专利名称：一种能源管理系统的制作方法
技术领域：
:本实用新型涉及钢铁冶金能源管理技术领域，特别是涉及一种能源管理系统。
技术背景:在现有技术中，冶金彳丁业能源管理系统大多由庞大的米集系统和管理系统组成。采集系统为庞大SCADA系统。通过贯穿全公司(集团)的光纤环网采集全公司的能源信息。以500万吨年产量的钢铁公司为例，其采集点的规模在5-10万点左右。通过PLC、RTU等设备将水、电、风、气等能源介质信号采集，通过交换机网管等将信号传递到公司能源中心环网上。通过工业SCADA软件将所采集到的信号存储到实时数据库上，便于显示和分析。由于信息量大，并且处理相对集中，所以系统规模庞大，需配有较大规模服务器群。SCADA系统主要包括采集和显示两大功能。管理系统采用Oracle关系数据库，将大部分信息存储，备有服务器机群(工作及冗余服务器)，SAN磁盘阵列、防火墙、主交换机等设备，大量的设备资源用于分析和预测。管理分析软件的主要功能为报表，能源预测以及能源平衡等协调功能。同时还应具有DLP组合大屏幕等相关设备和办公大厅等办公环境，系统规模庞大，多需单独建立能源管理楼等基础设施。该系统的缺点是:企业建设基础设施和投资大型服务器群，造成系统规模庞大，投资及维护运营成本高。
发明内容:本实用新型的目的是克服现有技术中系统规模庞大，投资及维护运营成本高的问题，提供一种能将庞大的数据量分散，提取关键数据，并且带有易于集成于系统的多种接口，使用WINCC软件，以及其兼容的OPC服务开放接口等，能采集几乎所有主流工控产品的能源数据信息，通过VC++等软件的二次开发，进一步融合各种非标产品及工业协议，针对大量数据的计算及存储，提出云计算解决方案，即将采集到的数据通过WINCC 二次开发组件及开放协议发送，经由互联网，将数据发送到云端服务器，投资规模小的一种瘦身版的能源管理系统。本实用新型解决其技术问题所采用的方案是:提供一种能源管理系统，包括Internet互联网、传感器/变送器组、带有多协议的核心交换机、SAN磁盘阵列；其特征是:还包括:现场数据采集服务器、数据发送单元模块、基于WINCC的2次开发的能源系统组件、带有GPRS-VPN功能的无线采集接收发送模块(DTU)、关系数据库服务器、实时数据库服务器、带有浏览器的客户端、B.DATA能源管理组件、Oracle数据库；现场数据采集服务器与数据发送单元模块、基于WINCC的2次开发的能源系统组件相连接；数据发送单元模块与Internet互联网、带有GPRS-VPN功能的无线采集接收发送模块(DTU)相连接；带有GPRS-VPN功能的无线采集接收发送模块(DTU)与传感器/变送器组相连接；Internet互联网与带有浏览器的客户端相连接；带有多协议的核心交换机与Internet互联网、实时数据库服务器相连接；实时数据库服务器与关系数据库服务器、SAN磁盘阵列、B.DATA能源管理组件相连接；关系数据库服务器8与Oracle数据库相连接；现场数据采集服务器、数据发送单元模块、基于WINCC的2次开发的能源系统组件主要内容为现场能源数据采集、分析部分；实时数据库服务器与关系数据库服务器主要为云端工序能耗等数据采集、分析、处理部分。其特征还在于:现场数据采集服务器、数据发送单元模块、基于WINCC的2次开发的能源系统组件、带有GPRS-VPN功能的无线采集接收发送模块(DTU)、传感器/变送器组属于采集点即为智能处理点，处理关键能源参数并设置在钢厂现场；带有多协议的核心交换机、关系数据库服务器、实时数据库服务器、SAN磁盘阵列、B.DATA能源管理组件、Oracle数据库属于远方能源管理系统，并设置在远程云端；所说的远程云端是指基于无线物联网技术、和云计算技术的能源管理中心工程架构方式的能源管理系统；基于无线物联网技术、和云计算技术的能源管理中心工程架构方式；处理关键能源参数的采集点即为智能处理点和远程云端能源管理系统处理相结合。本实用新型的有益效果是:与现有的能源中心相比，其优点体现在以下几点:
a.集成能源管理的主要功能，利用关键参数管理能耗，比原系统规模“瘦身”三分之二以上，易于设计和施工；b.基于物联网技术结合多种网络接口方式，系统极易扩展和维护，且维护成本低廉；c.集成现有冶金设备工艺特色，同时对不同设备能源管理实现系统互连，信息互通；d.具有云计算等功能，将国际国内的重要参数实时传递给能源管理系统，可使操作者同行业横向对比，间接给出找出问题和解决方案的途径。云计算平台配备先进能管软件和数据库能实现能源预测、能源平衡管理等核心功能；e.不用再建立能源管理中心大楼，使管理者在办公室通过浏览器就可以查看能源报表等。
