CN112650159A - 一种基于工业互联网的智慧能源管理*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于工业互联网的智慧能源管理***，包括能源管理中心服务器以及能源子服务器、数据采集器、电力调控中心、大屏幕和能源设备，所述能源管理中心服务器包含多个能源子服务器，所述能源管理中心服务器分别与数据采集器、电力调控中心、大屏幕和能源设备连接，所述能源子服务器包括控制模块、信息采集模块、通信模块、数据存储模块、报警模块和信息安全模块，所述控制模块与信息采集模块、通信模块、数据存储模块、报警模块和信息安全模块均电连接。方便对企业的能源设备的耗能进行监测，通过耗能的前后对比从而得出企业在进行生产时进行能源调整，减速耗能。

Description

一种基于工业互联网的智慧能源管理***
技术领域
本发明涉及一种智慧能源管理***，具体是一种基于工业互联网的智慧能源管理***。
背景技术
工业互联网是全球工业***与高级计算、分析、感应技术以及互联网连接融合的一种结果，工业互联网的本质是通过开放的、全球化的工业级网络平台把设备、生产线、工厂、供应商、产品和客户紧密地连接和融合起来，高效共享工业经济中的各种要素资源，从而通过自动化、智能化的生产方式降低成本、增加效率，帮助制造业延长产业链，推动制造业转型发展，工业互联网通过智能机器间的连接并最终将人机连接，结合软件和大数据分析，重构全球工业、激发生产力，让世界更美好、更快速、更安全、更清洁且更经济。
现有企业会利用工业互联网对企业生产的能源设备进行耗能统计，从而得出最优的能源管理利用方法，现有的工业互联网的智慧能源管理***耗能损耗、利用和转换不清晰，从而影响企业中的能源管理，不方便使用。因此，针对上述问题提出一种基于工业互联网的智慧能源管理***。
发明内容
一种基于工业互联网的智慧能源管理***，包括能源管理中心服务器以及能源子服务器、数据采集器、电力调控中心、大屏幕和能源设备，所述能源管理中心服务器包含多个能源子服务器，所述能源管理中心服务器分别与数据采集器、电力调控中心、大屏幕和能源设备连接，所述能源子服务器包括控制模块、信息采集模块、通信模块、数据存储模块、报警模块和信息安全模块，所述控制模块与信息采集模块、通信模块、数据存储模块、报警模块和、信息安全模块和操作终端模块均电连接。
进一步地，所述的数据存储模块包括设定单元、比较单元和结果单元，所述设定单元用于设定设备参数的正常数值，所述比较单元用于将设备参数的实时数据与设定单元设置的数据进行比对，将比较结果存储于结果单元，并通过互联网发送至信息采集模块，信息采集模块将信息传递至能源子服务器和能源管理中心服务器。
进一步地，所述能源设备包括太阳能、燃气锅炉、电锅炉、化工原料锅炉、生物质锅炉、储能装置以及空气源热泵、水地源热泵、二氧化碳冷暖设备以及生物质能发电设备、风能发电设备、光伏发电设备、地热发电设备中的一种或几种组合，所述能源设备均安装有电表、水表、气表和热表，所述能源设备中的所有电表、水表、气表和热表以及多种传感器均与数据采集器和实时数据监控模块连接。
进一步地，所述实时数据监控模块与用能统计模块、能量统计分析模块、能量质量分析模块、用能异常分析模块和用能损耗统计模块均电连接，所述实时数据监控模块对整个企业的供电***进行监控，同时在大屏幕上显示。
进一步地，所述通信模块包括有线通讯或无线通讯，用于实现所述能源管理中心服务器、能源子服务器、数据采集器和交互模块之间的通信，包括工控通信、抄表通信和网络通信中的一种或多种。
进一步地，所述操作终端模块包含有PC端、Web端和APP，所述操作终端模块与大屏幕和交互模块双向电连接，所述大屏幕将实时数据监控模块和信息采集模块所获取的实时信息进行展示，所述操作终端模块还包括有管理人员***模块，所述管理人员***模块用以验证查看和登录能源管理中心服务器与能源子服务器。
进一步地，所述实时数据监控模块至少包括所述的生产线设备的实时用电数据、实时电压电流数据、实时用水数据和实时水压水流数据，所述实时数据监控模块获取需要采集到的数据，如温度、湿度、危险气体等需要特定采集装置采集到的数据，所述实时数据监控模块为为***提供基础数据，然后将其存储到数据存储模块。
