專利名稱：一種用于能源監(jiān)控的終端的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及能源處理技術領域，更具體地說，涉及一種用于能源(尤其是工業(yè)能源)監(jiān)控的終端。
背景技術：
中國經(jīng)過多年的高速發(fā)展，已經(jīng)成為工業(yè)化大國，各種工業(yè)特別是重工業(yè)與以前相比已經(jīng)獲得了長足進步，各種基礎工業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)量已躍居世界前列，但是，工業(yè)生產(chǎn)對能源的需求量也與日俱增。而能源是有限的，對于中國而言，能源主要是一次能源，具有不可再生的特點，因此持續(xù)的大量消耗必將帶來能源逐漸減少直至枯竭的問題。并且，中國的能源組成結構中主要是以煤炭為主，大量煤炭能源的使用將造成環(huán)境污染。以上各種情況表明，需要對能源使用進行監(jiān)控，但目前，中國的工業(yè)企業(yè)在對能源 的使用方面缺乏有效的監(jiān)控管理手段，其獲取能耗數(shù)據(jù)的方式一般通過簡單設備(如電表)獲取并顯示，功能比較單一，最多只做檢測的工作，甚至能耗數(shù)據(jù)需要人工現(xiàn)場讀取，需要花費大量的人力，效率低下，給能源的監(jiān)控管理帶來了不便。

實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種用于能源監(jiān)控的終端，以解決現(xiàn)有技術設備功能單一、需要依靠大量人力而導致效率低下的問題。本實用新型公開的方案如下一種用于能源監(jiān)控的終端，包括測量能源使用設備的工業(yè)現(xiàn)場參數(shù)的測量電路，所述工業(yè)現(xiàn)場參數(shù)包括實時電壓信號、實時電流信號和/或模擬電流信號；用于連接現(xiàn)場總線的現(xiàn)場總線接口 ；向能源使用設備的執(zhí)行機構輸出操作指令的輸出電路；控制上述測量電路、現(xiàn)場總線接口和輸出電路工作的中央處理器；存儲來自測量電路及現(xiàn)場總線接口的數(shù)據(jù)的存儲器。優(yōu)選的，上述終端還包括受所述中央處理器控制、用于接收現(xiàn)場操作指令的本地操作輸入電路。優(yōu)選的，上述終端中，所述本地操作輸入電路包括接收設置于能源使用設備上的操作按鈕的開關量的按鈕開關量輸入電路及接收設備出現(xiàn)故障時發(fā)出的故障信號的故障開關量輸入電路。優(yōu)選的，上述終端還包括與所述按鈕開關量輸入電路、故障開關量輸入電路相連的指示燈輸出電路，用于驅動一組指示燈表示所述按鈕開關量輸入電路、故障開關量輸入電路的工作狀態(tài)。5、根據(jù)權利要求I所述的終端，其特征在于，所述現(xiàn)場總線接口包括第一現(xiàn)場總線接口和第二現(xiàn)場總線接口，其中[0018]所述第一現(xiàn)場總線接口與外部數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)相連接，用于實現(xiàn)本終端與管理層之間的數(shù)據(jù)傳輸；所述第二現(xiàn)場總線接口與連接能源使用設備的DCS系統(tǒng)相連，用于從所述DCS系統(tǒng)讀取所需數(shù)據(jù)。優(yōu)選的，上述終端中，所述存儲器為非易失性存儲器，存儲有管理層通過所述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)下發(fā)的節(jié)能策略，所述中央處理器在所述第一現(xiàn)場總線接口無法與所述管理層連接時，讀取所述存儲器中的節(jié)能策略，并依據(jù)所述節(jié)能策略通 過所述輸出電路輸出相應指令。優(yōu)選的，上述終端中，所述輸出電路包括運行開關指令觸點輸出電路，用于輸出啟動允許信號，驅動與能源使用設備的執(zhí)行機構啟動或停止；運行設定的模擬量輸出電路，用于輸出一個模擬量來設定所述執(zhí)行機構的狀態(tài)以調(diào)節(jié)能源使用設備的能源使用量；節(jié)能/旁路觸點輸出電路，用于指導所述執(zhí)行機構的運行模式，包括節(jié)能模式和旁路運行模式。優(yōu)選的，上述終端中，所述測量電路包括現(xiàn)場模擬量測量電路，用于測量現(xiàn)場的模擬量信號并提供給所述中央處理器；能源消耗的功率測量電路，用于測量電網(wǎng)電壓和所在終端的電流，提供給所述中央處理器，以確定功率；設備現(xiàn)場的電平測量電路，用于測量所在終端的多路電平值并提供給所述中央處
