CN103412520B - 多种能源集中监测***及其监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多种能源集中监测***及其监测方法。多种能源集中监测***包括多种能源监测仪表、数据传输设备和能源监控终端，多种能源监测仪表分别和数据传输设备无线或有线相连，数据传输设备通过无线网络或有线网络和能源监控终端相连。监测方法为，数据传输设备接收多种能源监测仪表上传的各种类型的能源数据，将多种能源设备、多种接口转换为统一的协议标准，实现数据接入的标准化，并对这些数据进行组装和整合，集中成一个数据上报报文，发送给能源监控终端。本发明能对大量不同种类的能源进行集中统一监测管理，安装和调试方便，管理界面统一，便于及时发现故障、及时作出处理，提高管理效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种监测***，尤其涉及一种跨多个能源领域，能将多个能源领域（如：电、水、气等）的能源指标进行统一监测，实现企业能源监测与自动化管理的多种能源集中监测***及其监测方法。
背景技术
目前，企业中对电、水、气等能源的监测一般都是分开单独进行的，有不同的监测仪表，连接不同的监测设备。目前还没有跨多个能源领域的集中监测设备，企业构建一个能源管理***时，需要通过大量的设备、接口，进行安装与接入，存在以下缺陷：
（1）设备种类多，各方供应商多，技术支持力量分散；
（2）接口多，调试工作量大；
（3）管理界面不统一，分散管理，容易发生管理不到位现象，容易疏忽故障点而延误处理时机，管理效率较低。
发明内容
本发明主要解决原有对不同能源的监测分开单独进行，设备种类多，技术支持力量分散，接口多，调试工作量大，管理界面不统一，分散管理，容易疏忽故障点而延误处理时机，管理效率较低的技术问题；提供一种多种能源集中监测***及其监测方法，其通过将多种能源设备、多种接口转换为统一的协议标准，能对不同种类的能源进行集中统一监测管理，安装和调试方便，管理界面统一，便于及时发现故障、及时作出处理，提高管理效率。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明的多种能源集中监测***，包括多种能源监测仪表、数据传输设备和能源监控终端，所述的多种能源监测仪表分别和所述的数据传输设备无线或有线相连，所述的数据传输设备通过无线网络或有线网络和所述的能源监控终端相连。数据传输设备有很多个接口，以适应不同种类能源监测仪表的连接需要。各个能源监测仪表，不管是相同种类的还是不同种类的，都将采集到的能源数据发送给数据传输设备，由数据传输设备对这些数据进行组装和整合，集中成一个包含所有能源监测数据的数据上报报文，再发送给位于远端的能源监控终端。能源监测仪表根据需要监测的能源所在位置安装在厂区的不同地方，数据传输设备也安装在厂区中，能源监控终端一般安装在企业的管理大楼内或者上级管理部门内。因此，通过本发明，能使相关管理者对大量不同种类的能源进行集中统一监测管理，安装和调试方便，管理界面统一，便于及时发现故障、及时作出处理，提高管理效率，有效确保企业生产正常进行，提高生产的安全性。
作为优选，所述的数据传输设备包括中央处理单元、按键单元、显示单元、多个通讯单元、网络单元及为整个数据传输设备提供工作电压的电源单元，按键单元、显示单元、多个通讯单元及网络单元分别和所述的中央处理单元相连。多个通讯单元可以是相同种类的，也可以是不同种类的，可以是有线的，也可以是无线的，以适合多种能源监测仪表的需要，便于安装和连接。显示单元采用液晶显示屏，也可采用液晶触摸屏实现按键单元和显示单元，以缩小体积。数据传输设备通过通讯单元接收能源监测仪表上传的能源数据，由中央处理单元将多种能源设备、多种接口转换为统一的协议标准，对通讯单元进行动态定义，包括波特率、校验位、通讯规约、数据报文解析规则等，实现数据接入的标准化，并对这些数据进行组装和整合，集中成一个包含所有能源监测数据、各个能源监测仪表种类标识和身份标识的数据上报报文，再通过网络单元将这个数据上报报文发送给位于远端的能源监控终端。
作为优选，所述的多个通讯单元包括Zigbee通讯单元和多个485通讯接口单元。数据传输设备通过Zigbee通讯单元和带有Zigbee通讯单元的能源监测仪表进行数据通讯，通过485通讯接口单元和带有485通讯接口的能源监测仪表进行数据通讯。
