CN109062124A - 一种能源数据智能处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能源数据智能处理装置，包括数据采集模块、数据记录模块、数据应用模块、数据输出模块。其中，数据采集模块通过数据转换模块采集不同通信接口的能源计量单位数据，这些仪表完成对各种能耗数据的收集；数据记录模块能够记录各能源计量单位的IP地址，同时记录各能源计量单位的峰值峰谷；数据应用模块可以对采集到的数据进行分析，同时远程控制相关设备的运行，并对各设备进行能耗预测；数据输出模块可将采集的数据及分析结果传送到显示屏及客户端，便于工作人员操作。该装置将各个功能模块集成统一，充分发挥个单元的运算能力，将***效能、处理速度发挥到极致，极大程度节省了企业对于能源***的管理成本。

Description

一种能源数据智能处理装置

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及用能设备能耗远程监控装置。

背景技术

目前，能源危机是制约发展的一大主要因素，如何节约能源已经引发全世界范围的广泛思考。我国作为能源生产和消耗大国，能源形势非常严峻。同时，随着我国经济社会的高速发展，工业进程不断推进，对能源的需求量也在不断提升，而随之产生的环境问题也亟待解决。

在计算机技术、信息技术、网络技术等高科技的迅速发展的同时，数据采集设备的更新也在快速进行，然而数据采集设备却很少应用在能源企业中。目前在能源企业中，对于数据的采集往往采用单一的、原始的采集方式，不能实现多数据的实时监控、实时处理分析及数据预警。现在的能源管理缺乏有效的数据管理和处理方式，虽然已经能够实现自动采集提高了数据的有效性，但是现在市场上各厂家生产的设备都有不同的通讯协议，在需要连接不同功能的计量表时，会由于通信协议不同而耗时耗力，有时甚至会不能按照既定要求完成所需功能。个通讯协议都有适应的设备和最佳传输距离，因此，急需要一种设备将各种能源计量终端连接在一起，并对各项数据进行实时的统计、监测、处理、预警。

发明内容

针对上述能源数据采集处理的缺陷，本发明的目的在于提供一种能源数据智能处理装置，以解决现有技术中的不同能源计量终端存在不同通信协议而无法并联处理、数据处理模块设置较分散，不能有效的进行实施监测和数据处理等技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采取以下方案来实现：包括数据采集模块、数据记录模块、数据应用模块、数据输出模块，其特征在于：所述数据采集模块包括数据输入端、指令控制输出端和数据协议转换模块，所述数据输入端和指令控制输出端分别连接数据转换模块，所述数据转换模块通过与能源计量单元连接从而采集不同通信协议的能源计量单元的数据，并统一转换为数字信号；

所述数据记录模块通过数据采集模块，记录各能源计量单元的IP地址，同时记录各能源计量单元的能耗数值以及个总线协议；

所述数据应用模块包括用户管理模块、能源监控模块、***管理模块，对设备能源消耗进行实时监控；

所述数据输出模块包括通讯配适器、网关配适器和网关设备；

所述数据采集模块通过若干端子连接不同通信接口的能源计量单元，所述能量计量单元完成对各种能耗数据的采集。所述端子包括数字量输入端DI11、数字量输出端DO12、模拟量输入端AI14、模拟量输出端AO13；所述端子在接收了能量计量单元的数据后，向数据转换模块传输，所述数据采集模块中的数据转换模块将接收到的数据通过协议转换装置和软件配置传输到数据应用模块，进行数据加工和分析。所述的书库应用模块可将分析出的数据得出指令控制传输到数据采集模块中的数据转换模块中，数据转换模块按照各自的数据类型转换为对应协议数字信号、模拟信号或者开关指令经过数字量输出端子和模拟量输出端子传送给能量计量单元进行控制节约能耗；

所述的用户管理模块包括用户验证、权限验证和权限管理；所述的能源监控模块能将采集到的数据进行统计、管理和分析，并根据分析结果远程控制相关设备的运行，同时根据数据库中已有的能耗数据进行能耗预测；所述***管理模块包括设备信息设置和参数配置；