理器；電源檢測電路，測量當前電網(wǎng)的供電情況，并將測量結果提供給所述中央處理器。優(yōu)選的,上述終端還包括與所述中央處理器相連的用于連接顯示屏的顯示屏輸出電路。優(yōu)選的，上述終端中，所述能源使用設備包括風機、水泵、空壓機、冷凍機、離心機、電解槽、鍋爐或空調(diào)。從上述技術方案可以看出，本實用新型揭示的方案提供了用于能源監(jiān)控的終端，該終端不僅具有測量能源使用設備的工業(yè)現(xiàn)場參數(shù)的測量電路、向能源使用設備的執(zhí)行機構輸出操作指令的輸出電路及相關接口和存儲器，還具有控制上述部件工作的中央處理器，也就是說，本終端不僅具有檢測的功能，還具有數(shù)據(jù)傳輸及遠程操控的功能，由此無需花費大量人力進行檢測及控制，提高了工作效率。并且，本終端還具有受所述中央處理器控制、用于接收現(xiàn)場操作指令的本地操作輸入電路，根據(jù)本地輸入指令對執(zhí)行機構進行控制，集合了本地控制和遠程控制的功能。同時，本終端在與外部通信失敗的情況下，還可以根據(jù)預先獲取的節(jié)能策略獨立、自主地進行能源使用設備的控制，充分體現(xiàn)了智能性。另外，本終端中設置有不同的連接現(xiàn)場總線的接口，其中一個接口能夠接收來自計算機網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)，另一個接口連接能源使用設備現(xiàn)有的工業(yè)控制部件。這種方式除了實現(xiàn)上述遠程控制之外，還能使得監(jiān)控終端可以很容易地與能源使用設備現(xiàn)有的工業(yè)控制部件(現(xiàn)有能源使用設備一般設置有工業(yè)控制部件，例如DCS系統(tǒng)，尤其是在高壓、高危險性的場合)相連，即只需對現(xiàn)有工業(yè)控制部件稍加修改即可直接讀取其中數(shù)據(jù)，從而避免了冗余的、危險的現(xiàn)場安裝工作。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。圖I為本實用新型提供的用于能源監(jiān)控的終端所應用的系統(tǒng)的邏輯層次結構示意圖；圖2為本實用新型提供的用于能源監(jiān)控的終端所應用的一種能源監(jiān)控系統(tǒng)的結構示意圖；圖3為本實用新型提供的用于能源監(jiān)控的終端所應用的另一種能源監(jiān)控系統(tǒng)的結構示意圖；圖4為本實用新型實施例提供的一種用于能源監(jiān)控的終端的結構示意圖； 圖5 圖7為本實用新型實施例提供的另外幾種用于能源監(jiān)控的終端的結構的示意圖；圖8為本實用新型實施例提供的用于能源監(jiān)控的終端在空壓機能源監(jiān)控領域的應用的結構不意圖；圖9為本實用新型實施例提供的用于能源監(jiān)控的終端在工業(yè)企業(yè)能源監(jiān)控方面的應用的結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型提供了一種用于能源監(jiān)控的終端，該終端不僅具有檢測的功能，還具有數(shù)據(jù)傳輸及遠程操控的功能，由此無需花費大量人力進行檢測及控制，提高了工作效率。下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。