进一步地，所述电力调控中心包括用能分布查询模块、用能结构分析模块、能量质量监测模块、能量异常监测模块，所述用能分布查询模块、用能结构分析模块、能量质量监测模块、能量异常监测模块与数据存储模块、报警模块、信息安全模块以及大屏幕电连接。
进一步地，所述信息采集模块以单片机或PLC为基础，通过传感器或监控器采集能源设备相关数据，并将采集到的数据转变成模拟量或数字量。
进一步地，所述信息安全模块还包括设备保护模块，用于避免设备启动前和设备运行中电压、电流、水流、温度或硬件故障造成的能源设备损毁。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种具有采集、监测、调整、耗能统计以及方便调整耗能结构的基于工业互联网的智慧能源管理***。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明一种实施例的整体立体结构示意图；
图2为本发明一种实施例的实时数据监控模块与用能统计模块、能量统计分析模块、能量质量分析模块、用能异常分析模块和用能损耗统计模块的连接示意图；
图3为本发明一种实施例的电力调控中心与用能分布查询模块、用能结构分析模块、能量质量监测模块和能量异常监测模块的连接示意图。
图中：1、能源管理中心服务器，2、能源子服务器，3、数据采集器，4、电力调控中心，5、控制模块，6、信息采集模块，7、通信模块，8、数据存储模块，9、报警模块，10、信息安全模块，11、实时数据监控模块，12、交互模块，13、操作终端模块，14、管理人员***模块，15、大屏幕，16、能源设备，17、电表，18、水表，19、气表，20、热表，21、设备保护模块，22、PC端，23、Web端，24、APP，25、用能统计模块，26、能量统计分析模块，27、能量质量分析模块，28、用能异常分析模块，29、用能损耗统计模块，30、用能分布查询模块，31、用能结构分析模块，32、能量质量监测模块，33、能量异常监测模块。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
请参阅图1-3所示，一种基于工业互联网的智慧能源管理***，包括能源管理中心服务器1以及能源子服务器2、数据采集器3、电力调控中心4、大屏幕15和能源设备16，所述能源管理中心服务器1包含多个能源子服务器2，所述能源管理中心服务器1分别与数据采集器3、电力调控中心4、大屏幕15和能源设备16连接，所述能源子服务器2包括控制模块5、信息采集模块6、通信模块7、数据存储模块8、报警模块9和信息安全模块10，所述控制模块5与信息采集模块6、通信模块7、数据存储模块8、报警模块9、信息安全模块10和操作终端模块13均电连接。
所述的数据存储模块8包括设定单元、比较单元和结果单元，所述设定单元用于设定设备参数的正常数值，所述比较单元用于将设备参数的实时数据与设定单元设置的数据进行比对，将比较结果存储于结果单元，并通过互联网发送至信息采集模块6，信息采集模块6将信息传递至能源子服务器2和能源管理中心服务器1；所述能源设备16包括太阳能、燃气锅炉、电锅炉、化工原料锅炉、生物质锅炉、储能装置以及空气源热泵、水地源热泵、二氧化碳冷暖设备以及生物质能发电设备、风能发电设备、光伏发电设备、地热发电设备中的一种或几种组合，所述能源设备16均安装有电表17、水表18、气表19和热表20，所述能源设备16中的所有电表17、水表18、气表19和热表20以及多种传感器均与数据采集器3和实时数据监控模块11连接；所述实时数据监控模块11与用能统计模块25、能量统计分析模块26、能量质量分析模块27、用能异常分析模块28和用能损耗统计模块29均电连接，所述实时数据监控模块11对整个企业的供电***进行监控，同时在大屏幕15上显示；所述通信模块7包括有线通讯或无线通讯，用于实现所述能源管理中心服务器1、能源子服务器2、数据采集器3和交互模块12之间的通信，包括工控通信、抄表通信和网络通信中的一种或多种；所述操作终端模块13包含有PC端22、Web端23和APP24，所述操作终端