CN108965374A - 综合监控装置、综合监控方法及存储介质 - Google Patents

综合监控装置、综合监控方法及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种综合监控装置、综合监控方法及存储介质，综合监控装置包括：收集模块，从至少一个能量设备接收与监控要素请求信号对应的监控信息；标准化模块，根据预设置的基准，对接收到的所述监控信息进行标准化；整合模块，根据预设置的格式，对标准化的所述监控信息进行整合；管理模块，接收并监控所整合的所述监控信息。

Description

综合监控装置、综合监控方法及存储介质
技术领域
本发明涉及用于综合监控能量的系统。
背景技术
在现有的能量监控技术中，只存在分别监控个别能源(太阳热、风力、地热等)设备或者分别监控生产能量的个别公司设备的技术。由于根据这种个别监控的数据收集装置或通信协议互不相同，因此在综合监控方面存在困难。
而且，在个别监控方式下，各个能源或生产能量的各个公司均要求各自的监控软件形式或菜单，因此存在发生初期的构筑费用相当大的问题。而且，还存在因个别监控导致的维修费用持续增加的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于，提供一种能量综合监控装置、其方法和存储用于进行能量综合监控的程序的存储介质。
作为本发明的、一种综合监控装置，包括：收集模块，从至少一个能量设备接收与监控要素请求信号对应的监控信息；标准化模块，根据预设置的基准，对接收到的所述监控信息进行标准化；整合模块，根据预设置的格式，对标准化的所述监控信息进行整合；管理模块，接收并监控所整合的所述监控信息。
而且，作为本发明的一种综合监控方法，包括如下步骤：管理模块将监控要素请求信号传送给收集模块；收集模块响应于监控要素请求信号，从至少一个能量设备接收监控信息；标准化模块根据预设置的基准，对接收到的所述监控信息进行标准化；整合模块根据预设置的格式，对标准化的所述监控信息进行整合；管理模块接收并监控所整合的所述监控信息。
而且，本发明的一种存储用于综合监控的程序的存储介质，从至少一个能量设备接收与监控要素请求信号对应的监控信息，根据预设置的基准对接收到的所述监控信息进行标准化，根据预设置的格式对标准化的所述监控信息进行整合，且接收并综合监控所整合的所述监控信息。
本发明能够减少初期的构筑费用。
而且，本发明能够减少维修费用。
而且，本发明通过综合监控来在发生缺陷时能够迅速进行应对。
附图说明
图1是说明能量综合监控系统的一实施例的示图。
图2是说明个别能源与已构筑的服务器之间的连接的一实施例的示图。
图3是说明用于综合监控个别能源的整合格式的一实施例的示图。
图4是说明发生缺陷时的能量综合监控系统的操作的一实施例的示图。
图5是用于说明能量综合监控装置的一实施例的示图。
图6是用于说明能量综合监控方法的一实施例的示图。
图7是用于说明控制模块的第一操作的示图。
图8是用于说明控制模块的第二操作的示图。
符号说明
500：收集模块 510：标准化模块
520：整合模块 530：管理模块
具体实施方式
参照附图详细说明本发明的一实施例。而且，在说明本发明的实施例时，当对于相关公知构成或功能的具体说明被判断为有可能使本发明的要旨变得模糊时，省略其详细说明。
图1是说明能量综合监控系统的一实施例的示图。
参照图1，能量综合监控系统可包括服务器部120(OPC-UA服务器)和应用程序部130(应用程序)。而且，能量综合监控系统还可包括客户端部110(OPC-UA客户端/U-RTU)或设备部100(新再生能源设备)。
设备部100可包括对应于个别能源的设备。前述的个别能源可包括太阳光、太阳热、地热、风力、水力或海水热等。而且，设备部100可按能源对与个别能源对应的设备进行群集化(聚类)。
而且，设备部100可包括生成能量的个别公司设备。而且，设备部100按个别公司对个别公司所拥有的能量设备进行群集化之后包含这些能量设备。具体地讲，设备部100可通过将A公司设备(太阳热、地热)和B公司设备(风力、太阳热)进行群集化来包括这些设备。