:图1是本实用新型实施例“一种能源管理系统”结构图；附图中:1.现场数据采集服务器；2.数据发送单元模块；3.基于WINCC的2次开发的能源系统组件；4.1nternet互联网；5.带有GPRS-VPN功能的无线采集接收发送模块(DTU) ；6.传感器/变送器组；7.带有多协议的核心交换机；8.关系数据库服务器；9.实时数据库服务器；10.SAN磁盘阵列；11.带有浏览器的客户端；12.B.DATA能源管理组件；13.0racle 数据库。
具体实施方式
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以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详细描述:如图1所示的一种能源管理系统，包括现场数据采集服务器1、数据发送单元模块2、基于WINCC的2次开发的能源系统组件3、Internet互联网4、带有GPRS-VPN功能的无线采集接收发送模块(DTU) 5、传感器/变送器组6、带有多协议的核心交换机7、关系数据库服务器8、实时数据库服务器9、SAN磁盘阵列10、带有浏览器的客户端11、B.DATA能源管理组件12、Oracle数据库13组成；现场数据采集服务器I与数据发送单元模块2、基于WINCC的2次开发的能源系统组件3相连接；数据发送单元模块2与Internet互联网4、带有GPRS-VPN功能的无线采集接收发送模块(DTU)5相连接；带有GPRS-VPN功能的无线采集接收发送模块(DTU)5与传感器/变送器组6相连接；Internet互联网4与带有浏览器的客户端11相连接；带有多协议的核心交换机7与Internet互联网4、实时数据库服务器9相连接；实时数据库服务器9与关系数据库服务器8、SAN磁盘阵列10、B.DATA能源管理组件12相连接；关系数据库服务器8与Oracle数据库13相连接。其工作原理是将采集到的能源信息在现场进行分析得出能源的关键数据，并通过互联网方式上传到云处理中心后，存储于IOSAN磁盘阵列上；基于无线物联网技术、和云计算技术的云处理中心将DATA管理能源的优化，预测，系统节能、集成设备级能源管理系统的硬件和软件、基于分散软件采集分析(设备级)和硬件发送机制(无线互联网等灵活机制)、集成能源管理结合特定设备的工艺等相结合，通过能源集中管理软件B.data和Oracle数据库服务器组实现其能源管理功能；其特点是:集成设备级能源管理系统、基于分散软件采集分析(设备级)和硬件发送机制(无线互联网等灵活机制)、集成能源管理结合特定设备的工艺，形成针对特定系统的能源管理系统；基于无线物联网技术、和云计算技术的能源管理中心工程架构方式；采集点即为智能处理点，处理关键能源参数；智能采集点和远方能源管理系统处理相结合。本实用新型的特点还在于:将设备或生产线控制功能上加装信息化标识及功能，将集成能源管理产品集成在人机界面(HMI)系统中，通过访问设备或是产线控制系统的关键能源信息(KPI)，通过内部处理算法，产生能源实时显示及提醒功能；利用云计算功能，将实施分析各厂或整个冶金行业的重要参数，如吨钢能耗等，给企业设备级、厂级、和集团做出直观建议参数。技术方案主要包含两个部分:即数据采集部分及数据处理部分。数据采集部分模式主要组成分为两部分:一部分是云端设备能源集成概念以及嵌入式系统，该系统能智能采集云端设备的关键能源信息(KPI)。其信息涉及水、电、风、气等能源介质的计量参数，内部运算转化为吨钢能耗等标准指标，便于记录和比较调整。该系统设有多种接口形式与原系统集成，包含OPC协议模式。将经过初步处理的吨钢能耗等数据以及其他关键数据通过多种方式上传云服务器。该部分主要是由云端集成能管中心模块组成，其主要包含，基于WINCC 二次开发的能源管理软件，其形式为HMI集成模式，可以成为系统HMI的一组画面或是组件；和硬件智能设备(PLC、DTU)。另一部分是将偏远或不易布线的能源介质信息通过GPRS-APN网络采集上来，例如远程水源地的流量信息等。将采集的信息发送到在就近的能源中心采集站处理，代码基于WINCC画面和VC++源代码。其特征主要有两方面:1、采集关键能源信息。数据采集可以通过OPC接口采集或是通过基于物联网技术，重要仪表就地采集，通过GPRS-APN网络上传到就近的能源管理操作点。采集到的关键能源数据通过内部VC++算法处理(包含累加、积分、线性差值等)。信息包括:水、电、风、气的用量信息(时、日、月)，能源介质流量信息，水、电、风、气变化超常的关联信息等。通过云平台提供的相关标准参照信息，找出不合理耗能点，达到设备及节能的效果；另外，结合设备(生产线)工艺，智能提出特色节能算法。