為了本領域技術人員對本實用新型有全面、深入的理解，下面先介紹本實用新型所處于的系統(tǒng)的結構本實用新型所在的系統(tǒng)為能源監(jiān)控系統(tǒng)，其從邏輯層次上來看，屬于多層結構，如圖I所示，包括執(zhí)行層、檢測控制層、數(shù)據(jù)層和管理層，其中，執(zhí)行層位于最底層(能源使用設備所在層)，包括用于直接操控能源使用設備的各種部件，檢測控制層包括對所述能源使用設備進行能耗檢測及對執(zhí)行層進行控制的硬件設備，數(shù)據(jù)層位于檢測控制層和管理層之間，用于對檢測控制層及管理層之間的數(shù)據(jù)進行傳輸或處理，所述管理層位于頂層，用于獲取數(shù)據(jù)層傳輸?shù)膩碜詸z測控制層的測量數(shù)據(jù)，由操作者確定操作指示或節(jié)能策略后經(jīng)由數(shù)據(jù)層告知所述檢測控制層，由所述檢測控制層的硬件設備按照所述操作指示或者節(jié)能策略對執(zhí)行層的各種部件進行控制。[0049]從硬件結構組成上來看，所述能源監(jiān)控系統(tǒng)的結構如圖2所示，包括數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)21、執(zhí)行機構22、監(jiān)控裝置23和決策控制工作站24，其中所述執(zhí)行機構22即為位于所述執(zhí)行層的硬件設備，數(shù)量為多個，分別與各個能源使用設備相對應，每個執(zhí)行機構包括與能源使用設備相連的接口，及通過該接口調(diào)節(jié)能源使用設備的能源使用量的執(zhí)行部件。所述執(zhí)行部件可以是電氣開關或閥門，或者變頻器、燈光控制器、冷凍機或空壓機的控制端口。所述監(jiān)控裝置23即本實用新型所提出的終端，位于所述檢測控制層，數(shù)量同樣為多個，分別與各個能源使用設備及執(zhí)行結構相連，用于對能源使用設備進行能耗測量，并通過所述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)21發(fā)送測量數(shù)據(jù)，以及，根據(jù)預設策略或者從所述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)21接收到的操作指示，控制相連的執(zhí)行機構22。所述決策控制工作站24位于所述管理層，用于從所述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)21接收所述測量數(shù)據(jù)并按照預設方式呈現(xiàn)，以及，接收針對所述測量數(shù)據(jù)的操作指示，并通過所述數(shù)據(jù) 傳輸系統(tǒng)21發(fā)送。上述能源監(jiān)控系統(tǒng)中，所述監(jiān)控裝置23與所述決策控制工作站24之間的信息交互均是通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)21實現(xiàn)的，所述信息交互過程可以包括能耗數(shù)據(jù)的上報過程及操作指示的下發(fā)過程。其中，能耗數(shù)據(jù)的上報過程如下首先，各個監(jiān)控裝置23 (即本實用新型所提出的終端)測量相連的能源使用設備的工業(yè)現(xiàn)場參數(shù)，得到測量數(shù)據(jù)后通過所述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)21傳輸，所述測量數(shù)據(jù)包括設備標識、現(xiàn)場參數(shù)和能耗數(shù)據(jù)，其中所述設備標識可以是該設備的名稱，可以進一步包括系列及型號信息；所述能耗數(shù)據(jù)可以包括能源消耗量(如用電量、用油量等)，可以包括累積消耗量和預設時間內(nèi)的消耗量；所述現(xiàn)場參數(shù)包括實時電壓信號、實時電流信號和/或標準模擬電流信號等，所述實時電壓信號是指作用在能源使用設備上的實際電壓，實時電流信號是指作用在能源使用設備上的實際電流，標準的模擬電流信號是指4 20mA的標準模擬信號，用于支持各種傳感器所輸出的標準信號的測量，因為各種物理量(例如壓力、流速、液位、濕度等)均可通過傳感器轉換為標準的4 20mA信號，由監(jiān)控裝置23所測量。