而且，设备部100可使用预设置的通信协议来与客户端部110进行通信。前述的预设置的通信协议可包括RS-485、RS-422、RS-232C或TCP-Modbus。而且，设备部100响应于客户端部110的监控要素请求信号而向客户端部110发送能量相关信息或者关于能量设备的信息。
客户端部110可包括串行化变换器或通信相关程序。而且，客户端部110可通过前述的通信相关程序而连接到通信网络(有线/无线通信、LoRa、LTE等)。而且，在客户端部110连接到通信网络之后，客户端部110可将从设备部100接收到的能量相关信息或关于能量设备的信息传送给服务器部120。前述的能量相关信息或关于能量设备的信息将在后面的图2至图5说明。
而且，客户端部110可包括至少一个个别客户端模块。而且，至少一个个别客户端模块可分别与包括在设备部100中的与个别能源对应的设备或生成能量的个别公司设备连接。具体地讲，前述的个别客户端模块可以是统一远程终端单元(U-RTU：Unified RemoteTerminal Unit))或用于过程控制的OLE-统一架构(OPC UA：OLE for ProcessingControl-Unified Architecture)客户端。而且，至少一个个别客户端模块可连接到将在后面说明的服务器部120。前述的服务器部120可具体是基于OPC UA的服务器。
前述的OPC UA是OPC基金会(OPC Foundation)所发表的基于部件的产业自动化联系方式标准，通过弥补现有技术所使用的OPC只能应用于Microsoft Windows平台的限制而可在多种平台进行操作，而且设计为可进行不同种类机器之间的连接。已采纳为用于产业的系统之间的一般连接的IEC标准(IEC 62541).
服务器部120可包括连接服务器、数据库(DB)服务器、监控服务器或收集服务器。前述的DB服务器、监控服务器或收集服务器可分别通过硬件处理器来实现或者可通过一个集成处理器来实现。而且，服务器部120可包括至少一个个别的服务器。前述的至少一个个别的服务器可分别包括个别的功能。
连接服务器可与包括在连接到前述的通信网络的客户端部110中的通信相关程序进行通信。而且，连接服务器可执行负荷平衡功能而控制接收的数据的传送速度或传送量。具体地讲，可通过负荷平衡来控制向各个服务器(数据库(DB)服务器、监控服务器或收集服务器)传送的数据。
前述的DB服务器可对能量相关信息或关于能量设备的信息进行加密并存储加密的这些信息。而且，DB服务器可备份所接收的能量相关信息或关于能量设备的信息(以下，称为监控要素信息)。收集服务器可验证或加工前述的监控要素信息。监控服务器可连接到应用程序部130。而且，监控服务器可实时地或按预设置的时间间隔将前述的监控要素信息传送给应用程序部130。
应用程序部130可包括综合监控程序。而且，应用程序部130还可包括管理员登录程序或外部现状板。综合监控程序可实时监控前述的监控要素信息。而且，管理员登录程序可执行认证步骤，使得仅预指定的管理员能够登录。而且，外部现状板可从前述综合监控程序接收监控要素信息并显示该信息。
图2是说明个别的能源与已构筑的服务器之间的连接的一实施例的示图。
参照图2，当个别的能源为太阳光200时，太阳光设备可包括逆变器、温度和湿度传感器和日射量传感器。图1中前述的客户端部110(图2的U-RTU(OPC UA客户端))可从前述的逆变器、温度和湿度传感器和日射量传感器接收数据。而且，客户端部110可向前述的逆变器传送关于太阳光设备的控制信息。而且，图1中前述的服务器部120(图2的OPC-UA服务器)可向客户端部110传送前述的关于太阳光设备的控制信息。而且，客户端部110可向服务器部120传送发电量信息、温度信息或日射量信息。
而且，当个别的能源为太阳热210时，太阳热设备可包括太阳热控制器、热量计或电量计。图1中前述的客户端部110(图2的U-RTU(OPC UA客户端))可从前述的太阳热控制器、热量计或电量计接收数据。而且，客户端部110可向前述的太阳热控制器传送关于太阳热设备的控制信息。而且，图1中前述的服务器部120(图2的OPC-UA服务器)可向客户端部110传送前述的关于太阳热设备的控制信息。而且，客户端部110可向服务器部120传送温度信息、热量信息或电量信息。
