คู่มือทางเทคนิคสำหรับโครงการพลังงานอัจฉริยะ เกี่ยวกับมิเตอร์ไฟฟ้า Zigbee ฉบับสมบูรณ์

เนื่องจากอุตสาหกรรมพลังงานยังคงก้าวไปสู่การเปลี่ยนแปลงทางดิจิทัลอย่างต่อเนื่องมิเตอร์ไฟฟ้า Zigbeeเครือข่ายแบบ Mesh ได้กลายเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่ใช้งานได้จริงและรองรับอนาคตได้ดีที่สุดสำหรับอาคารอัจฉริยะ ระบบสาธารณูปโภค และการจัดการพลังงานบน IoT การเชื่อมต่อเครือข่ายแบบ Mesh ที่ใช้พลังงานต่ำ ความเข้ากันได้กับหลายแพลตฟอร์ม และการสื่อสารที่เสถียร ทำให้เป็นตัวเลือกที่ได้รับความนิยมสำหรับทั้งโครงการที่อยู่อาศัยและเชิงพาณิชย์

หากคุณเป็นผู้บูรณาการระบบ ผู้พัฒนาโซลูชันด้านพลังงาน ผู้ผลิตอุปกรณ์ดั้งเดิม (OEM) หรือผู้ซื้อแบบ B2B การทำความเข้าใจวิธีการทำงานของระบบวัดพลังงาน Zigbee และเมื่อใดที่มันมีประสิทธิภาพเหนือกว่าเทคโนโลยีการวัดพลังงานไร้สายอื่นๆ นั้นเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการออกแบบระบบพลังงานที่ปรับขนาดได้และเชื่อถือได้

คู่มือนี้จะอธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับเทคโนโลยี การใช้งาน และข้อควรพิจารณาในการบูรณาการของมิเตอร์ไฟฟ้า Zigbee เพื่อช่วยให้คุณตัดสินใจได้อย่างรอบคอบสำหรับโครงการด้านพลังงานครั้งต่อไปของคุณ

1. มิเตอร์ไฟฟ้า Zigbee คืออะไรกันแน่?

A มิเตอร์ไฟฟ้า Zigbeeเป็นอุปกรณ์วัดค่าทางไฟฟ้าอัจฉริยะที่วัดค่าพารามิเตอร์ทางไฟฟ้า เช่น แรงดัน กระแส กำลังไฟฟ้าจริง ตัวประกอบกำลัง และพลังงานนำเข้า/ส่งออก แล้วส่งข้อมูลผ่านทางZigbee 3.0 หรือ Zigbee Smart Energy (ZSE)โปรโตคอล.

แตกต่างจากมิเตอร์ที่ใช้ WiFi มิเตอร์ Zigbee ถูกออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อการสื่อสารที่มีความหน่วงต่ำ ใช้พลังงานต่ำ และมีความน่าเชื่อถือสูง ข้อดีของมิเตอร์ Zigbee ได้แก่:

• เครือข่ายแบบ Mesh ที่มีการสื่อสารแบบ Hop ระยะไกล

• รองรับอุปกรณ์ได้จำนวนมาก (หลายร้อยเมตรในเครือข่ายเดียว)

• มีเสถียรภาพมากกว่า WiFi ในสภาพแวดล้อมที่มีสัญญาณวิทยุหนาแน่น

• การผสานรวมอย่างแน่นแฟ้นกับระบบบ้านอัจฉริยะและระบบจัดการอาคาร (BMS)

• ความน่าเชื่อถือในระยะยาวสำหรับการตรวจสอบพลังงานตลอด 24 ชั่วโมง 7 วันต่อสัปดาห์

ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในวงกว้างและหลายโหนด ซึ่งระบบ WiFi อาจแออัดหรือใช้พลังงานมากเกินไป