其次，決策控制工作站24通過所述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)接收到各個監(jiān)控裝置上報的關于各個能源使用設備的測量數(shù)據(jù)，經(jīng)過預設處理(可以是匯總、排列、分類等操作)后呈現(xiàn)給操作者，以方便操作者確定合適的操作指示(即節(jié)能策略或者操作命令)。上述各個監(jiān)控裝置23采集和上報測量數(shù)據(jù)是可以分散、獨立進行的，而決策控制工作站24則是統(tǒng)一對測量數(shù)據(jù)進行處理。所述操作指示的下發(fā)過程為決策控制工作站24接收操作者輸入的操作指示，將所述操作者指示通過所述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)21傳輸往對應的監(jiān)控裝置。接收到所述操作指示的監(jiān)控裝置按照所述操作指示，控制對應的執(zhí)行機構工作。在其他實施例中，能源監(jiān)控系統(tǒng)除了包括圖2所示各個組成部分之外，還可以進一步包括用于對能源使用進行評估，從而給操作者確定操作指示或節(jié)能策略提供參考的裝置。如圖3所示，能源監(jiān)控系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)21、執(zhí)行機構22、監(jiān)控裝置23和決策控制工作站24之外，還包括能源使用評估計算機25。所述能源使用評估計算機25位于所述管理層，其功能包括用于從數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)21接收測量數(shù)據(jù)，從中獲取能源使用設備的現(xiàn)場參數(shù)，代入內(nèi)置于本計算機的能源使用數(shù)學模型，進行仿真運算得到參考能源消耗量，以及，將所述參考能源消耗量與所述測量數(shù)據(jù)中的能耗數(shù)據(jù)進行比較，依據(jù)比較運算結果對所述能源使用設備進行效能評估，并通過所述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)21發(fā)布評估結果。由此，所述決策控制工作站24可以從數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)21獲取到所述評估結果，從而能夠給操作者的確定操作指示或節(jié)能策略提供參考。從整體上介紹了本實用新型提供的終端所在工作環(huán)境之后，下面重點介紹該終端的具體結構及功能。本實用新型提供的終端，與工業(yè)現(xiàn)場的具體末端用能設備(即能源使用設備，如風機、水泵、變頻器、空壓機、冷凍機、電解槽、鍋爐等)相連且一一對應，即一臺能源使用設備對應一臺所述終端。所述終端具有獨立計算和處理能力之外還可以進行信息共享及遠程獲取操作者指令，例如可以通過訪問管理層的服務器來獲取該服務器經(jīng)過計算或者搜索之后返回的 結果。相當于擁有了自身難以達到的超強計算能力和龐大的信息支持，可以認為是一個工業(yè)領域中的“云終端”。所述終端基本功能是將工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡傳輸?shù)焦芾韺?即對工業(yè)設備的能源使用情況進行監(jiān)視)，并接收管理層的服務器的處理結果，然后再依據(jù)所述處理結果操控對應的能源使用設備。所述終端的一種結構如圖4所示，包括中央處理器231、測量電路232、現(xiàn)場總線接口 233、輸出電路234和存儲器235，其中所述測量電路232與能源使用設備相連，用于該測量能源使用設備的工業(yè)現(xiàn)場參數(shù)，例如實時電壓信號、實時電流信號和/或模擬電流信號。所述現(xiàn)場總線接口 233用于現(xiàn)場總線。所述輸出電路234與能源使用設備的執(zhí)行機構相連，用于向所述執(zhí)行機構輸出操作指令。所述存儲器235可以為非易失性存儲器，用于存儲包括來自所述測量電路232及現(xiàn)場總線接口 233的數(shù)據(jù)，包括測量數(shù)據(jù)、節(jié)能策略等。