数据输出模块通过通讯口与远程服务器连接，远程服务器可对接收到的数据进行二次和多维度的数据挖卷，优化能量计量单元的工作状态和更进一步的节约能耗。数据输出模块通过通讯端口与远程客户终端连接，通过上述的数据应用模块针对用户和权限的管理，会让远程客户终端进行身份和权限验证，给出对应的观测和使用数据。远程服务器或者远程客户终端通过数据输出模块返回到数据应用模块数据或者指令，数据应用模块按返回的数据存储到数据记录模块或者将指令通过数据转换模块和数字输出端子或者模拟信号输出端子传给对应的能领计量单元。同时，数据输出模块与显示屏连接，操作人员可通过显示屏直接观测数据以及下达指令；

所述的能源计量单位包括电耗量计量仪表、水耗量计量仪表、燃气耗量计量仪表和其他耗量计量仪表；

所述的通讯口包括RS-485串行、RT-45网络接口；

首先将能量计量单元分三种类型，分别为数字能量计量单元、模拟量能量计量单元和开关量能量计量单元，能源数据智能处理装置按照连接的能量计量单元的个数分配给能源智能管理的设备ID识别信息，包括设备ID识别编号、分配对应的IP地址、对应的能量计量单元的设备名称、设备型号、安装年份、使用年限、总线类型，建立能量计量单元ID识别信息库，建立ID识别编号和IP地址索引表；其次能源数据智能处理装置根据所连接的能量计量单元对应所采用的总线类型装载各总线协议，初始设置中能源数据智能处理装置中装载有10工业总线协议；再次能源数据智能处理装置中的数据应用模块中建立用户管理模块、能源监控模块、***管理模块，通过数据采集模块的中数据转换模块将不同总线类型协议下的数据转换为类型统一的数据。根据数据记录模块的规则将类型统一的数据分配到对应的具体数据库中并存储；最后能源数据智能处理装置通过通讯接口将采集到数据发送到远程服务器上进行数据的多次挖掘和分析；能源数据智能处理装置通过通讯接口将采集到数据发送到远程终端移动设备上，通过设备安装的APP进行数据的监控、显示和控制；

如果线下这10中类型匹配不到，将通过数据输出模块连接远程服务器进行线上匹配，并将匹配的总线协议下载到数据记录模块中的存储其中供以后使用；将协议搁置在能源数据智能处理装置的存储器中、建立在对应的数据采集模块下的数据转换模块中协议转换装置和软件配置的数据库，可以调用存储器中的各总线协议；

采用本发明所述的技术方案后，带来以下有益效果：本发明提供了一种能源数据智能处理装置，包括数据采集模块、数据记录模块、数据应用模块、数据输出模块。其中，数据采集模块通过数据转换模块采集不同通信接口的能源计量单位数据，这些仪表完成对各种能耗数据的收集；数据记录模块能够记录各能源计量单位的IP地址，同时记录各能源计量单位的峰值峰谷；数据应用模块可以对采集到的数据进行分析，同时远程控制相关设备的运行，并对各设备进行能耗预测；数据输出模块可将采集的数据及分析结果传送到显示屏及客户端，便于工作人员操作。该装置可通过RS-485、RS232网络通讯方式，同时将各个功能模块集成统一，充分发挥个单元的运算能力，将***效能、处理速度发挥到极致，极大程度节省了企业对于能源***的管理成本。采用本发明的技术方案中的方法可以将目前已有的总线协议全部能够在能量数据智能处理装置进行数据转换，将转换后的数据统一管理挖掘；同时该设备具有扩展接口和连接互联网进行云计算和多维度多层次的数据挖掘，所以该技术能够应用于各种工业生产环境中，为节能降耗提供有效保障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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获得其他的附图。