作为优选，所述的网络单元为以太网单元和/或GPRS单元。网络单元可以采用以太网单元，也可采用GPRS单元，优选方案是既有以太网单元也有GPRS单元，可以根据需要灵活选择使用。
作为优选，所述的能源监测仪表包括电表、水表、蒸汽表、空气表和电能采集器中的两个或多个仪表。当然，如果企业有其他这儿未列举的仪表，如压力表、温度表、湿度表等等，也可按需要连接到数据传输设备上，便于通过能源监控终端进行集中统一管理。
本发明的多种能源集中监测***的监测方法，包括如下步骤：
①所述的数据传输设备对连接所述的能源监测仪表的通讯接口进行参数配置，根据通讯接口的配置参数打开相应的通讯接口，并开启相应的线程，每个线程根据通讯接口配置的能源监测仪表类型，依次对所述的能源监测仪表进行轮询，所述的能源监测仪表接收到轮询信号后发送数据采集报文给所述的数据传输设备；
②所述的数据传输设备根据通讯接口的参数配置，对能源监测仪表上报的数据采集报文进行解析，再对解析后的数据进行完整性验证；
③所述的数据传输设备将不同类型的能源监测仪表上报的数据编成不同格式的报文，报文中包含类型标识和设备标识，以区分不同的能源监测仪表，如有验证未通过的能源监测仪表上报数据，则报文中还包含数据无效标识，再将这些报文组装成一个集中数据包，发送给所述的能源监控终端。
多种、多个能源监测仪表都将采集到的能源数据发送给数据传输设备，由数据传输设备将多种能源设备、多种接口转换为统一的协议标准，对通讯单元进行动态定义，包括波特率、校验位、通讯规约、数据报文解析规则等，实现数据接入的标准化，并对这些数据进行组装和整合，集中成一个集中数据包，再发送给位于远端的能源监控终端。实现相关管理者对大量不同种类的能源进行集中统一监测管理，管理界面统一，便于及时发现故障、及时作出处理，提高管理效率，有效确保企业生产正常进行，提高生产的安全性。
作为优选，所述的数据传输设备对通讯接口进行的参数配置包括仪表类型标识、仪表身份标识、通讯参数、通讯规约和数据上报周期，所述的数据传输设备根据设定的数据上报周期对所述的能源监测仪表进行轮询，能源监测仪表定时发送数据采集报文给所述的数据传输设备。实现各种能源数据的定时采集、定时上报。
作为优选，所述的数据传输设备对通讯接口进行的参数配置包括过流参数，所述的步骤②中，数据传输设备还将解析后的数据和参数配置中的过流参数进行比较，判断数据是否异常，若异常，则所述的数据传输设备发送报警信息给所述的能源监控终端。过流参数，即为所监测能源的正常参数的设定范围，超过这个范围即为异常。通过报警，起到很好的提醒作用，便于相关管理者及时作出相应处理，进一步提高管理效率。
本发明的有益效果是：
（1）各类能源监测仪表接入快速，安装和调试方便，对已安装好能源监测仪表的企业，改造也很方便；
（2）人机界面友好，简洁易懂，配置方便，技术含量低；
（3）能对不同种类的能源进行集中统一监测管理，管理界面统一，便于及时发现故障、及时作出处理，提高管理效率，有效确保企业生产正常进行，提高生产的安全性；
（4）各类能源数据集中监测，更有利于进行节能综合分析。
附图说明
图1是本发明的一种***连接结构框图。
图2是本发明中数据传输设备的一种电路原理连接结构框图。
图中1.能源监测仪表，2.数据传输设备，3.能源监控终端，11.电表，12.水表，13.蒸汽表，14.空气表，15.电能采集器，21.中央处理单元，22.电源单元，23.Zigbee通讯单元，24.485通讯接口单元，25.以太网单元，26.GPRS单元，27.按键单元，28.显示单元。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：本实施例的多种能源集中监测***，如图1所示，包括多种能源监测仪表1、数据传输设备2和位于远端的能源监控终端3。如图2所示，数据传输设备2包括中央处理单元21、按键单元27、显示单元28、Zigbee通讯单元23、五个485通讯接口单元24、以太网单元25、GPRS单元26及为整个数据传输设备提供工作电压的电源单元22，按键单元27、显示单元28、Zigbee通讯单元23、五个485通讯接口单元24、以太网单元25及GPRS单元26分别和中央处理单元21相连。本实施例中，能源监测仪表1包括电表11、水表12、蒸汽表13、空气表14和电能采集器15，这些仪表，有的连接到数据传输设备2的485通讯接口单元24上，有的和数据传输设备2的Zigbee通讯单元23进行无线通讯。数据传输设备2通过以太网单元25或GPRS单元26和能源监控终端3相连，根据安装环境或条件可以灵活选择使用以太网单元25或GPRS单元26。