所述中央處理器231與所述測量電路232、現(xiàn)場總線接口 233、輸出電路234和非易失性存儲器235相連，以控制所述測量電路232、現(xiàn)場總線接口 233、輸出電路234和存儲器235工作。所述終端的工作過程包括測量數(shù)據(jù)的上傳及遠程操作指示的獲取及下發(fā)，其中所述測量數(shù)據(jù)的上傳過程包括首先，所述測量電路232測量其所連接的能源使用設備的工業(yè)現(xiàn)場參數(shù)，得到測量結果后轉換成二進制格式，形成測量數(shù)據(jù)，然后傳輸給所述中央處理器231，所述工業(yè)現(xiàn)場參數(shù)包括實時電壓信號、實時電流信號及標準的模擬電流信號，其中，所述實時電壓信號是指作用在能源使用設備上的實際電壓，實時電流信號是指作用在能源使用設備上的實際電流，標準的模擬電流信號是指4 20mA的標準模擬信號，用于支持各種傳感器所輸出的標準信號的測量，因為各種物理量(例如壓力、流速、液位、濕度等)均可通過傳感器轉換為可測量的標準的4 20mA信號。[0075]然后，所述中央處理器231將所述測量數(shù)據(jù)進行存儲至所述非易失性存儲器235，并同時通過所述現(xiàn)場總線接口 233傳輸往管理層。當然，在存儲和傳輸之前，還可以進一步對測量數(shù)據(jù)進行整理，如整理成統(tǒng)一格式。所述遠程操作指示的獲取及下發(fā)過程包括首先，所述現(xiàn)場總線接口 233接收所述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)21傳輸?shù)膩碜怨芾韺拥牟僮髦甘?，然后將所述操作指示提供給所述中央處理器231，所述中央處理器231對所述操作指示進行解析，并根據(jù)現(xiàn)有狀況判斷是否能夠執(zhí)行對應操作，然后在能夠執(zhí)行的情況下，輸出執(zhí)行指令給所述輸出電路234。所述來自管理層的操作指示可以是某次具體的操作，如關閉或開啟能源使用設備，也可以是節(jié)能策略的具體內(nèi)容。然后，所述輸出電路234將所述中央處理器231傳遞的信號(即上述執(zhí)行指令) 后，輸出給與現(xiàn)場能源使用設備相連的執(zhí)行機構。 此外，在其他實施例中，所述監(jiān)控裝置23在圖4的基礎上，進一步包括用于實現(xiàn)本地操作命令輸入的功能單元，如圖5所示，所述監(jiān)控裝置除了包括上述中央處理器231、測量電路232、現(xiàn)場總線接口 233、輸出電路234和非易失性存儲器235之外，還包括本地操作輸入電路236，所述本地操作輸入電路236與所述中央處理器231相連，用于接收現(xiàn)場人員輸入的操作指令并傳遞給所述中央處理器231，當然，也可以在對操作指令進行簡單處理(例如限幅處理)后再傳遞給所述中央處理器231。所述操作指令可以是開關量輸入指令或模擬量輸入指令，所述開關量可以是作為操作按鈕或故障信號開關的一個觸點開關信號輸入的，所述模擬量輸入包括可調(diào)的電壓、電流等，用于實現(xiàn)現(xiàn)場人員進行設定的模擬量。即在某些實施例中，所述本地操作輸入電路236可以至少包括兩個具體的電路接收設置于能源使用設備上的操作按鈕的開關量的按鈕開關量輸入電路，及，接收設備出現(xiàn)故障時發(fā)出的故障信號的故障開關量輸入電路。此外，所述終端還可以進一步包括與所述按鈕開關量輸入電路、故障開關量輸入電路相連的指示燈輸出電路，用于驅動一組指示燈表示所述按鈕開關量輸入電路、故障開關量輸入電路的工作狀態(tài)。所述輸出電路234在接收到所述中央處理器231傳遞的本地操作信號(即上述現(xiàn)場人員輸入的操作指令)，一般也會做些簡單處理(例如限幅處理)后再以開關量輸出或模擬量輸出的形式提供給執(zhí)行機構。所述開關量輸出是指開關觸點信號，用于控制邏輯通斷，以指揮所述執(zhí)行機構執(zhí)行“是否通電”、“是否開始工作”等操作；所述模擬量輸出是可調(diào)的電壓信號和/或電流信號，用于指揮執(zhí)行機構工作，以調(diào)整能源使用設備的工作強度、轉速、閥門開度、溫度和/或壓力等。