CN114282817A - 一种能耗实时监控设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能耗实时监控设备，本发明涉及能源管理控制技术领域，包括能耗监控系统和监控客户端，能耗监控系统包括PLC中央处理模块和网络模块，能耗监控系统分别连接有蒸汽流量采集模块、空压流量采集模块、水流量采集模块、电流量采集模块、空压机监测模块、病态设备管理模块、动态优化模块和系统设置模块，具备了通过监控客户端将能耗数据汇总分析，以动态数字、图形显示出来，并对接收的能耗信号与设定的标准信号比对分析，方便工人实时清楚了解能源消耗情况，并设置消息推送窗口可以时刻提醒工人设备运行状态，并采取相应措施，防止出现安全事故，通过设置动态优化模块将最佳参数应用于生产中，达到能源消耗最小化的效果。

Description

一种能耗实时监控设备

技术领域

本发明涉及能源管理控制技术领域，具体为一种能耗实时监控设备。

背景技术

随着社会不断发展，导致能源日益紧张和环境恶化，获得经济方便环保的能源变成一个关系人类生存与可持续发展的急迫问题，各类水、电、气设备与分类能耗是工业设施、社会基础设施与各类建筑建设投资和日常运营成本的主要构成部分之一，合理布局能源设施配置和管控功能可以显著提高设施与能源利用效率并降低成本，现有技术中能耗监控设备功能单一，能耗信息显示不够直观，安全隐患较大，导致设备能耗较高，增加了企业生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能耗实时监控设备，具备了通过监控客户端将能耗数据汇总分析，以动态数字、图形显示出来，并对接收的能耗信号与设定的标准信号比对分析，方便工人实时清楚了解能源消耗情况，并通过设置消息推送窗口可以时刻提醒工人设备运行状态，并采取相应措施，防止出现安全事故，通过设置动态优化模块将最佳参数应用于生产中，达到能源消耗最小化的效果，解决了现有技术中能耗监控设备功能单一，能耗信息显示不够直观，安全隐患较大，导致设备能耗较高，增加了企业生产成本的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种能耗实时监控设备，包括能耗监控系统，所述能耗监控系统包括PLC中央处理模块和网络模块，所述网络模块包括智能通信转换模块和智能通信终端，所述PLC中央处理模块通过所述网络模块与监控客户端无线通信，监控客户端连接有云平台，所述监控客户端上设置有消息推送窗口，所述能耗监控系统分别连接有蒸汽流量采集模块、空压流量采集模块、水流量采集模块、电流量采集模块、空压机监测模块、病态设备管理模块、动态优化模块和系统设置模块，所述水流量采集模块包括设置于水管道上的涡街流量计。

可选的，所述蒸汽流量采集模块、所述空压流量采集模块、所述水流量采集模块、所述电流量采集模块均包括参数配置单元、能源分配单元、用电设备通信单元、状态判断单元、信息交互单元。

可选的，所述电量采集模块包括生产区域电量模块和其他区域电量模块，所述电量采集模块包括多功能电力仪表，多功能电力仪表将采集到的耗电量传输到所述PLC中央控制器。

可选的，所述蒸汽流量模块包括工业蒸汽流量模块和纯蒸汽流量模块。

可选的，所述动态优化模块功能在于将最佳的中控运行记录表按照分结果、可操作参数、控制变量的参数应用于生产中，达到能源消耗最小化。

可选的，所述智能通信转换模块还设有256级看门狗、485串口和USB，看门狗在运算故障时保障系统恢复，485串口和USB实现数据输入和输出。

可选的，所述网络模块为GPRS无线网络模块。

可选的，消息推送窗口可以针对能源消耗预警、报警、停机等设置的消息推送至移动设备用户端，所述消息推送窗口由操作者在系统中设置不同消息推送范围及报警级别。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

一、本发明通过设置监控客户端对各个车间的能耗数据进行实时监测，并对这些数据进行存储，汇总分析，并将能源消耗数据以动态数字、图形显示出来，并对接收的能耗信号与设定的标准信号比对分析，方便工人实时清洗了解能源消耗情况。

二、本发明病态设备管理模块通过设置设备的目标产能和病态运行判断标准，系统能够自动捕获设备每次病态运行的时间，并计算出病态运行时长、病态运行产量、产能浪费比、病态运行能耗等相关数据，自动生成病态运行记录，并要求操作员填写产生病态运行的原因，所述产能浪费比包括病态运行产量及目标产量，方便后续对设备的检修。

三、本发明通过在各个流量采集模块上均设置参数配置单元、能源分配单元、用电设备通信单元、状态判断单元、信息交互单元，使得用电网络的能源实时得到可靠的控制，有效保障用电网络的正常运行，提高了能源监控系统使用时的稳定性。

四、本发明通过设置空压机监测模块对任意时段空压机的单位电耗、产量、用电量及出口压力参数进行组合分析，得到最佳的空压机出口压缩空气风量及风压统计报表及曲线图、各压缩空气储气罐进出口风量、主机收尘的风压力及风量的控制指标计入成本分析，从而节约能源的消耗，降低企业生产成本。