2. เหตุใดผู้ซื้อ B2B ทั่วโลกจึงเลือกใช้มิเตอร์วัดสาธารณูปโภค Zigbee

สำหรับลูกค้า B2B ซึ่งรวมถึงบริษัทสาธารณูปโภค ผู้พัฒนาอาคารอัจฉริยะ บริษัทจัดการพลังงาน และลูกค้า OEM/ODM การวัดค่าด้วย Zigbee มีข้อได้เปรียบเชิงกลยุทธ์หลายประการ

1. เครือข่ายแบบ Mesh หลายโหนดที่ปรับขนาดได้และเชื่อถือได้

Zigbee จะสร้างการเชื่อมต่อโดยอัตโนมัติเครือข่ายตาข่ายที่ซ่อมแซมตัวเองได้.
มิเตอร์ทุกตัวจะกลายเป็นจุดเชื่อมต่อ ทำให้ขอบเขตการสื่อสารและความเสถียรเพิ่มขึ้น

สิ่งนี้จำเป็นสำหรับ:

• อพาร์ตเมนต์และคอนโดมิเนียม

• โรงแรมอัจฉริยะ

• โรงเรียนและวิทยาเขต

• โรงงานอุตสาหกรรม

• เครือข่ายตรวจสอบพลังงานขนาดใหญ่

ยิ่งเพิ่มอุปกรณ์มากเท่าไหร่ เครือข่ายก็จะยิ่งเสถียรมากขึ้นเท่านั้น

2. ความสามารถในการทำงานร่วมกันสูงกับเกตเวย์และระบบนิเวศ

A สมาร์ทมิเตอร์ Zigbeeอุปกรณ์นี้ทำงานร่วมกับ: ได้อย่างราบรื่น

• เกตเวย์บ้านอัจฉริยะ

• แพลตฟอร์ม BMS/EMS

• ฮับ ​​Zigbee

• แพลตฟอร์ม IoT บนคลาวด์

• โฮม แอสซิสต์ผ่านทาง Zigbee2MQTT

เนื่องจาก Zigbee ใช้คลัสเตอร์และโปรไฟล์อุปกรณ์ที่เป็นมาตรฐาน การผสานรวมจึงราบรื่นและรวดเร็วกว่าโซลูชันที่เป็นกรรมสิทธิ์หลายๆ อย่าง

3. การใช้พลังงานต่ำเพื่อการใช้งานที่ยาวนาน

แตกต่างจากอุปกรณ์วัดมิเตอร์แบบ WiFi ซึ่งมักต้องการพลังงานและแบนด์วิดท์มากกว่า มิเตอร์ Zigbee สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพแม้ในเครือข่ายขนาดใหญ่ที่มีมิเตอร์หลายร้อยหรือหลายพันตัว

ซึ่งช่วยลดได้อย่างมาก:

• ต้นทุนโครงสร้างพื้นฐาน

• การบำรุงรักษาเครือข่าย

• การใช้งานแบนด์วิดท์

4. เหมาะสำหรับการวัดมิเตอร์ระดับสาธารณูปโภคและเชิงพาณิชย์

ระบบพลังงานอัจฉริยะ Zigbee (ZSE) รองรับ:

• การสื่อสารที่เข้ารหัส

• การตอบสนองต่อความต้องการ

• การควบคุมโหลด

• ข้อมูลการใช้งานตามช่วงเวลา

• ฝ่ายสนับสนุนการเรียกเก็บเงินสำหรับแอปพลิเคชันด้านสาธารณูปโภค

สิ่งนี้ทำให้มีฐานอยู่ที่ ZSEมิเตอร์สาธารณูปโภค Zigbeeเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในระบบโครงข่ายไฟฟ้าและเมืองอัจฉริยะ

3. โครงสร้างทางเทคนิคของระบบวัดพลังงาน Zigbee

แข็งแกร่งมิเตอร์วัดพลังงาน Zigbeeประกอบด้วยระบบย่อยหลักสามระบบ:

(1) เครื่องวัดการวัด

ไอซีวัดความแม่นยำสูง:

• กำลังไฟฟ้าแอคทีฟและกำลังไฟฟ้ารีแอคทีฟ

• การนำเข้า/ส่งออกพลังงาน

• แรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้า

• ฮาร์โมนิกและตัวประกอบกำลัง (ในเวอร์ชันขั้นสูง)

ไอซีเหล่านี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าความแม่นยำระดับใช้งานจริง (ระดับ 1.0 หรือดีกว่า).