模块13与大屏幕15和交互模块12双向电连接，所述大屏幕15将实时数据监控模块11和信息采集模块6所获取的实时信息进行展示，所述操作终端模块13还包括有管理人员***模块14，所述管理人员***模块14用以验证查看和登录能源管理中心服务器1与能源子服务器2；所述实时数据监控模块11至少包括所述的生产线设备的实时用电数据、实时电压电流数据、实时用水数据和实时水压水流数据，所述实时数据监控模块11获取需要采集到的数据，如温度、湿度、危险气体等需要特定采集装置采集到的数据，所述实时数据监控模块11为为***提供基础数据，然后将其存储到数据存储模块8；所述电力调控中心4包括用能分布查询模块30、用能结构分析模块31、能量质量监测模块32、能量异常监测模块33，所述用能分布查询模块30、用能结构分析模块31、能量质量监测模块32、能量异常监测模块33与数据存储模块8、报警模块9、信息安全模块10以及大屏幕15电连接；所述信息采集模块6以单片机或PLC为基础，通过传感器或监控器采集能源设备16相关数据，并将采集到的数据转变成模拟量或数字量；所述信息安全模块10还包括设备保护模块21，用于避免设备启动前和设备运行中电压、电流、水流、温度或硬件故障造成的能源设备16损毁。
本发明在使用时，通过能源管理中心服务器1对多个能源子服务器2的数据进行综合，通过将企业内部所有耗能能源设备16如：太阳能、燃气锅炉、电锅炉、化工原料锅炉、生物质锅炉、储能装置以及空气源热泵、水地源热泵、二氧化碳冷暖设备以及生物质能发电设备、风能发电设备、光伏发电设备、地热发电设备中均分别安装电表17、水表18、气表19和热表20以及多种传感器，通过电表17、水表18、气表19和热表20以及多种传感器对能源设备16进行监测，通过实时数据监控模块11电连接的用能统计模块25、能量统计分析模块26、能量质量分析模块27、用能异常分析模块28和用能损耗统计模块29，对耗能进行监测以及对整个企业的供电***进行监控，同时在大屏幕15上显示，通过用能分布查询模块30、用能结构分析模块31、能量质量监测模块32、能量异常监测模块33对耗能分布进行详细的划分并构建用能结构分析图表，对能量异常进行监测，通过数据存储模块8中的设定单元用于设定设备参数的正常数值，比较单元用于将设备参数的实时数据与设定单元设置的数据进行比对，将比较结果存储于结果单元，并通过互联网发送至信息采集模块6，信息采集模块6将和通信模块7将信息传递至能源子服务器2和能源管理中心服务器1，经过操作终端模块13内部的PC端22、Web端23和APP24，经过管理人员***模块14用以验证查看和登录能源管理中心服务器1与能源子服务器2，通过实时数据监控模块11对企业生产线设备的实时用电数据、实时电压电流数据、实时用水数据和实时水压水流数据进行监控，通过信息采集模块6以单片机或PLC为基础，通过传感器或监控器采集能源设备16相关数据，并将采集到的数据转变成模拟量或数字量，通过信息安全模块10、设备保护模块21，用于避免设备启动前和设备运行中电压、电流、水流、温度或硬件故障造成的能源设备16损毁，通过控制模块5对信息采集模块6、通信模块7、数据存储模块8、报警模块9和信息安全模块10进行控制。
本发明的有益之处在于：方便对企业的能源设备的耗能进行监测，通过耗能的前后对比从而得出企业在进行生产时进行能源调整，减速耗能。
涉及到电路和电子元器件和模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于工业互联网的智慧能源管理***，其特征在于：包括能源管理中心服务器(1)以及能源子服务器(2)、数据采集器(3)、电力调控中心(4)、大屏幕(15)和能源设备(16)，所述能源管理中心服务器(1)包含多个能源子服务器(2)，所述能源管理中心服务器(1)分别与数据采集器(3)、电力调控中心(4)、大屏幕(15)和能源设备(16)连接，所述能源子服务器(2)包括控制模块(5)、信息采集模块(6)、通信模块(7)、数据存储模块(8)、报警模块(9)和信息安全模块(10)，所述控制模块(5)与信息采集模块(6)、通信模块(7)、数据存储模块(8)、报警模块(9)、信息安全模块(10)和操作终端模块(13)均电连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于工业互联网的智慧能源管理***，其特征在于：所述的数据存储模块(8)包括设定单元、比较单元和结果单元，所述设定单元用于设定设备参数的正常数值，所述比较单元用于将设备参数的实时数据与设定单元设置的数据进行比对，将比较结果存储于结果单元，并通过互联网发送至信息采集模块(6)，信息采集模块(6)将信息传递至能源子服务器(2)和能源管理中心服务器(1)。