在某些實施例中，所述輸出電路234包括運行開關指令觸點輸出電路、運行設定的模擬量輸出電路和節(jié)能/旁路觸點輸出電路，其中所述運行開關指令觸點輸出電路，用于輸出啟動允許信號，驅動與能源使用設備的執(zhí)行機構啟動或停止；所述運行設定的模擬量輸出電路，用于輸出一個模擬量來設定所述執(zhí)行機構的狀態(tài)以調(diào)節(jié)能源使用設備的能源使用量；所述節(jié)能/旁路觸點輸出電路，用于指導所述執(zhí)行機構的運行模式，包括節(jié)能模式和旁路運行模式。通過上述內(nèi)容可知，所述中央處理器231可以根據(jù)管理層(決策控制工作站)下發(fā)的具體操作命令，來控制執(zhí)行機構工作，還可以根據(jù)所述管理層下發(fā)的操作指示確定節(jié)能策略，然后依據(jù)所述節(jié)能策略控制執(zhí)行機構工作。而需要說明的是，所述節(jié)能策略可以是所述中央處理器231從決策控制工作站下載得到，具體的，中央處理器231可以周期性地從決策控制工作站下載新的節(jié)能策略，并存儲至所述非易失性存儲器235，于是能夠在網(wǎng)絡通信失敗(即無法連接到管理層的決策控制工作站)時，根據(jù)現(xiàn)有的節(jié)能策略控制執(zhí)行機構工作?？梢钥闯?，本文的監(jiān)控裝置23在綜合本地操作、遠程控制的功能之外，還具備網(wǎng)絡失敗下獨立、自主地運行節(jié)能策略的功能，對能源使用設備節(jié)能控制工作的順利進行提
供保障。需要說明的是，由于工業(yè)現(xiàn)場的特殊性，現(xiàn)場往往已經(jīng)具備工業(yè)控制DCS系統(tǒng)，其使用了現(xiàn)場總線對能源使用設備進行了簡單的連接，尤其是在高壓、高危險的場合，一般都 設置有所述DCS系統(tǒng)。鑒于此，本文通過在監(jiān)控裝置23上設置用于與DCS系統(tǒng)相連接的現(xiàn)場總線接口，來直接利用原先的DCS系統(tǒng)獲取測量數(shù)據(jù)，由此只需要對原有DCS系統(tǒng)稍加改動即可直接讀取所述DCS系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，從而避免了冗余的、危險的現(xiàn)場安裝工作。也就是說，本文中所述監(jiān)控裝置23的現(xiàn)場總線接口 233可以包括第一現(xiàn)場總線接口 2331和第二現(xiàn)場總線接口 2332，如圖6所示，所述第一現(xiàn)場總線接口 2331與所述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)21 (具體是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)21中的現(xiàn)場總線211)相連接，用于實現(xiàn)本監(jiān)控裝置23與管理層之間的數(shù)據(jù)傳輸；所述第二現(xiàn)場總線接口 2332用于與現(xiàn)有的DCS系統(tǒng)相連，用于從所述DCS系統(tǒng)讀取所需數(shù)據(jù)(即所述測量數(shù)據(jù))。在其他實施例中，所述監(jiān)控裝置還可以進一步包括顯示裝置，以顯示測量結果或者一些警告信息。如圖7所示，所述監(jiān)控裝置23除了包括上述中央處理器231、測量電路232、現(xiàn)場總線接口 233、輸出電路234、非易失性存儲器235和本地操作輸入電路236之外，還包括本地顯示屏237及顯示屏輸出電路238，所述顯示屏輸出電路238用于將所述中央處理器231提供的測量數(shù)據(jù)(或者測量數(shù)據(jù)的一部分，例如風機累積用電量)及各種操作的輸入窗口，以及提供給所述顯示屏237，由所述顯示屏237進行顯示。需要說明的是，在其他實施例中，可以將顯示裝置和輸入電路設置為一體，即為輸入輸出一體化設備，如觸摸屏。下面再介紹本終端在空壓機能源監(jiān)控方面及工業(yè)企業(yè)能源監(jiān)控方面的兩個實例。