而且，当个别的能源为地热220或海水热220时，地热(海水热)设备可包括热泵或电量计。图1中前述的客户端部110(图2的U-RTU(OPC UA客户端))可从前述的热泵或电量计接收数据。而且，客户端部110可向前述的热泵传送关于地热(海水热)设备的控制信息。而且，图1中前述的服务器部120(图2的OPC-UA服务器)可向客户端部110传送前述的关于地热(海水热)设备的控制信息。而且，客户端部110可向服务器部120传送温度信息、流量信息或电量信息。
而且，当个别的能源为氢230或燃料电池230时，氢(燃料电池)设备可包括逆变器。图1中前述的客户端部110(图2的U-RTU(OPC UA客户端))可从前述的逆变器接收数据。而且，客户端部110可向前述的逆变器传送关于氢(燃料电池)设备的控制信息。而且，图1中前述的服务器部120(图2的OPC-UA服务器)可向客户端部110传送前述的关于氢(燃料电池)设备的控制信息。而且，客户端部110可向服务器部120传送发电量信息、热量信息或生产时间信息。
而且，当个别的能源为风力240或水力240时，风力(水力)设备可包括逆变器。图1中前述的客户端部110(图2的U-RTU(OPC UA客户端))可从前述的逆变器接收数据。而且，客户端部110可向前述的逆变器传送关于风力(水力)设备的控制信息。而且，图1中前述的服务器部120(图2的OPC-UA服务器)可向客户端部110传送前述的关于风力(水力)设备的控制信息。而且，客户端部110可向服务器部120传送发电量信息或生产时间信息。
图3是说明用于综合监控个别的能源的整合格式的一实施例的示图。
参照图3，能量设备300可对应于图1中前述的设备部100(新再生能源设备)。而且，个别的RTU 310可对应于图1中前述的客户端部110或包括在客户端部110中的个别的客户端模块。而且，服务器320对应于图1中前述的服务器部120。
能量设备300可包括关于个别能源的设备信息或关于生产能量的个别公司设备的信息。可按前述的个别的能源或个别能量公司来构筑个别的RTU310。具体地讲，当按个别的能源构筑个别的RTU 310时，可构筑在太阳热、太阳光、地热、风力等个别的能源设备而接收数据并对接收的数据进行标准化。而且，当按个别的能量公司构筑个别的RTU 310时，可构筑在A公司、B公司、C公司等各个公司设备而接收数据并对接收的数据进行标准化。
而且，个别的RTU 310可从前述的能量相关设备300接收数据并对接收的数据进行标准化。而且，个别的RTU 310从能量设备300接收的数据可包括预设置的监控信息330。前述的标准化是指为了进行综合监控而对预设置的整合标准格式根据预设置的规则来排列接收的数据的操作。前述的预设置的规则可包括后面说明的第一基准、第二基准和第三基准。
前述的预设置的整合标准格式350可包括至少一个字段值信息。前述的字段值信息的具体示例可包括地址信息、ID信息和数值信息。前述的字段值信息可根据设计者的意图而变更，其不限于前述内容。
而且，整合标准格式350所包括的地址信息可分别按与个别的能源种类对应的第一基准而分离。而且，按第一基准份分别分离的地址信息，可按与共同监控要素信息340对应的第二基准或与针对个别的能量公司的预设置的特定监控要素信息360对应的第三基准(关于A公司特定监控要素的信息、关于B公司特定监控要素的信息或关于其他公司特定监控要素的信息)分离。
而且，个别的RTU 310可从前述的能量相关设备300接收与预设置的监控信息330相关的数据。而且，个别的RTU 310可将接收的数据标准化为前述的整合标准格式。而且，个别的RTU 310可从服务器320接收期望从能量相关设备300收集的监控信息。用户可将针对期望通过图1中前述的监控程序监控的信息的请求信号通过服务器320传送给个别的RTU310。前述的期望收集的监控信息如表1所示。
【表1】
