援集中管理與自動化排程,免去人工巡檢。管理人員可於中控室統一啟停設備,系統亦可依戶外溫度自動調整空調運轉,有效降低不必要能耗並節省電費。

  • 舊系統輕鬆升級,節省建置成本

    整合既有照明與空調系統時,透過硬體模組介入控制,無需更動原有配線,即可實現設備統一管理,大幅縮短建置時間並降低線材與人力成本。

  • 通訊效能大幅提升,操作更即時

    導入 MDC-714i Modbus 資料集中器,集中管理空調設備的分散 Modbus 點位,降低上位軟體讀寫負擔。單次控制指令寫入時間從 10–20 秒縮短至 1–2 秒,通訊效能提升 10–20 倍,系統操作加速,設備管理更順暢。

結論

空調與照明是住商大樓的主要耗能設備,泓格科技憑藉超過 30 年工業自動化經驗,提供高效、可靠的系統架構,協助企業整合能源、設備與創能監控,並支援 ESG 目標,打造低碳智慧建築。

管理人員可透過即時數據與圖表,制定精準節能策略,集中管控用電負荷,降低電費之餘,同時維持舒適穩定的辦公環境。本案例提供企業可落地、可複製的智慧能效管理模式,實現節能、省時、省力,並降低建置成本,創造多重管理效益。

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  • 具備自主邏輯控制、遠端監控、資料收集與警報通知等多項功能
  • 支援 Modbus TCP/RTU、SNMP、MQTT、FTP 等通訊協議
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  • 支援 Modbus RTU 和 DCON 通訊協議
  • 具備 4 kV ESD 防護與 3750 VDC 模組內部隔離設計
  • IP66 防水等級
  • 量測範圍: -20 ~ +60 °C 與 0 ~ 100% RH
  • LCD 顯示屏可顯示溫度、濕度、露點溫度及模組 ID
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  • 提供 4 組 2-wire RS-485 通訊介面,其中 3 組具備 2500 VDC 訊號隔離保護
  • 4 通道 RS-485 主動式星狀接線集線器
  • 支援 Baud Rate 自動切換,亦可透過旋轉開關固定 Baud Rate
  • 內建 RS-485 短路保護機制,可自動關閉並隔離故障通道,確保其他通訊設備正常運作

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