I、在空壓機能源監(jiān)控領域的應用參考圖8，工業(yè)現(xiàn)場具有多臺作為能源使用設備的空壓機，共同運行以共同提供壓縮空氣，本系統(tǒng)中具有多個監(jiān)控裝置，分別與各臺空壓機相對應。其中空壓機I和與其對應的監(jiān)控裝置是相連且相互獨立的。空壓機2同樣和對應的監(jiān)控裝置是相互獨立的，但是該對應的監(jiān)控裝置設置于一臺電氣調(diào)速控制柜中，甚至可以認為所述監(jiān)控裝置即是所述電氣調(diào)速控制柜?？諌簷C3中內(nèi)置有執(zhí)行機構及與空壓機3對應的監(jiān)控裝置。各監(jiān)控裝置通過現(xiàn)場總線與適配器的一端相連，所述適配器的另一端連接局域網(wǎng)，位于管理層的云服務器(集成能源使用評估功能)、決策控制工作站均與所述局域網(wǎng)相連。各監(jiān)控裝置在對應的空壓機的外圍進行監(jiān)視和測量，獲得該空壓機的現(xiàn)場參數(shù)(電壓、電流和輸出氣壓)，根據(jù)電壓和電流的相乘關系計算出該空壓機的耗電功率，累積耗電量并存儲，將所述現(xiàn)場參數(shù)、耗電功率及累積耗電量等信息(即測量數(shù)據(jù))通過現(xiàn)場總線傳輸給所述適配器。所述適配器按照TCP/IP協(xié)議的要求對所述測量數(shù)據(jù)進行處理后發(fā)往局域網(wǎng)，連接所述局域網(wǎng)的能源評估計算機從數(shù)學模型庫中獲取與該各空壓機對應的數(shù)學模型，進行實例化后輸入所述現(xiàn)場參數(shù)得到理論耗電功率，將實際耗電功率與所述理論耗電功率進行比較，并根據(jù)比較結果提供評估結果，發(fā)往局域網(wǎng)。與所述局域網(wǎng)相連且處于管理層的決策控制工作站獲取局域網(wǎng)中傳輸?shù)臏y量數(shù)據(jù)，按照預設格式呈現(xiàn)給操作者，以及獲取所述評估結果，提供給所述操作者作為決策參考；并且，接收所述操作者的操作指示(可以是對某空壓機的具體指令，如關閉、開啟，也可以是針對某空壓機的節(jié)能策略)，通過局域網(wǎng)傳輸給適配器，由適配器進行轉換為現(xiàn)場總線格式后提供給對應的監(jiān)控裝置。各監(jiān)控裝置從現(xiàn)場總線獲取決策控制工作站下發(fā)的操作命令，并按照該操作命令控制對應的空壓機進行工作，或者接收所述決策控制工作站下發(fā)的節(jié)能策略標號，然后根據(jù)該節(jié)能策略標號從本監(jiān)控裝置中存儲的節(jié)能策略中確定出目標節(jié)能策略，最后按照所述、目標節(jié)能策略控制對應的空壓機工作。當然，還可以是接收所述決策控制工作站下發(fā)的節(jié)能策略，存儲至本地后，依據(jù)該節(jié)能策略控制對應的空壓機工作。所述監(jiān)控裝置在無法與決策控制工作站正常通訊(如網(wǎng)絡中斷)的情況下，可以自主執(zhí)行本地存儲的節(jié)能策略。2、工業(yè)企業(yè)能源監(jiān)控方面的應用在工業(yè)企業(yè)應用時，與前文空壓機能源監(jiān)控領域的應用相比，情況較為復雜，假設某一家工業(yè)企業(yè)具有4臺設備，如圖9所示，其中，設備I和設備4(設備4為高壓設備)已經(jīng)接入企業(yè)原有的DCS系統(tǒng)，由于設備I和設備2距離較近，設備3和設備4距離較近，因此將設備I和設備2作為一組并配置同一適配器，設備3和設備4作為另一組并配置另一個適配器。每個設備均對應一個監(jiān)控裝置，其中，設備I、設備2和設備3分別直接與各自對應的監(jiān)控裝置連接，而設備4為高壓設備，不適合直接連接監(jiān)控裝置，因此，本文將設備4對應的監(jiān)控裝置的現(xiàn)場總線接口接入企業(yè)自身的現(xiàn)場總線以獲取數(shù)據(jù)。