图1是本发明一种能源数据智能处理装置的组成结构图；

主要标件与标号：11：数字量输入端，12：数字量输出端，13：模拟量输出端，14：模拟量输入端，41：RT45网络接口，42：RS-485串行，5：电源口，6：显示屏。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚地展示，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

如图1所示，一种能源数据智能处理装置，包括数据采集模块、数据记录模块、数据应用模块、数据输出模块，所述数据采集模块、数据记录模块、数据应用模块分别通过数据输出模块连接同一大型数据库服务器；所述装置通过电源口5与电源连接。

所述数据采集模块包括数据输入端、指令控制输出端和数据协议转换模块，所述数据输入端和指令控制输出端分别连接数据转换模块，所述数据转换模块通过与能源计量单元连接从而采集不同通信协议的能源计量单元的数据，并统一转换为就是就是别的数字信号。

所述数据采集模块通过若干端子连接不同通信接口的能源计量单元，所述能量计量单元完成对各种能耗数据的采集。所述端子包括数字量输入端DI11、数字量输出端DO12、模拟量输入端AI14、模拟量输出端AO13；所述端子在接收了能量计量单元的数据后，向数据转换模块传输，所述数据采集模块中的数据转换模块将接收到的数据通过协议转换装置和软件配置传输到数据应用模块，进行数据加工和分析。所述的书库应用模块可将分析出的数据得出指令控制传输到数据采集模块中的数据转换模块中，数据转换模块按照各自的数据类型转换为对应协议数字信号、模拟信号或者开关指令经过数字量输出端子和模拟量输出端子传送给能量计量单元进行控制节约能耗。

所述数据记录模块通过数据采集模块，记录各能源计量单元的IP地址，同时记录各能源计量单元的能耗数值以及个总线协议。

所述数据应用模块包括用户管理模块、能源监控模块、***管理模块，对设备能源消耗进行实时监控；所述的用户管理模块包括用户验证、权限验证和权限管理；所述的能源监控模块能将采集到的数据进行统计、管理和分析，并根据分析结果远程控制相关设备的运行，同时根据数据库中已有的能耗数据进行能耗预测；所述***管理模块包括设备信息设置和参数配置。

数据输出模块包括通讯配适器、网关配适器和网关设备。数据输出模块通过通讯口与远程服务器连接，远程服务器可对接收到的数据进行二次和多维度的数据挖卷，优化能量计量单元的工作状态和更进一步的节约能耗。数据输出模块通过通讯端口与远程客户终端连接，通过上述的数据应用模块针对用户和权限的管理，会让远程客户终端进行身份和权限验证，给出对应的观测和使用数据。远程服务器或者远程客户终端通过数据输出模块返回到数据应用模块数据或者指令，数据应用模块按返回的数据存储到数据记录模块或者将指令通过数据转换模块和数字输出端子或者模拟信号输出端子传给对应的能领计量单元。同时，数据输出模块与显示屏6连接，操作人员可通过显示屏6直接观测数据以及下达指。

所述的能源计量单位包括电耗量计量仪表、水耗量计量仪表、燃气耗量计量仪表和其他耗量计量仪表；

所述的通讯口包括RS-485串行42、RT-45网络接口41以及无线网络。

首先将能量计量单元分三种类型，分别为数字能量计量单元、模拟量能量计量单元和开关量能量计量单元，其中开关量能量计量单元的模拟或者数字信号分别为通或者不通、0或者1。分别将数字能量计量单元、模拟量能量计量单元按照所在类型与能源数据智能处理装置的数字量输入端DI11、数字量输出端DO12、模拟量输入端AI14、模拟量输出端AO13连接。开关量能量计量单元与模拟量输入端AI14、模拟量输出端AO13连接。图中所示的数字量输入端DI11、数字量输出端DO12、模拟量输入端AI14、模拟量输出端AO13可以采用扩展口进行接口扩展，按实际情况进行能量单元进行扩展连接。能源数据智能处理装置按照连接的能量计量单元的个数分配给能源智能管理的设备ID识别信息，包括设备ID识别编号、分配对应的IP地址、对应的能量计量单元的设备名称、设备型号、安装年份、使用年限、总线类型，建立能量计量单元ID识别信息库，建立ID识别编号和IP地址索引表。

