CN112488558A - 一种基于工业互联网的能耗监控及分析系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于工业互联网的能耗监控及分析系统，通过设置区域能耗数据采集系统、企业能耗监控平台，利用区域能耗数据采集系统采集生产设备的生产数据和能耗数据，对采集的信息进行统一化、标准化处理并将数据传输至企业能耗监控平台；并由企业能耗监控平台包括管理单位能源资源消耗在线监测及智能管理系统，用于存储能耗数据，并与该地区工业企业能耗定额值、能耗指标值及能耗标杆值进行比较。旨在解决现有技术中存在的能源管理中电力能源数据处理方法的建设成本高、系统灵活性弱以及共享性差的问题较为普遍,能源数据不能及时、直观的发送至能源管理负责人，特别在企业生产的能耗监控上，无法做到及时响应的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及能源管理技术领域，尤其涉及一种基于工业互联网的能耗监控及分析系统。
背景技术
随着能源消耗急骤增加和能源单位价格的不断上涨,市场的全球化趋势使得市场竞争日益激烈,离散制造企业要求降低生产成本和管理成本,提高生产效率的呼声愈加强烈,能源管理系统根据能耗监测数据为企业提供设备监控和故障报警,为上层的数据挖掘提供数据基础。
现有的工业互联网能源管理与优化系统的数据处理方法还不够完善,存在诸多问题，电力能源数据处理方法的建设成本高、系统灵活性弱以及共享性差的问题较为普遍,能源数据不能及时、直观的发送至能源管理负责人，特别在企业生产的能耗监控上，无法做到及时响应，不利于工业能源管理与系统优化，致使工业生产成本居高不下。
因此，如何提高能源管理过程中工业能耗数据的采集、传输、存储以及能耗分析的效率，是一个亟需解决的技术问题。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于工业互联网的能耗监控及分析系统，旨在解决现有技术中存在的能源管理中电力能源数据处理方法的建设成本高、系统灵活性弱以及共享性差的问题较为普遍,能源数据不能及时、直观的发送至能源管理负责人，特别在企业生产的能耗监控上，无法做到及时响应的技术问题。
为实现上述目的，本发明提出一种基于工业互联网的能耗监控及分析系统，其特征在于，所述基于工业互联网的能耗监控及分析系统包括：区域能耗数据采集系统、企业能耗监控平台，所述区域能耗数据采集系统采集生产设备的生产数据和能耗数据，通过控制器对采集的信息进行统一化、标准化处理并将数据传输至企业能耗监控平台；所述企业能耗监控平台包括管理单位能源资源消耗在线监测及智能管理系统，所述管理单位能源资源消耗在线监测及智能管理系统包括能耗总览单元、能耗统计单元、能耗分析单元、用能管理单元、能耗定额标准制定单元、系统管理单元、信息录入单元及产品产量统计单元，用于存储能耗数据，汇总分析同一地区工业企业能耗数据，并与该地区工业企业能耗定额值、能耗指标值及能耗标杆值进行比较，以及将各类数据按照终端需求传输给所述远程监测终端。
优选的，所述所述能耗总览单元，用于地区所有工业企业各类能源消耗总量数据、各类能源折合标准煤后的总消耗量、各工业企业的能源消耗占比及各类能源消耗量占比的计算；
所述能耗统计单元，用于生成该地区工业企业能源资源消耗情况报表；
所述能耗分析单元，用于对该地区工业企业总能耗及分类能耗进行同比对比分析得到总能耗、分类能耗的变化情况，对不同工业企业能源消耗进行环比分析得到工业企业能源消耗排名；
所述用能管理单元，用于实现该地区各工业企业用能情况与该地区用能标准、节能目标进行对比分析；
所述能耗定额标准制定单元，用于对工业企业能源资源进行分析，确定不同类型工业企业能耗定额；
所述系统管理单元，用于实现工业企业的创建、注销及管理用户的信息、权限分配；
所述信息录入单元，用于工业企业能耗信息的录入、修改和查看，管理工业企业的基本信息；
所述产品产量统计单元，用于分析、展示与计算产品产量相关指标。
优选的，所述区域能耗数据采集系统包括智能采集设备单元、网络平台单元、传感网络单元和射频识别单元，所述智能采集设备单元、网络平台单元、传感网络单元和射频识别单元可将设备/车间内的电、汽冷等能源消耗数据采集到企业数据监控平台进行智能监控、数据分析和调度管理。
优选的，所述智能采集设备单元包括信号处理模块、主控制器、存储模块、无线传输模块、数据加密模块、环境传感器、工作电源传感器和现场设备传感器,环境传感器、工作电源传感器和现场设备传感器均与信号处理模块连接,信号处理模块与数据加密模块连接,数据加密模块与无线传输模块连接,信号处理模块、存储模块、无线传输模块、数据加密模块均与主控制器连接。