上述多种能源集中监测***的监测方法，包括如下步骤：
①数据传输设备2对连接有能源监测仪表1的Zigbee通讯单元23和485通讯接口单元进行参数配置，包括仪表类型标识、仪表身份标识、通讯参数、通讯规约、数据上报周期和过流参数，根据配置参数（如波特率、校验位等）打开相应的通讯单元，并开启相应的线程，每个线程根据通讯单元配置的能源监测仪表类型，并根据设定的数据上报周期对能源监测仪表1进行轮询，能源监测仪表1根据轮询信号定时发送数据采集报文给数据传输设备2；
②数据传输设备2根据通讯接口的参数配置，如仪表类型及通讯规约，对能源监测仪表1上报的数据采集报文进行解析（如：电表DLT645-2007规约，0000FF00为有功电量报文，0201FF00为电压报文等；支持的通讯规约有Modbus、DLT645-1997、DLT645-2007、电力101、电力103等），再根据通讯单元设置的校验方式（如：CRC16、CRC32等）对解析后的数据进行完整性验证，并将解析后的数据和参数配置中的过流参数进行比较，判断数据是否异常，若异常，则数据传输设备2发送报警信息给能源监控终端3，报警信息包含仪表类型标识、仪表身份标识和能源实测参数和超限量，便于相关人员及时作出处理；
③数据传输设备2将不同类型的能源监测仪表1上报的数据编成不同格式的报文，报文中包含类型标识和设备标识，以区分不同的能源监测仪表1，报文格式为：68+帧长+类型标识（01-电力；02-水；03-空气；04-蒸汽）+设备标识+数据类型+数据+校验和+16，如步骤②中有验证未通过的上报数据，则报文中还包含数据无效标识，再将这些报文转换为统一的协议标准，并组装成一个集中数据包，发送给能源监控终端3。
本发明能使相关管理者对大量不同种类的能源进行集中统一监测管理，安装和调试方便，管理界面统一，便于及时发现故障、及时作出处理，提高管理效率，有效确保企业生产正常进行，提高生产的安全性。
Claims (3)
1.一种多种能源集中监测***的监测方法，其特征在于多种能源集中监测***包括多种能源监测仪表（1）、数据传输设备（2）和能源监控终端（3），所述的多种能源监测仪表（1）分别和所述的数据传输设备（2）无线或有线相连，所述的数据传输设备（2）通过无线网络或有线网络和所述的能源监控终端（3）相连；多种能源集中监测***的监测方法包括如下步骤：
①所述的数据传输设备（2）对连接所述的能源监测仪表（1）的通讯接口进行参数配置，根据通讯接口的配置参数打开相应的通讯接口，并开启相应的线程，每个线程根据通讯接口配置的能源监测仪表类型，依次对所述的能源监测仪表（1）进行轮询，所述的能源监测仪表（1）接收到轮询信号后发送数据采集报文给所述的数据传输设备（2）；
②所述的数据传输设备（2）根据通讯接口的参数配置，对能源监测仪表（1）上报的数据采集报文进行解析，再对解析后的数据进行完整性验证；
③所述的数据传输设备（2）将不同类型的能源监测仪表（1）上报的数据编成不同格式的报文，报文中包含类型标识和设备标识，以区分不同的能源监测仪表（1），如有验证未通过的能源监测仪表（1）上报数据，则报文中还包含数据无效标识，再将这些报文组装成一个集中数据包，发送给所述的能源监控终端（3）。
2.根据权利要求1所述的多种能源集中监测***的监测方法，其特征在于所述的数据传输设备（2）对通讯接口进行的参数配置包括仪表类型标识、仪表身份标识、通讯参数、通讯规约和数据上报周期，所述的数据传输设备（2）根据设定的数据上报周期对所述的能源监测仪表（1）进行轮询，能源监测仪表（1）定时发送数据采集报文给所述的数据传输设备（2）。
3.根据权利要求1或2所述的多种能源集中监测***的监测方法，其特征在于所述的数据传输设备（2）对通讯接口进行的参数配置包括过流参数，所述的步骤②中，数据传输设备（2）还将解析后的数据和参数配置中的过流参数进行比较，判断数据是否异常，若异常，则所述的数据传输设备（2）发送报警信息给所述的能源监控终端（3）。
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