其次能源数据智能处理装置根据所连接的能量计量单元对应所采用的总线类型装载各总线协议，初始设置中能源数据智能处理装置中装载有10工业总线协议。如果数据智能处理装置可根据连接的能量计量单元的总线类型进行线下匹配。如果线下这10中类型匹配不到，将通过数据输出模块连接远程服务器进行线上匹配，并将匹配的总线协议下载到数据记录模块中的存储其中供以后使用。将协议搁置在能源数据智能处理装置的存储器中、建立在对应的数据采集模块下的数据转换模块中协议转换装置和软件配置的数据库，可以调用存储器中的各总线协议。建立各总线协议索引与能量计量单元ID识别信息以及能量计量单元IP地址的连接关系或者相互映射对应关系数据库。

再次能源数据智能处理装置中的数据应用模块中建立用户管理模块、能源监控模块、***管理模块，通过数据采集模块的中数据转换模块将不同总线类型协议下的数据转换为类型统一的数据。根据数据记录模块的规则将类型统一的数据分配到对应的具体数据库中并存储。通过数据模块驱动数据采集模块对连接能量计量单元进行实时监测，并存储到数据记录模块；将采集和存储到的数据进行统计、管理和分析，并根据分析结果控制连接的各能量计量单元的运行。根据数据库中已有能耗数据进行能耗预测。用户管理模块包括用户验证、权限验证和权限管理，用户管理模块对用户采用动态管理。能源监控模块包括实时能耗监测、历史能耗管理、远程设备控制；实现数据的有效处理和远程设备的有效控制。***管理模块包括能源数据智能处理装置的***信息配置和参数配置；实现数据采集、传输到用户应用模块的真实性和有效性。采集和分析的数据可以在显示屏上显示。

最后能源数据智能处理装置通过通讯接口将采集到数据发送到远程服务器上进行数据的多次挖掘和分析；能源数据智能处理装置通过通讯接口将采集到数据发送到远程终端移动设备上，通过设备安装的APP进行数据的监控、显示和控制。

采用本发明的技术方案，不再需要将具有Modbus通信接口的能量计量单元通过modbus转profibus配适器，再将Modbus通信协议转换为Profibus协议，然后在simaticmanage中组态CP5611板卡9和OPC服务器以及对以CP5611为主站的从站设备进行设置，再将采集到的数据通过Profibus协议传输到主监控站进行数据分析和挖掘；只需要能源数据智能处理装置通过数据采集模块下的数据转换模块将10种工业网络协议通过TCP/IP网关适配器和相应的软件配置将10种工业总线通信协议转换为TCP/IP协议，能源数据智能处理装置中的数据应用模块中建立用户管理模块、能源监控模块、***管理模块，通过数据采集模块的中数据转换模块将不同总线类型协议下的数据转换为类型统一的数据。根据数据记录模块的规则将类型统一的数据分配到对应的具体数据库中并存储，进行分析和控制。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种能源数据智能处理装置，包括数据采集模块、数据记录模块、数据应用模块、数据输出模块，其特征在于：所述数据采集模块包括数据输入端、指令控制输出端和数据协议转换模块，所述数据输入端和指令控制输出端分别连接数据转换模块，所述数据转换模块通过与能源计量单元连接从而采集不同通信协议的能源计量单元的数据，并统一转换为数字信号；