优选的，所述智能采集设备设置有数据分析模块，所述数据分析模块部署于目标工业设备的网关或边缘计算平台，用于对数据转换模块输出的数据进行分析，还用于设定智能采集设备数据日志的监控字段以及与监控字段相对应的预警范围，在监控字段处于预警范围内时不上报，在监控字段超出预警范围时及时发送给工业物联网平台或者物联网平台进行上报。
优选的，所述企业能耗监控平台还包括异构数据库系统，所述异构数据库系统包括若干个数据库和REST数据接口，其中若干个数据库包括关系型数据库、图数据库、时间序列数据库和非结构化数据库，工业现场数据采集系统上传的新加入的异构数据库的数据进行分类并放入对应数据库中，用于管理单位能源资源消耗在线监测及智能管理系统调用。
优选的，还包括用能单位能源资源消耗在线监测及智能管理系统，所述用能单位能源资源消耗在线监测及智能管理系统包括用能数据监测单元、用能数据分析单元、用能管理单元、用能预警单元、审计助手单元、手工录入单元及产品产量统计单元。
优选的，用能管理单元包括能耗总量定额管理子单元、能耗强度指标管理子单元、用能标杆管理子单元及用能指标预测子单元；
所述能耗总量定额管理子单元，包括对年度能源消耗总量与总量定额对比分析、年度碳排放量与碳排放总量定额对比分析、实时电功率和历史峰值与电功率峰值定额对比分析；实时用水量和历史峰值与用水量峰值定额对比分析；实时用气量和历史峰值与用气量峰值定额对比分析；
所述能耗强度指标管理子单元，将产品单耗指标单位GDP能耗指标与该地区引导值、基准值和约束值进行对比分析；
所述用能标杆管理子单元，包括单位本身对标、行业对标、地区对标；
所述用能指标预测子单元，为根据用能单位实际用能情况，利用现有数据分析建模，预测指标发展变化情况，指导节能工作。
有益效果：本发明通过设置区域能耗数据采集系统、企业能耗监控平台，利用区域能耗数据采集系统采集生产设备的生产数据和能耗数据，通过控制器对采集的信息进行统一化、标准化处理并将数据传输至企业能耗监控平台；并由企业能耗监控平台包括管理单位能源资源消耗在线监测及智能管理系统，用于存储能耗数据，汇总分析同一地区工业企业能耗数据，并与该地区工业企业能耗定额值、能耗指标值及能耗标杆值进行比较，以及将各类数据按照终端需求传输给所述远程监测终端。旨在解决现有技术中存在的能源管理中电力能源数据处理方法的建设成本高、系统灵活性弱以及共享性差的问题较为普遍,能源数据不能及时、直观的发送至能源管理负责人，特别在企业生产的能耗监控上，无法做到及时响应的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明提出的一种基于工业互联网的能耗监控及分析系统的结构原理示意图；
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提出了一种实施例，参照图1，图1为本发明提出的一种基于工业互联网的能耗监控及分析系统的结构原理示意图。
如图1所示，在本实施例中，一种基于工业互联网的能耗监控及分析系统，其特征在于，所述基于工业互联网的能耗监控及分析系统包括：区域能耗数据采集系统、企业能耗监控平台，所述区域能耗数据采集系统采集生产设备的生产数据和能耗数据，通过控制器对采集的信息进行统一化、标准化处理并将数据传输至企业能耗监控平台；所述企业能耗监控平台包括管理单位能源资源消耗在线监测及智能管理系统，所述管理单位能源资源消耗在线监测及智能管理系统包括能耗总览单元、能耗统计单元、能耗分析单元、用能管理单元、能耗定额标准制定单元、系统管理单元、信息录入单元及产品产量统计单元，用于存储能耗数据，汇总分析同一地区工业企业能耗数据，并与该地区工业企业能耗定额值、能耗指标值及能耗标杆值进行比较，以及将各类数据按照终端需求传输给所述远程监测终端。
进一步的，在优选的实施例中，所述所述能耗总览单元，用于地区所有工业企业各类能源消耗总量数据、各类能源折合标准煤后的总消耗量、各工业企业的能源消耗占比及各类能源消耗量占比的计算；
所述能耗统计单元，用于生成该地区工业企业能源资源消耗情况报表；
所述能耗分析单元，用于对该地区工业企业总能耗及分类能耗进行同比对比分析得到总能耗、分类能耗的变化情况，对不同工业企业能源消耗进行环比分析得到工业企业能源消耗排名；
所述用能管理单元，用于实现该地区各工业企业用能情况与该地区用能标准、节能目标进行对比分析；
所述能耗定额标准制定单元，用于对工业企业能源资源进行分析，确定不同类型工业企业能耗定额；
所述系统管理单元，用于实现工业企业的创建、注销及管理用户的信息、权限分配；