3.根据权利要求1所述的一种基于工业互联网的智慧能源管理***，其特征在于：所述能源设备(16)包括太阳能、燃气锅炉、电锅炉、化工原料锅炉、生物质锅炉、储能装置以及空气源热泵、水地源热泵、二氧化碳冷暖设备以及生物质能发电设备、风能发电设备、光伏发电设备、地热发电设备中的一种或几种组合，所述能源设备(16)均安装有电表(17)、水表(18)、气表(19)和热表(20)，所述能源设备(16)中的所有电表(17)、水表(18)、气表(19)和热表(20)以及多种传感器均与数据采集器(3)和实时数据监控模块(11)连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于工业互联网的智慧能源管理***，其特征在于：所述实时数据监控模块(11)与用能统计模块(25)、能量统计分析模块(26)、能量质量分析模块(27)、用能异常分析模块(28)和用能损耗统计模块(29)均电连接，所述实时数据监控模块(11)对整个企业的供电***进行监控，同时在大屏幕(15)上显示。
5.根据权利要求1所述的一种基于工业互联网的智慧能源管理***，其特征在于：所述通信模块(7)包括有线通讯或无线通讯，用于实现所述能源管理中心服务器(1)、能源子服务器(2)、数据采集器(3)和交互模块(12)之间的通信，包括工控通信、抄表通信和网络通信中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种基于工业互联网的智慧能源管理***，其特征在于：所述操作终端模块(13)包含有PC端(22)、Web端(23)和APP(24)，所述操作终端模块(13)与大屏幕(15)和交互模块(12)双向电连接，所述大屏幕(15)将实时数据监控模块(11)和信息采集模块(6)所获取的实时信息进行展示，所述操作终端模块(13)还包括有管理人员***模块(14)，所述管理人员***模块(14)用以验证查看和登录能源管理中心服务器(1)与能源子服务器(2)。
7.根据权利要求3所述的一种基于工业互联网的智慧能源管理***，其特征在于：所述实时数据监控模块(11)至少包括所述的生产线设备的实时用电数据、实时电压电流数据、实时用水数据和实时水压水流数据，所述实时数据监控模块(11)获取需要采集到的数据，如温度、湿度、危险气体等需要特定采集装置采集到的数据，所述实时数据监控模块(11)为为***提供基础数据，然后将其存储到数据存储模块(8)。
8.根据权利要求1所述的一种基于工业互联网的智慧能源管理***，其特征在于：所述电力调控中心(4)包括用能分布查询模块(30)、用能结构分析模块(31)、能量质量监测模块(32)、能量异常监测模块(33)，所述用能分布查询模块(30)、用能结构分析模块(31)、能量质量监测模块(32)、能量异常监测模块(33)与数据存储模块(8)、报警模块(9)、信息安全模块(10)以及大屏幕(15)电连接。
9.根据权利要求1所述的一种基于工业互联网的智慧能源管理***，其特征在于：所述信息采集模块(6)以单片机或PLC为基础，通过传感器或监控器采集能源设备(16)相关数据，并将采集到的数据转变成模拟量或数字量。
10.根据权利要求1所述的一种基于工业互联网的智慧能源管理***，其特征在于：所述信息安全模块(10)还包括设备保护模块(21)，用于避免设备启动前和设备运行中电压、电流、水流、温度或硬件故障造成的能源设备(16)损毁。
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