如针对高刚度轧机设备工艺的特色节能算法。2、VC++算法实现关键设备互联，及上传到云平台。关键设备互联是将所有集成能源管理软件的，设备HMI或是服务器互联，互通能源信息，实现一个能源流的传递过程，通过互通信息以及远端云平台计算分析，并且云平台具有GIS服务功能，对全公司的能流有了系统的检测，通过西门子B.DATA能源预测算法，能源平衡算法，产生相关数据直接发送到能源部门的智能终端上。此架构结构采用B/S结构，能通过浏览器访问到这个预测平台，通过账号权限控制。实现管理者的直接了解能源信息和采取决策，实现系统节能。云服务器端通过大型能源管理软件西门子B.data软件，以及Oracle数据库提供数据运算存储支持；同时将全行业的吨钢标准数据传递给集成能源管理系统，并提供报表，能源预测以及日常管理等核心功能。其支持多种访问方式，可以使用计算机、笔记本、智能手机以及平板电脑等通过网页浏览器访问。可以快速准确地将能源数据发送到管理者的显示设备上，实现能源高效集中扁平化管理控制。
权利要求1.一种能源管理系统，包括Internet互联网(4)、传感器/变送器组(6)、带有多协议的核心交换机(7)、SAN磁盘阵列(10);其特征是:还包括:现场数据采集服务器(I)、数据发送单元模块(2)、基于WINCC的2次开发的能源系统组件(3)、带有GPRS-VPN功能的无线采集接收发送模块(DTU) (5)、关系数据库服务器(8)、实时数据库服务器(9)、带有浏览器的客户端(11)、B.DATA能源管理组件(12)、Oracle数据库(13);现场数据采集服务器(I)与数据发送单元模块(2)、基于WINCC的2次开发的能源系统组件(3)相连接；数据发送单元模块(2)与Internet互联网(4)、带有GPRS-VPN功能的无线采集接收发送模块(DTU) (5)相连接；带有GPRS-VPN功能的无线采集接收发送模块(DTU) (5)与传感器/变送器组(6)相连接；Internet互联网(4)与带有浏览器的客户端(11)相连接；带有多协议的核心交换机(7)与Internet互联网(4)、实时数据库服务器(9)相连接；实时数据库服务器(9)与关系数据库服务器(8)、SAN磁盘阵列(10)、B.DATA能源管理组件(12)相连接；关系数据库服务器(8)与Oracle数据库(13)相连接；现场数据采集服务器(I )、数据发送单元模块(2)、基于WINCC的2次开发的能源系统组件(3)主要内容为现场能源数据采集、分析部分；实时数据库服务器(9)与关系数据库服务器(8)主要为云端工序能耗等数据采集、分析、处理部分。
2.如权力要求I所述的一种能源管理系统，其特征是:现场数据采集服务器(I)、数据发送单元模块(2)、基于WINCC的2次开发的能源系统组件(3)、带有GPRS-VPN功能的无线采集接收发送模块(DTU) (5)、传感器/变送器组(6)属于采集点即为智能处理点，处理关键能源参数并设置在钢厂现场；带有多协议的核心交换机7、关系数据库服务器8、实时数据库服务器9、SAN磁盘阵列10、B.DATA能源管理组件12、Oracle数据库13属于远方能源管理系统，并设置在远程云端。
3.如权力要求2所述的一种能源管理系统，其特征是:所说的远程云端是指基于无线物联网技术、和云计算技术的能源管理中心工程架构方式的能源管理系统。
4.如权力要求2所述的一种能源管理系统，其特征是:基于无线物联网技术、和云计算技术的能源管理中心工程架构方式；处理关键能源参数的采集点即为智能处理点和远程云端能源管理系统处理相结合。
专利摘要提供一种能源管理系统，包括相互连接的Internet互联网、传感器/变送器组、带有多协议的核心交换机、SAN磁盘阵列、现场数据采集服务器、数据发送单元模块、基于WINCC的2次开发的能源系统组件、带有GPRS-VPN功能的无线采集接收发送模块(DTU)、关系数据库服务器、实时数据库服务器、带有浏览器的客户端、B.DATA能源管理组件、Oracle数据库；现场数据采集服务器、数据发送单元模块、基于WINCC的2次开发的能源系统组件主要内容为现场能源数据采集、分析部分；实时数据库服务器与关系数据库服务器主要为云端工序能耗等数据采集、分析、处理部分。本实用新型的优点是易于设计和施工、维护成本低廉、能实现系统节能功能。
文档编号G06Q10/06GK202995795SQ20122072924
公开日2013年6月12日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者苍安, 司佑智, 马荣芳, 尤丽静, 孙海鹏, 高策 申请人:北京中冶设备研究设计总院有限公司