所述信息录入单元，用于工业企业能耗信息的录入、修改和查看，管理工业企业的基本信息；
所述产品产量统计单元，用于分析、展示与计算产品产量相关指标。
需要说明的是，所述区域能耗数据采集系统包括智能采集设备单元、网络平台单元、传感网络单元和射频识别单元，所述智能采集设备单元、网络平台单元、传感网络单元和射频识别单元可将设备/车间内的电、汽冷等能源消耗数据采集到企业数据监控平台进行智能监控、数据分析和调度管理。
需要说明的是，所述智能采集设备单元包括信号处理模块、主控制器、存储模块、无线传输模块、数据加密模块、环境传感器、工作电源传感器和现场设备传感器,环境传感器、工作电源传感器和现场设备传感器均与信号处理模块连接,信号处理模块与数据加密模块连接,数据加密模块与无线传输模块连接,信号处理模块、存储模块、无线传输模块、数据加密模块均与主控制器连接。
需要说明的是，所述智能采集设备设置有数据分析模块，所述数据分析模块部署于目标工业设备的网关或边缘计算平台，用于对数据转换模块输出的数据进行分析，还用于设定智能采集设备数据日志的监控字段以及与监控字段相对应的预警范围，在监控字段处于预警范围内时不上报，在监控字段超出预警范围时及时发送给工业物联网平台或者物联网平台进行上报。
具体的，在本实施例中，所述企业能耗监控平台还包括异构数据库系统，所述异构数据库系统包括若干个数据库和REST数据接口，其中若干个数据库包括关系型数据库、图数据库、时间序列数据库和非结构化数据库，工业现场数据采集系统上传的新加入的异构数据库的数据进行分类并放入对应数据库中，用于管理单位能源资源消耗在线监测及智能管理系统调用。
具体的，在本实施例中，还包括用能单位能源资源消耗在线监测及智能管理系统，所述用能单位能源资源消耗在线监测及智能管理系统包括用能数据监测单元、用能数据分析单元、用能管理单元、用能预警单元、审计助手单元、手工录入单元及产品产量统计单元。
在优选的实施例中，用能管理单元包括能耗总量定额管理子单元、能耗强度指标管理子单元、用能标杆管理子单元及用能指标预测子单元；
所述能耗总量定额管理子单元，包括对年度能源消耗总量与总量定额对比分析、年度碳排放量与碳排放总量定额对比分析、实时电功率和历史峰值与电功率峰值定额对比分析；实时用水量和历史峰值与用水量峰值定额对比分析；实时用气量和历史峰值与用气量峰值定额对比分析；
所述能耗强度指标管理子单元，将产品单耗指标单位GDP能耗指标与该地区引导值、基准值和约束值进行对比分析；
所述用能标杆管理子单元，包括单位本身对标、行业对标、地区对标；
所述用能指标预测子单元，为根据用能单位实际用能情况，利用现有数据分析建模，预测指标发展变化情况，指导节能工作。
在本实施例中，通过设置区域能耗数据采集系统、企业能耗监控平台，利用区域能耗数据采集系统采集生产设备的生产数据和能耗数据，通过控制器对采集的信息进行统一化、标准化处理并将数据传输至企业能耗监控平台；并由企业能耗监控平台包括管理单位能源资源消耗在线监测及智能管理系统，用于存储能耗数据，汇总分析同一地区工业企业能耗数据，并与该地区工业企业能耗定额值、能耗指标值及能耗标杆值进行比较，以及将各类数据按照终端需求传输给所述远程监测终端。旨在解决现有技术中存在的能源管理中电力能源数据处理方法的建设成本高、系统灵活性弱以及共享性差的问题较为普遍,能源数据不能及时、直观的发送至能源管理负责人，特别在企业生产的能耗监控上，无法做到及时响应的技术问题。
本发明所揭露的方法、系统和模块，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的实施例仅是示意性的，例如，所述模块的划分，可以仅仅是一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以说通过一些接口，系统或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述分立部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例的方案目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、制度存储器（Read-Only Memory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种基于工业互联网的能耗监控及分析系统，其特征在于，所述基于工业互联网的能耗监控及分析系统包括：区域能耗数据采集系统、企业能耗监控平台，所述区域能耗数据采集系统采集生产设备的生产数据和能耗数据，通过控制器对采集的信息进行统一化、标准化处理并将数据传输至企业能耗监控平台；所述企业能耗监控平台包括管理单位能源资源消耗在线监测及智能管理系统，所述管理单位能源资源消耗在线监测及智能管理系统包括能耗总览单元、能耗统计单元、能耗分析单元、用能管理单元、能耗定额标准制定单元、系统管理单元、信息录入单元及产品产量统计单元，用于存储能耗数据，汇总分析同一地区工业企业能耗数据，并与该地区工业企业能耗定额值、能耗指标值及能耗标杆值进行比较，以及将各类数据按照终端需求传输给所述远程监测终端。
