CN102915000B - 一种区域工业能耗在线监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明在于公开了一种区域工业能耗在线监测系统，包括监控主机和冗余主机，所述监控主机和所述冗余主机通过以太网与若干GPRS和以太网网关连接形成局域网，还包含若干GPRS接入控制器，所述GPRS和以太网网关与若干所述GPRS接入控制器相互通信，所述GPRS接入控制器分别与工厂耗能计量设备和工厂耗能监控主机相互通信。本发明对区域工业能耗进行在线实时监测分析，有利于及时准确区域能耗全局情况，客观评估企业能耗水平，为企业生产提供指导，为行业和主管部门决策提供依据；本发明采用集中监控分析，信息全面，规模效益显著，将使区域工业能耗监测分析走上专业化、规模化良性发展道路。

Description

一种区域工业能耗在线监测系统
技术领域
本发明涉及一种自动化系统，具体的涉及一种区域工业能耗在线监测系统。
背景技术
在我国的能源消耗中，工业与大型公共建建筑是我国能源消耗的大户，能源消耗量占全国能源消耗总量的70%左右。尤其是工业能耗，涉及节能减排、产业布局与调整，涉及国家、省、市等不同层面重大事项，能耗监控、统计至关重要。
工业能耗监控、统计涉及两个层次。首先是工厂、企业级。这个层次的工业能耗监控、统计政策法规相对系统，各级主管部门重视。而且，工厂、企业级能耗监控和统计分析，在企业实现能源物料平衡、调度与优化、能源设备运行与管理等方面发挥着重要的作用，得到了企业本身重视。因此，许多大中型企业开展了工业能耗监控、统计工作，一些企业采用计量设备和系统实现了工业能耗自动化监测和统计分析。相应的，一些专业公司开发了能量管理系统（EMS）。工业能耗在线监测在技术、方案、体系等各个方面都有了良好的基础。
工业能耗监控、统计的第二个层次，即区域能耗和行业能耗监测，这方面刚刚起步。一些城市成立了节能监测中心，要求重点耗能企业每半年或一年上报能耗情况，这种方式存在技术手段差、时效性和准确性不高、不能给企业及时提供指导和反馈等情况。
许多工业企业内部开展了能耗计量和统计信息化工作，但区域内或行业内多家企业的能耗汇总、以及进一步的对比、分析等工作还采用人工方式，实时性、准确性不高，为企业和主管部门反馈信息量有限、不及时。
发明内容
本发明目设计了区域工业能耗在线监测系统，对相关企业能耗进行在线实时监测，进而进行对比、分析，从而为企业和主管部门提供更为丰富、及时的信息。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：一种区域工业能耗在线监测系统，包括监控主机和冗余主机，所述监控主机和所述冗余主机通过以太网与若干GPRS和以太网网关连接形成局域网，还包含若干GPRS接入控制器，所述GPRS和以太网网关与若干所述GPRS接入控制器相互通信，所述GPRS接入控制器分别与工厂耗能计量设备和工厂耗能监控主机相互通信。
进一步的，所述GPRS接入控制器包含一以MCF52233为核心的第一单芯片，所述第一单芯片通过第一串口连接第一GPRS模块，所述第一单芯片通过第二串口连接一以MC13213为核心的第三单芯片，所述第三单芯片连接第一天线电路；所述第一单芯片上还连接第一外围电路、第一以太网接口电路、RS485接口和脉冲电路接口。
进一步的，所述GPRS和以太网网关包含一以MCF52233为核心的第二单芯片，所述第二单芯片上连接一以MC13213为核心的第四单芯片，所述第四单芯片连接第二天线电路；所述第二单芯片上还连接第二外围电路、第二GPRS模块和第二以太网接口电路。
本发明的原理是：整个监控系统分为四个层次：工厂能耗计量设备层；GPRS接入控制器；GPRS/以太网网关；监控主机及冗余主机。GPRS接入控制器采集工厂能耗计量设备数据，通过GPRS传送到能耗监测中心；能耗监测中心监控主机、冗余主机、GPRS/以太网网关组成局域网，网关接收能耗数据并通过以太网传送给监控主机。
工厂能耗计量设备包括水表、电表、燃气表、燃煤计量设备、燃油计量设备等，对这类设备，市场产品成熟，一般具有无线或有线通信接口，典型的为RS485和ZigBee，经济型水表采用脉冲信号输出流量信息。对于能耗监测信息化高的工厂，具有自己的能耗监测系统，工厂能耗监测主机具有以太网接口或RS485接口。
GPRS接入控制器包括MCF52233及其外围电路，扩展了GPRS接口和多种工厂能耗计量设备接口。GPRS模块为CM3150P模块，连接到MCF52233串口1。MCF52233片内集成了10M/100M快速以太网控制器和以太网物理层模块，系统中扩展了内置以太网隔离变压器的RJ45接口（PRJ-005A），从而扩展出10M/100M快速以太接口。图中MC13213是飞思卡尔ZigBee通信单芯片解决方案，通过串行通信口与MCF52233连接（连接到MCF52233串口2）。此外，GPRS接入控制器还扩展了RS485接口和脉冲输入接口。
GPRS/以太网网关与GPRS控制器类似，但接口部分仅有以太网部分和GPRS部分。监控中心主机一用一备。监控主机通过以太网接收网关传输的不同工厂、不同类别的能耗数据，实时显示，并进行分类能耗分析、同比或环比分析、区域内同行数据对比分析等，生成报表。
本发明的有益效果是：
1、本发明对区域工业能耗进行在线实时监测分析，有利于及时准确区域能耗全局情况，客观评估企业能耗水平，为企业生产提供指导，为行业和主管部门决策提供依据。
2、本发明采用集中监控分析，信息全面，规模效益显著，将使区域工业能耗监测分析走上专业化、规模化良性发展道路。
附图说明
图1为本发明的监控系统体系的结构示意图。
图2为本发明的GPRS接入控制器电路连接图。
图3为本发明的GPRS和以太网网关电路连接图。
图中标号说明：1、监控主机，2、冗余主机，3、GPRS和以太网网关，4、GPRS接入控制器，5、工厂耗能计量设备，6、工厂耗能监控主机，7、第一单芯片，8、第一GPRS模块，9、第三单芯片，10、第一天线电路，11、第一外围电路，12、第一以太网接口电路，13、RS485接口，14、脉冲电路接口，15、第二单芯片，16、第四单芯片，17、第二天线电路，18、第二外围电路，19、第二GPRS模块，20、第二以太网接口电路。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
参见图1所示，一种区域工业能耗在线监测系统，包括监控主机1和冗余主机2，所述监控主机1和所述冗余主机2通过以太网与若干GPRS和以太网网关3连接形成局域网，还包含若干GPRS接入控制器4，所述GPRS和以太网网关3与若干所述GPRS接入控制器4相互通信，所述GPRS接入控制器4分别与工厂耗能计量设备5和工厂耗能监控主机6相互通信。
参见图2所示，进一步的，所述GPRS接入控制器4包含一以MCF52233为核心的第一单芯片7，所述第一单芯片7通过第一串口连接第一GPRS模块8，所述第一单芯片7通过第二串口连接一以MC13213为核心的第三单芯片9，所述第三单芯片9连接第一天线电路10；所述第一单芯片7上还连接第一外围电路11、第一以太网接口电路12、RS485接口13和脉冲电路接口14。
参见图3所示，进一步的，所述GPRS和以太网网关3包含一以MCF52233为核心的第二单芯片15，所述第二单芯片15上连接一以MC13213为核心的第四单芯片16，所述第四单芯片16连接第二天线电路17；所述第二单芯片15上还连接第二外围电路18、第二GPRS模块19和第二以太网接口电路20。