五、本发明通过设置动态优化模块将最佳的中控运行记录表按照分结果、可操作参数、控制变量的参数应用于生产中，达到能源消耗最小化。

附图说明

图1为本发明的能源监控系统结构示意图；

图2为本发明流量管理模块示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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做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。

请参阅图1和图2，本实施例提供一种能耗实时监控设备，包括能耗监控系统，能耗监控系统包括PLC中央处理模块和网络模块，网络模块包括智能通信转换模块和智能通信终端，PLC中央处理模块通过网络模块与监控客户端无线通信，监控客户端连接有云平台，所述监控客户端上设置有消息推送窗口，能耗监控系统分别连接有蒸汽流量采集模块、空压流量采集模块、水流量采集模块、电流量采集模块、空压机监测模块、病态设备管理模块、动态优化模块和系统设置模块，水流量采集模块包括设置于水管道上的涡街流量计，在使用时通过蒸汽流量采集模块、空压流量采集模块、水流量采集模块、电流量采集模块分别将采集到的蒸汽流量、空压流量、水流量和电流量数据发送至PLC中央处理模块，PLC中央处理模块通过网络模块将接收到的数据打包成Modbus协议数据包，并以TCP/IP包的形式发送到监控客户端，网络模块中的智能通信转换模块用于将现场串口网络和无线网络协议转换为TCP/IP协议，智能通信转换模块能够解决通信协议复杂且不统一的问题，在电路结构上包括CPU、内存、硬盘，实现数据存储、算法存储，CPU进行数据转换和边缘计算，智能通信终端用于对能源数据进行分类，定时上传到监控客户端，对能源数据中超过预设阈值的报警数据立即上传到监控客户端，监控客户端再将数据上传至云平台，方便工人察看，监控客户端对各个车间的能耗数据进行实时监测，并对这些数据进行存储，汇总分析，并将能源消耗数据以动态数字、图形显示出来，并对接收的能耗信号与设定的标准信号比对分析，方便工人实时清楚了解能源消耗情况；通过设置空压机监测模块对任意时段空压机的单位电耗、产量、用电量及出口压力参数进行组合分析，得到最佳的空压机出口压缩空气风量及风压统计报表及曲线图、各1m³以上压缩空气储气罐进出口风量、主机收尘的风压力及风量的控制指标计入成本分析，从而节约能源的消耗，降低企业生产成本；病态设备管理模块通过设置设备的目标产能和病态运行判断标准，系统能够自动捕获设备每次病态运行的时间，并计算出病态运行时长、病态运行产量、产能浪费比、病态运行能耗等相关数据，自动生成病态运行记录，并要求操作员填写产生病态运行的原因，产能浪费比包括病态运行产量及目标产量，方便后续对设备的检修，系统设置模块可以设定基于定义个人用户、成组用户的安全级别和操作权限，从而执行不同操作管理。

进一步的，在本实施例中：蒸汽流量采集模块、空压流量采集模块、水流量采集模块、电流量采集模块均包括参数配置单元、能源分配单元、用电设备通信单元、状态判断单元、信息交互单元，在使用时通过在各个流量采集模块上均设置参数配置单元、能源分配单元、用电设备通信单元、状态判断单元、信息交互单元，通过参数配置单元获取参数配置信息，通过信息交互单元与其他流量采集模块进行信息交互，通过状态判断单元根据信息交互单元与其他流量采集模块间的交互结果判断其他流量采集模块的状态，通过用电设备通信单元获取对应用电设备的需求功率和将实际分配功率发送给对应用电设备，通过能源分配单元根据参数配置信息、交互结果、其他流量采集模块的状态和需求功率确定实际分配功率，通过正常联网的流量采集模块即能够完成合理的功率分配，避免了因主机损坏而导致用电网络管理失效的问题，使得用电网络的能源实时得到可靠的控制，有效保障用电网络的正常运行，提高了能源监控系统使用时的稳定性。

进一步的，在本实施例中：蒸汽流量模块包括工业蒸汽流量模块和纯蒸汽流量模块，能够将采集的蒸汽流量进行分类，方便工作察看和处理。

进一步的，在本实施例中：动态优化模块功能在于将最佳的中控运行记录表按照分结果、可操作参数、控制变量的参数应用于生产中，达到能源消耗最小化。

进一步的，在本实施例中：网络模块为GPRS无线网络模块，通过设置网络模块为GPRS无线网络模块，现场的数据采集节点不需要铺设通信电缆，配置方便灵活。

进一步的，在本实施例中：消息推送窗口可以针对能源消耗预警、报警、停机等设置的消息推送至移动设备用户端，消息推送窗口由操作者在系统中设置不同消息推送范围及报警级别，时刻提醒工人设备运行状态，工人根据设备运行状态采取相应措施，防止出现安全事故，降低安全隐患。