2.根据权利要求1所述的一种基于工业互联网的能耗监控及分析系统，其特征在于，所述所述能耗总览单元，用于地区所有工业企业各类能源消耗总量数据、各类能源折合标准煤后的总消耗量、各工业企业的能源消耗占比及各类能源消耗量占比的计算；
所述能耗统计单元，用于生成该地区工业企业能源资源消耗情况报表；
所述能耗分析单元，用于对该地区工业企业总能耗及分类能耗进行同比对比分析得到总能耗、分类能耗的变化情况，对不同工业企业能源消耗进行环比分析得到工业企业能源消耗排名；
所述用能管理单元，用于实现该地区各工业企业用能情况与该地区用能标准、节能目标进行对比分析；
所述能耗定额标准制定单元，用于对工业企业能源资源进行分析，确定不同类型工业企业能耗定额；
所述系统管理单元，用于实现工业企业的创建、注销及管理用户的信息、权限分配；
所述信息录入单元，用于工业企业能耗信息的录入、修改和查看，管理工业企业的基本信息；
所述产品产量统计单元，用于分析、展示与计算产品产量相关指标。
3.根据权利要求1所述的一种基于工业互联网的能耗监控及分析系统，其特征在于，所述区域能耗数据采集系统包括智能采集设备单元、网络平台单元、传感网络单元和射频识别单元，所述智能采集设备单元、网络平台单元、传感网络单元和射频识别单元可将设备/车间内的电、汽冷等能源消耗数据采集到企业数据监控平台进行智能监控、数据分析和调度管理。
4.根据权利要求1所述的一种基于工业互联网的能耗监控及分析系统，其特征在于，所述智能采集设备单元包括信号处理模块、主控制器、存储模块、无线传输模块、数据加密模块、环境传感器、工作电源传感器和现场设备传感器,环境传感器、工作电源传感器和现场设备传感器均与信号处理模块连接,信号处理模块与数据加密模块连接,数据加密模块与无线传输模块连接,信号处理模块、存储模块、无线传输模块、数据加密模块均与主控制器连接。
5.根据权利要求4所述的一种基于工业互联网的能耗监控及分析系统，其特征在于，所述智能采集设备设置有数据分析模块，所述数据分析模块部署于目标工业设备的网关或边缘计算平台，用于对数据转换模块输出的数据进行分析，还用于设定智能采集设备数据日志的监控字段以及与监控字段相对应的预警范围，在监控字段处于预警范围内时不上报，在监控字段超出预警范围时及时发送给工业物联网平台或者物联网平台进行上报。
6.根据权利要求1所述的一种基于工业互联网的能耗监控及分析系统，其特征在于，所述企业能耗监控平台还包括异构数据库系统，所述异构数据库系统包括若干个数据库和REST数据接口，其中若干个数据库包括关系型数据库、图数据库、时间序列数据库和非结构化数据库，工业现场数据采集系统上传的新加入的异构数据库的数据进行分类并放入对应数据库中，用于管理单位能源资源消耗在线监测及智能管理系统调用。
7.根据权利要求1所述的一种基于工业互联网的能耗监控及分析系统，其特征在于，还包括用能单位能源资源消耗在线监测及智能管理系统，所述用能单位能源资源消耗在线监测及智能管理系统包括用能数据监测单元、用能数据分析单元、用能管理单元、用能预警单元、审计助手单元、手工录入单元及产品产量统计单元。
8.根据权利要求7所述的一种基于工业互联网的能耗监控及分析系统，其特征在于，所述用能管理单元包括能耗总量定额管理子单元、能耗强度指标管理子单元、用能标杆管理子单元及用能指标预测子单元；
所述能耗总量定额管理子单元，包括对年度能源消耗总量与总量定额对比分析、年度碳排放量与碳排放总量定额对比分析、实时电功率和历史峰值与电功率峰值定额对比分析；实时用水量和历史峰值与用水量峰值定额对比分析；实时用气量和历史峰值与用气量峰值定额对比分析；
所述能耗强度指标管理子单元，将产品单耗指标单位GDP能耗指标与该地区引导值、基准值和约束值进行对比分析；
所述用能标杆管理子单元，包括单位本身对标、行业对标、地区对标；
所述用能指标预测子单元，为根据用能单位实际用能情况，利用现有数据分析建模，预测指标发展变化情况，指导节能工作。
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