所述数据记录模块通过数据采集模块，记录各能源计量单元的IP地址，同时记录各能源计量单元的能耗数值以及个总线协议；

所述数据应用模块包括用户管理模块、能源监控模块、***管理模块，对设备能源消耗进行实时监控；

所述数据输出模块包括通讯配适器、网关配适器和网关设备。

2.根据权利要求1所述的一种能源数据智能处理装置，其特征在于所述数据采集模块通过若干端子连接不同通信接口的能源计量单元，所述能量计量单元完成对各种能耗数据的采集；所述端子包括数字量输入端DI、数字量输出端DO、模拟量输入端AI、模拟量输出端AO；所述端子在接收了能量计量单元的数据后，向数据转换模块传输，所述数据采集模块中的数据转换模块将接收到的数据通过协议转换装置和软件配置传输到数据应用模块，进行数据加工和分析；所述的书库应用模块可将分析出的数据得出指令控制传输到数据采集模块中的数据转换模块中，数据转换模块按照各自的数据类型转换为对应协议数字信号、模拟信号或者开关指令经过数字量输出端子和模拟量输出端子传送给能量计量单元进行控制节约能耗。

3.根据权利要求1所述的一种能源数据智能处理装置，其特征在于所述的用户管理模块包括用户验证、权限验证和权限管理；所述的能源监控模块能将采集到的数据进行统计、管理和分析，并根据分析结果远程控制相关设备的运行，同时根据数据库中已有的能耗数据进行能耗预测；所述***管理模块包括设备信息设置和参数配置。

4.根据权利要求1所述的一种能源数据智能处理装置，其特征在于数据输出模块通过通讯口与远程服务器连接，远程服务器可对接收到的数据进行二次和多维度的数据挖卷，优化能量计量单元的工作状态和更进一步的节约能耗；数据输出模块通过通讯端口与远程客户终端连接，通过上述的数据应用模块针对用户和权限的管理，会让远程客户终端进行身份和权限验证，给出对应的观测和使用数据；远程服务器或者远程客户终端通过数据输出模块返回到数据应用模块数据或者指令，数据应用模块按返回的数据存储到数据记录模块或者将指令通过数据转换模块和数字输出端子或者模拟信号输出端子传给对应的能领计量单元；同时，数据输出模块与显示屏连接，操作人员可通过显示屏6直接观测数据以及下达指令。

5.根据权利要求1所述的一种能源数据智能处理装置，其特征在于所述的能源计量单位包括电耗量计量仪表、水耗量计量仪表、燃气耗量计量仪表和其他耗量计量仪表。

6.根据权利要求1所述的一种能源数据智能处理装置，其特征在于所述的通讯口包括RS-485串行、RT-45网络接口。

7.根据权利要求1所述的一种能源数据智能处理装置，其特征在于首先将能量计量单元分三种类型，分别为数字能量计量单元、模拟量能量计量单元和开关量能量计量单元，能源数据智能处理装置按照连接的能量计量单元的个数分配给能源智能管理的设备ID识别信息，包括设备ID识别编号、分配对应的IP地址、对应的能量计量单元的设备名称、设备型号、安装年份、使用年限、总线类型，建立能量计量单元ID识别信息库，建立ID识别编号和IP地址索引表；其次能源数据智能处理装置根据所连接的能量计量单元对应所采用的总线类型装载各总线协议，初始设置中能源数据智能处理装置中装载有10工业总线协议；再次能源数据智能处理装置中的数据应用模块中建立用户管理模块、能源监控模块、***管理模块，通过数据采集模块的中数据转换模块将不同总线类型协议下的数据转换为类型统一的数据。根据数据记录模块的规则将类型统一的数据分配到对应的具体数据库中并存储；最后能源数据智能处理装置通过通讯接口将采集到数据发送到远程服务器上进行数据的多次挖掘和分析；能源数据智能处理装置通过通讯接口将采集到数据发送到远程终端移动设备上，通过设备安装的APP进行数据的监控、显示和控制。

8.根据权利要求1所述的一种能源数据智能处理装置，其特征在于如果线下这10中类型匹配不到，将通过数据输出模块连接远程服务器进行线上匹配，并将匹配的总线协议下载到数据记录模块中的存储其中供以后使用；将协议搁置在能源数据智能处理装置的存储器中、建立在对应的数据采集模块下的数据转换模块中协议转换装置和软件配置的数据库，可以调用存储器中的各总线协议。