而且，当个别的RTU 310以前述的整合标准格式对接收的数据进行标准化时，可从监控的要素多的特定个别公司开始按优先顺序进行标准化。而且，个别的RTU 310可优先传送包括针对监控的要素多的特定个别公司的监控信息的整合标准格式信息。
而且，当个别的RTU 310以前述的整合标准格式对接收的数据进行标准化时，可将监控的要素多的特定能源(太阳热、太阳光、地热等)按优先顺序进行标准化。而且，个别的RTU 310可优先传送包括针对监控的要素多的特定能源相关的监控信息的整合标准格式信息。而且，个别的RTU 310可选择性地将从前述的能量相关设备300接收的与预设置的监控信息相关的数据以整合标准格式进行标准化。
图4是说明发生缺陷时的能量综合监控系统的操作的一实施例的示图。
参照图4，能量综合监控系统还可包括诊断部420。管理员用监控系统400可监控个别的站点A、B、C和D。个别的站点A、B、C和D可对应于与个别的能源相关的设备或与个别的能量公司设备。而且，个别的站点可对应于图1中的前述的设备部100或图3中的前述的能量相关设备300。
而且，当在个别的站点发生故障信号时，管理员用监控系统400可将故障信息(站点信息、故障信息、故障周期)传送给诊断部420。诊断部420可将故障信息与以往的收集的信息进行比较来判断是否故障。而且，诊断部420可根据A/S(售后服务)使用手册构成将故障信息和使用手册信息传送给A/S公司服务器430。对应与此，A/S公司可将A/S可能时间信息传送给诊断部420。
而且，诊断部420可在服务器中存储包括故障信息的监控信息。而且，诊断部420可向用户用监控系统410传送A/S信息(简单故障信息、A/S访问时间和技师联系方式)。
图5是用于说明能量综合监控装置的一实施例的示图。
参照图5，综合监控装置包括收集模块500、标准化模块510、整合模块520和管理模块530。综合监控装置还可包括控制模块(未示出)。前述的收集模块500、标准化模块510、整合模块520、管理模块530和控制模块可通过各个硬件处理器实现，或者通过一个集成处理器实现。
而且，收集模块500、标准化模块510和整合模块520可对应于图1中前述的客户端部110或服务器部120(OPC-UA服务器)的一部分。而且，管理模块530可对应于图1中前述的服务器120(OPC-UA服务器)的一部分或应用程序部130。
收集模块500可从至少一个能量设备接收与监控要素请求信号对应的监控信息。前述能量设备可对应于图1中前述的设备部100。而且，前述的能量设备是新再生能量相关设备，新再生能量包括太阳光、太阳能、地热和风力中的至少一个。而且，收集模块500可基于OPC UA。
而且，收集模块对基于用户ID和测量时间收集的数据进行统一检查，并且在需要时可向下级系统(能量设备)请求重新收集特定时间点的数据。而且，收集模块可对于重新收集的数据设置第一标识符标志。而且，收集模块对于无法重新收集的遗漏数据在预设置的时间点进行自动修正处理，且设置用于识别修正的数据的第二标识符标志。
而且，对于前述的数据修正，收集模块可以以将要修正的数据的前后为基准处理为平均值，或者以全部系统的平均值为基准进行处理。
标准化模块510可根据预设置的基准对所述接收到的监控信息进行标准化。而且，标准化模块510在接收到的监控信息的数量超过预设置的基准时以优先顺序对已接收到的监控信息进行标准化。而且，标准化模块510可根据前述的预设置的基准通过将接收到的监控信息聚类为共同监控要素信息和特定监控要素信息来进行标准化。
控制模块可设置前述的预设置的基准。具体地讲，前述的预设置的基准可包括欲要监控的信息的数量或共同监控要素信息和特定监控要素信息之间的分类基准。具体地讲，控制模块可确定个别的监控信息之间的优先顺序。而且，控制模块可将设置为共同监控要素的监控信息的顺序确定为比设置为特定监控要素的监控信息的顺序优先。而且，控制模块可在收集模块不收集数据的时间点或能量设备不操作的时间点，重置标准化模块510或整合模块520。当前述的重置实现时，控制模块可对重置的模块进行标识符表示。