(2) ชั้นการสื่อสาร Zigbee

โดยทั่วไป:

• ซิกบี 3.0สำหรับการใช้งานทั่วไปด้าน IoT/ระบบบ้านอัจฉริยะ

• Zigbee Smart Energy (ZSE)สำหรับฟังก์ชันยูทิลิตี้ขั้นสูง

เลเยอร์นี้กำหนดวิธีการที่มิเตอร์สื่อสาร ตรวจสอบความถูกต้อง เข้ารหัสข้อมูล และรายงานค่าต่างๆ

(3) การรวมเครือข่ายและเกตเวย์

โดยทั่วไปแล้วมิเตอร์ไฟฟ้า Zigbee จะเชื่อมต่อผ่าน:

• เกตเวย์ Zigbee-to-Ethernet

• เกตเวย์ Zigbee-to-MQTT

• สมาร์ทฮับที่เชื่อมต่อกับระบบคลาวด์

• Home Assistant พร้อม Zigbee2MQTT

การใช้งาน B2B ส่วนใหญ่จะผสานรวมผ่าน:

• เอ็มคิวทีที

• เรสต์ API

• เว็บฮุค

• โมดบัส ทีซีพี (ระบบอุตสาหกรรมบางระบบ)

これによりสามารถทำงานร่วมกับแพลตฟอร์ม EMS/BMS สมัยใหม่ได้อย่างราบรื่น

4. การประยุกต์ใช้มิเตอร์ไฟฟ้า Zigbee ในโลกแห่งความเป็นจริง

มิเตอร์ไฟฟ้า Zigbee ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายภาคส่วน

กรณีศึกษา A: การติดตั้งมิเตอร์ย่อยสำหรับที่อยู่อาศัย

มิเตอร์ Zigbee ช่วยให้สามารถใช้งานสิ่งต่อไปนี้ได้:

• การเรียกเก็บเงินระดับผู้เช่า

• การตรวจสอบการใช้พลังงานในระดับห้อง

• การวิเคราะห์พลังงานแบบหลายยูนิต

• ระบบอัตโนมัติสำหรับอพาร์ตเมนต์อัจฉริยะ

มักนิยมใช้มากกว่าโครงการที่อยู่อาศัยประหยัดพลังงาน.

กรณีศึกษา B: พลังงานแสงอาทิตย์และการตรวจสอบพลังงานในบ้าน

มิเตอร์ Zigbee ที่มีระบบวัดแบบสองทิศทางสามารถติดตามสิ่งต่อไปนี้ได้:

• การผลิตโซลาร์ PV

• การนำเข้าและส่งออกตาราง

• การกระจายโหลดแบบเรียลไทม์

• การใช้พลังงานในการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า

• แดชบอร์ด Home Assistant

การค้นหาเช่น“มิเตอร์วัดพลังงาน Zigbee สำหรับ Home Assistant”กำลังเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเนื่องจากการนำไปใช้ด้วยตนเองและโดยผู้ติดตั้งระบบ

กรณีศึกษา C: อาคารพาณิชย์และอุตสาหกรรม

อุปกรณ์มิเตอร์อัจฉริยะ Zigbeeใช้สำหรับ:

• การตรวจสอบระบบปรับอากาศ

• การควบคุมปั๊มความร้อน

• การกำหนดรูปแบบภาระการผลิต

• แดชบอร์ดแสดงปริมาณการใช้ไฟฟ้าแบบเรียลไทม์

• การวินิจฉัยพลังงานของอุปกรณ์

ระบบเครือข่ายแบบ Mesh ช่วยให้สิ่งก่อสร้างขนาดใหญ่สามารถรักษาการเชื่อมต่อที่เสถียรได้

กรณีศึกษา D: การใช้งานในระบบสาธารณูปโภคและเทศบาล

อุปกรณ์ Zigbee Smart Energy รองรับฟังก์ชันการใช้งานต่างๆ เช่น:

• ระบบอ่านมิเตอร์อัตโนมัติ

• การตอบสนองต่อความต้องการ

• การคิดราคาตามช่วงเวลาการใช้งาน

• การตรวจสอบโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะ

ด้วยอัตราการใช้พลังงานต่ำและความน่าเชื่อถือสูง ทำให้เหมาะสำหรับโครงการของเทศบาล

5. ปัจจัยสำคัญในการคัดเลือกสำหรับผู้ซื้อ B2B และโครงการ OEM

เมื่อเลือกซื้อมิเตอร์ไฟฟ้าแบบ Zigbee ผู้ซื้อระดับมืออาชีพมักจะพิจารณาปัจจัยต่อไปนี้:

✔ ความเข้ากันได้ของโปรโตคอล

• ซิกบี 3.0

• Zigbee Smart Energy (ZSE)

✔ การกำหนดค่าการวัด

• เฟสเดียว

• เฟสแยก

• สามเฟส

✔ ระดับความแม่นยำของมิเตอร์

• คลาส 1.0

• คลาส 0.5

✔ ตัวเลือกการวัดแบบ CT หรือการวัดโดยตรง

มิเตอร์แบบ CT ช่วยให้รองรับกระแสไฟฟ้าได้สูงขึ้น:

• 80A

• 120A

• 200เอ

• 300เอ

• 500A

✔ ข้อกำหนดการผสานรวม

• เกตเวย์ท้องถิ่น

• แพลตฟอร์มคลาวด์

• MQTT / API / Zigbee2MQTT

• ความเข้ากันได้กับ Home Assistant

✔ รองรับการปรับแต่งแบบ OEM / ODM

ลูกค้า B2B มักต้องการ:

• เฟิร์มแวร์แบบกำหนดเอง

• การสร้างแบรนด์

• ตัวเลือก CT

• การเปลี่ยนแปลงรูปแบบฮาร์ดแวร์

• การปรับเปลี่ยนคลัสเตอร์ Zigbee

แข็งแกร่งผู้ผลิตมิเตอร์ไฟฟ้า Zigbeeควรให้การสนับสนุนความต้องการเหล่านี้ทั้งหมด

6. เหตุใดการสนับสนุน OEM/ODM จึงมีความสำคัญต่อการวัดค่าด้วย Zigbee

การเปลี่ยนแปลงไปสู่การจัดการพลังงานแบบดิจิทัลได้เพิ่มความต้องการผู้ผลิตที่สามารถตอบสนองความต้องการการปรับแต่งในระดับ OEM/ODM ได้

บริษัท Owon Technology ผู้จัดจำหน่ายที่มีความสามารถ ขอนำเสนอ:

• การปรับแต่งเฟิร์มแวร์อย่างเต็มรูปแบบ

• การพัฒนาคลัสเตอร์ Zigbee

• การออกแบบฮาร์ดแวร์ใหม่

• การติดฉลากส่วนตัว

• การสอบเทียบและการทดสอบ

• ใบรับรองมาตรฐาน (CE, FCC, RoHS)

• เกตเวย์ + โซลูชันคลาวด์

สิ่งนี้ช่วยให้ผู้รวมระบบลดเวลาในการพัฒนา เร่งการใช้งาน และรับประกันความน่าเชื่อถือในระยะยาว