工作原理：该能耗实时监控设备，通过蒸汽流量采集模块、空压流量采集模块、水流量采集模块、电流量采集模块分别将采集到的蒸汽流量、空压流量、水流量和电流量数据发送至PLC中央处理模块，PLC中央处理模块通过网络模块将接收到的数据打包成Modbus协议数据包，并以TCP/IP包的形式发送到监控客户端，网络模块中的智能通信转换模块用于将现场串口网络和无线网络协议转换为TCP/IP协议，智能通信转换模块能够解决通信协议复杂且不统一的问题，在电路结构上包括CPU、内存、硬盘，实现数据存储、算法存储，CPU进行数据转换和边缘计算，智能通信终端用于对能源数据进行分类，定时上传到监控客户端，对能源数据中超过预设阈值的报警数据立即上传到监控客户端，监控客户端再将数据上传至云平台，方便工人察看，监控客户端对各个车间的能耗数据进行实时监测，并对这些数据进行存储，汇总分析，并将能源消耗数据以动态数字、图形显示出来，并对接收的能耗信号与设定的标准信号比对分析，方便工人实时清楚了解能源消耗情况，并通过消息推送窗口可以针对能源消耗预警、报警、停机等设置的消息推送至移动设备用户端，时刻提醒工人设备运行状态，消息推送窗口由工人在系统中设置不同消息推送范围及报警级别，工人根据设备运行状态采取相应措施，防止出现安全事故，降低安全隐患；

通过设置空压机监测模块对任意时段空压机的单位电耗、产量、用电量及出口压力参数进行组合分析，得到最佳的空压机出口压缩空气风量及风压统计报表及曲线图、各压缩空气储气罐进出口风量、主机收尘的风压力及风量的控制指标计入成本分析，从而节约能源的消耗，降低企业生产成本。

通过设置动态优化模块将最佳的中控运行记录表按照分结果、可操作参数、控制变量的参数应用于生产中，达到能源消耗最小化。

病态设备管理模块通过设置设备的目标产能和病态运行判断标准，系统能够自动捕获设备每次病态运行的时间，并计算出病态运行时长、病态运行产量、产能浪费比、病态运行能耗等相关数据，自动生成病态运行记录，并要求操作员填写产生病态运行的原因，所述产能浪费比包括病态运行产量及目标产量，方便后续对设备的检修。

通过在各个流量采集模块上均设置参数配置单元、能源分配单元、用电设备通信单元、状态判断单元、信息交互单元，通过参数配置单元获取参数配置信息，通过信息交互单元与其他流量采集模块进行信息交互，通过状态判断单元根据信息交互单元与其他流量采集模块间的交互结果判断其他流量采集模块的状态，通过用电设备通信单元获取对应用电设备的需求功率和将实际分配功率发送给对应用电设备，通过能源分配单元根据参数配置信息、交互结果、其他流量采集模块的状态和需求功率确定实际分配功率，通过正常联网的流量采集模块即能够完成合理的功率分配，避免了因主机损坏而导致用电网络管理失效的问题，使得用电网络的能源实时得到可靠的控制，有效保障用电网络的正常运行，提高了能源监控系统使用时的稳定性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种能耗实时监控设备，包括能耗监控系统，其特征在于：所述能耗监控系统包括PLC中央处理模块和网络模块，所述网络模块包括智能通信转换模块和智能通信终端，所述PLC中央处理模块通过所述网络模块与监控客户端无线通信，所述监控客户端连接有云平台，所述监控客户端上设置有消息推送窗口，所述能耗监控系统分别连接有蒸汽流量采集模块、空压流量采集模块、水流量采集模块、电流量采集模块、空压机监测模块、病态设备管理模块、动态优化模块和系统设置模块，所述水流量采集模块包括设置于水管道上的涡街流量计。

2.根据权利要求1所述的能耗实时监控设备，其特征在于：所述蒸汽流量采集模块、所述空压流量采集模块、所述水流量采集模块、所述电流量采集模块均包括参数配置单元、能源分配单元、用电设备通信单元、状态判断单元、信息交互单元。

3.根据权利要求2所述的能耗实时监控设备，其特征在于：所述电量采集模块包括生产区域电量模块和其他区域电量模块，所述电量采集模块包括多功能电力仪表，多功能电力仪表将采集到的耗电量传输到所述PLC中央控制器。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的能耗实时监控设备，其特征在于：所述蒸汽流量模块包括工业蒸汽流量模块和纯蒸汽流量模块。

5.根据权利要求4所述的能耗实时监控设备，其特征在于：所述动态优化模块功能在于将最佳的中控运行记录表按照分结果、可操作参数、控制变量的参数应用于生产中，达到能源消耗最小化。

6.根据权利要求5所述的能耗实时监控设备，其特征在于：所述智能通信转换模块还设有256级看门狗、485串口和USB，看门狗在运算故障时保障系统恢复，485串口和USB实现数据输入和输出。

7.根据权利要求1所述的能耗实时监控设备，其特征在于：所述网络模块为GPRS无线网络模块。

8.根据权利要求1所述的能耗实时监控设备，其特征在于：所述消息推送窗口可以针对能源消耗预警、报警、停机等设置的消息推送至移动设备用户端，所述消息推送窗口由操作者在系统中设置不同消息推送范围及报警级别。

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