整合模块520可根据预设置的格式，对标准化的监控信息进行整合。整合模块520可以以优先顺序对以优先顺序标准化的监控信息进行整合，并将其传送给后面说明的管理模块530。而且，前述的预设置的格式包括至少一个字段值信息，字段值信息可以以根据各个能源种类的第一基准、与共同监控要素信息对应的第二基准或与特定监控要素信息对应的第三基准分离。
管理模块530可接收和监控所整合的监控信息。而且，管理模块530将前述的监控要素请求信号传送给收集模块500。
图6是用于说明能量综合监控方法的一实施例的示图。
参照图6，能量综合监控方法可包括如下步骤：传送监控要素请求信号(未图示)；响应于监控要素请求信号，从至少一个能量设备接收监控信息(S610)；根据预设置的基准，对接收到的监控信息进行标准化(S620)；根据预设置的格式，对标准化的监控信息进行整合(S630)；接收和监控所整合的监控信息(S640)。
管理模块可执行传送监控要素请求信号的步骤或接收并监控所整合的监控信息的步骤。在图1至图5已对此进行了具体说明。收集模块可执行响应于监控要素请求信号而从至少一个能量设备接收监控信息的步骤。在图1至图5已对此进行了具体说明。标准化模块可执行根据预设置的基准而对接收到的监控信息进行标准化的步骤。在图1至图5已对此进行了具体说明。整合模块可执行根据预设置的格式而对标准化的监控信息进行整合的步骤。在图1至图5已对此进行了具体说明。
图7是用于说明控制模块的第一操作的示图。
图7的能量设备端700、730可对应于图3中前述的能量设备300。而且，图7的中间件710、740可对应于图3中前述的个别的RTU 310。而且，图7的服务器720、750可对应于图3中前述的服务器320。
控制模块可判断在能量设备端700、730是否设置了操作系统(OS：OperationSystem)。当控制模块判断为在能量设备端700、730未设置OS时，控制模块可使用包括个别的RTU的中间件710、740来从能量设备端700、730接收数据(第一操作)。
而且，控制模块可控制中间件710、740和服务器720、750的构成。当服务器720通过单一OPC-UA服务器构成时，控制模块可将中间件710构成为与包括在能量设备端700中的个别的能量设备对应的个别RTU。而且，控制模块可将个别的RTU构成为个别的OPC-UA服务器和个别的OPCT-UA客户端。而且，能量设备端700中包括的个别的能量设备可通过个别的通信模块向前述的个别的OPC-UA服务器传送各个数据。
而且，服务器750通过多个个别的OPC-UA服务器构成时，控制模块可将中间件740为构成为单一RTU。而且，控制模块可将前述的RTU构成为OPC-UA服务器。当中间件740通过单一RTU构成时，控制模块可将个别的OPC-UA设置到包括在服务器750中的个别的OPC-UA服务器中的每个中。
图8是用于说明控制模块的第二操作的示图。
图8的能量设备端800、820可对应于图3中前述的能量设备300。而且，图8的服务器810、830可对应于图3中前述的服务器320。
如上所述，控制模块可判断在能量设备端800、820是否设置了操作系统(OS：Operation System)。当控制模块判断为在能量设备端800、820设置了OS时，控制模块可使图7中前述的中间件710、740失活，并从能量设备端800、820直接接收数据(第二操作)。
而且，控制模块控制与包括在能量设备端800、820中的个别的能量设备连接的通信模块的构成。当服务器810通过单一OPC-UA服务器构成时，控制模块可将OPC-UA客户端设置到包括在能量设备端800中的各个通信模块。
而且，包括在前述的能量设备端800中的个别的通信模块通过调用OPC-UA客户端API来将接收的数据变换为OPC-UA格式并将其传送给单一OPC-UA服务器810。
而且，当服务器830通过多个个别的OPC-UA服务器构成时，控制模块可将OPC-UA服务器构成在包括在能量设备端820中的通信模块。包括OPC-UA服务器的通信模块收集数据并将其传送给前述的服务器830中包括的个别的服务器。
本发明的说明书中公开的实施例不限制本发明。本发明的范围应通过所附权利要求书来解释，与其等同范围内的所有技术也应解释为包括在本发明的范围之内。

Claims (19)