Claims (2)

1.一种区域工业能耗在线监测系统，包括监控主机（1）和冗余主机（2），所述监控主机（1）和所述冗余主机（2）通过以太网与若干GPRS和以太网网关（3）连接形成局域网，其特征在于：还包含若干GPRS接入控制器（4），所述GPRS和以太网网关（3）与若干所述GPRS接入控制器（4）相互通信，所述GPRS接入控制器（4）分别与工厂耗能计量设备（5）和工厂耗能监控主机（6）相互通信，所述GPRS接入控制器（4）包含一以MCF52233为核心的第一单芯片（7），所述第一单芯片（7）通过第一串口连接第一GPRS模块（8），所述第一单芯片（7）通过第二串口连接一以MC13213为核心的第三单芯片（9），所述第三单芯片（9）连接第一天线电路（10）；所述第一单芯片（7）上还连接第一外围电路（11）、第一以太网接口电路（12）、RS485接口（13）和脉冲电路接口（14）。
2.据权利要求1所述的区域工业能耗在线监测系统，其特征在于：所述GPRS和以太网网关（3）包含一以MCF52233为核心的第二单芯片（15），所述第二单芯片（15）上连接一以MC13213为核心的第四单芯片（16），所述第四单芯片（16）连接第二天线电路（17）；所述第二单芯片（15）上还连接第二外围电路（18）、第二GPRS模块（19）和第二以太网接口电路（20）。
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