1.一种综合监控装置，包括：
收集模块，从至少一个能量设备接收与监控要素请求信号对应的监控信息；
标准化模块，根据预设置的基准，对接收到的所述监控信息进行标准化；
整合模块，根据预设置的格式，对标准化的所述监控信息进行整合；
管理模块，接收和监控所整合的所述监控信息。
2.如权利要求1所述的综合监控装置，其中，所述能量设备是与新再生能量相关的设备，
所述新再生能量包括太阳光、太阳能、地热和风力中的至少一个。
3.如权利要求2所述的综合监控装置，其中，所述标准化模块在接收到的所述监控信息超过预设置的基准时以优先顺序对已接收到的监控信息进行标准化。
4.如权利要求3所述的综合监控装置，其中，所述整合模块以优先顺序对以优先顺序标准化的所述监控信息进行整合。
5.如权利要求4所述的综合监控装置，其中，所述管理模块将所述监控要素请求信号传送给所述收集模块。
6.如权利要求5所述的综合监控装置，其中，根据所述预设置的基准的标准化为将接收到的所述监控信息聚类为共同监控要素信息和特定监控要素信息。
7.如权利要求6所述的综合监控装置，其中，所述预设置的格式包括至少一个字段值信息，
所述字段值信息以根据各个能源种类的第一基准、与所述共同监控要素信息对应的第二基准或与所述特定监控要素信息对应的第三基准分离。
8.如权利要求7所述的综合监控装置，其中，所述收集模块基于用于过程控制的OLE-统一架构。
9.如权利要求8所述的综合监控装置，其中，当所述新再生能量为太阳光时，所述监控要素请求信号为关于设置容量的信息、关于当前生产量的信息、关于累积生产量的信息和关于电力输出信息中的至少一个，
当所述新再生能量为太阳热时，所述监控要素请求信号为关于设置容量的信息、关于当前生产量的信息、关于累积生产量的信息和出水温度信息和热量信息中的至少一个。
10.一种综合监控方法，包括如下步骤：
管理模块将监控要素请求信号传送给收集模块；
收集模块响应于监控要素请求信号，从至少一个能量设备接收监控信息；
标准化模块根据预设置的基准，对接收到的所述监控信息进行标准化；
整合模块根据预设置的格式，对标准化的所述监控信息进行整合；
管理模块接收并监控所整合的所述监控信息。
11.如权利要求10所述的综合监控方法，其中，所述能量设备是与新再生能量相关的设备，
所述新再生能量包括太阳光、太阳热、地热和风力中的至少一个。
12.如权利要求11所述的综合监控方法，其中，所述标准化模块在接收到的所述监控信息超过预设置的基准时以优先顺序对已接收到的监控信息进行标准化。
13.如权利要求12所述的综合监控方法，其中，所述整合模块以优先顺序对以优先顺序标准化的所述监控信息进行整合。
14.如权利要求13所述的综合监控方法，其中，所述管理模块将所述监控要素请求信号传送给所述收集模块。
15.如权利要求14所述的综合监控方法，其中，根据预设置的基准的标准化为将接收到的所述监控信息聚类为共同监控要素信息和特定监控要素信息。
16.如权利要求15所述的综合监控方法，其中，所述预设置的格式包括至少一个字段值信息，
所述字段值信息以根据各个能源种类的第一基准、与所述共同监控要素信息对应的第二基准或与所述特定监控要素信息对应的第三基准分离。
17.如权利要求16所述的综合监控方法，其中，所述收集模块基于用于过程控制的OLE-统一架构。
18.如权利要求17所述的综合监控方法，其中，当所述新再生能量为太阳光时，所述监控要素请求信号为关于设置容量的信息、关于当前生产量的信息、关于累积生产量的信息和关于电力输出信息中的至少一个，
当所述新再生能量为太阳热时，所述监控要素请求信号为关于设置容量的信息、关于当前生产量的信息、关于累积生产量的信息和出水温度信息和热量信息中的至少一个。
19.一种存储综合监控程序的存储介质，其中，所述综合监控程序用于从至少一个能量设备接收与监控要素请求信号对应的监控信息，根据预设置的基准对接收到的所述监控信息进行标准化，根据预设置的格式对标准化的所述监控信息进行整合，且接收并综合监控所整合的所述监控信息。
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