所述兩個適配器將各監(jiān)控裝置提供的測量數(shù)據(jù)經(jīng)適配器傳輸至網(wǎng)絡，由集成了能源使用評估功能和數(shù)據(jù)傳輸功能的云服務器進行網(wǎng)絡發(fā)布，網(wǎng)絡上的決策控制工作站(包括監(jiān)視機、工作機I、工作機2和工作機3)通過網(wǎng)絡獲取云服務器發(fā)布的信息，所述監(jiān)視機提供數(shù)據(jù)監(jiān)視和報表功能(即前文所述監(jiān)視計算機241)，工作機I提供生產(chǎn)指揮功能(即前文所述生產(chǎn)指揮計算機242)，工作機2提供能源使用報告和分析功能(即前文所述分析計算機244)，工作機3提供能源使用的決策功能(即前文所述決策計算機243)。需要說明的是，上述網(wǎng)絡可以是局域網(wǎng)，也可以是廣域網(wǎng)，即本系統(tǒng)在工業(yè)企業(yè)能源監(jiān)控方面的應用可以局限于局域網(wǎng)，也可以拓展至廣域網(wǎng)。需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍?！?br> 權利要求1.一種用于能源監(jiān)控的終端，其特征在于，包括 測量能源使用設備的工業(yè)現(xiàn)場參數(shù)的測量電路，所述工業(yè)現(xiàn)場參數(shù)包括實時電壓信號、實時電流信號和/或模擬電流信號； 用于連接現(xiàn)場總線的現(xiàn)場總線接口； 向能源使用設備的執(zhí)行機構輸出操作指令的輸出電路； 控制上述測量電路、現(xiàn)場總線接口和輸出電路工作的中央處理器； 存儲來自測量電路及現(xiàn)場總線接口的數(shù)據(jù)的存儲器。
2.根據(jù)權利要求I所述的終端，其特征在于，還包括 受所述中央處理器控制、用于接收現(xiàn)場操作指令的本地操作輸入電路。
3.根據(jù)權利要求2所述的終端，其特征在于，所述本地操作輸入電路包括接收設置于能源使用設備上的操作按鈕的開關量的按鈕開關量輸入電路及接收設備出現(xiàn)故障時發(fā)出的故障信號的故障開關量輸入電路。
4.根據(jù)權利要求3所述的終端，其特征在于，還包括 與所述按鈕開關量輸入電路、故障開關量輸入電路相連的指示燈輸出電路，用于驅動一組指示燈表示所述按鈕開關量輸入電路、故障開關量輸入電路的工作狀態(tài)。
5.根據(jù)權利要求I所述的終端，其特征在于，所述現(xiàn)場總線接口包括第一現(xiàn)場總線接口和第二現(xiàn)場總線接口，其中 所述第一現(xiàn)場總線接口與外部數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)相連接，用于實現(xiàn)本終端與管理層之間的數(shù)據(jù)傳輸； 所述第二現(xiàn)場總線接口與連接能源使用設備的DCS系統(tǒng)相連，用于從所述DCS系統(tǒng)讀取所需數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權利要求3所述的終端，其特征在于，所述存儲器為非易失性存儲器，存儲有管理層通過所述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)下發(fā)的節(jié)能策略，所述中央處理器在所述第一現(xiàn)場總線接口無法與所述管理層連接時，讀取所述存儲器中的節(jié)能策略，并依據(jù)所述節(jié)能策略通過所述輸出電路輸出相應指令。
7.根據(jù)權利要求I所述的終端，其特征在于，所述輸出電路包括 運行開關指令觸點輸出電路，用于輸出啟動允許信號，驅動與能源使用設備的執(zhí)行機構啟動或停止； 運行設定的模擬量輸出電路，用于輸出一個模擬量來設定所述執(zhí)行機構的狀態(tài)以調(diào)節(jié)能源使用設備的能源使用量； 節(jié)能/旁路觸點輸出電路，用于指導所述執(zhí)行機構的運行模式，包括節(jié)能模式和旁路運行模式。
8.根據(jù)權利要求I所述的終端，其特征在于，所述測量電路包括 現(xiàn)場模擬量測量電路，用于測量現(xiàn)場的模擬量信號并提供給所述中央處理器； 能源消耗的功率測量電路，用于測量電網(wǎng)電壓和所在終端的電流，提供給所述中央處理器，以確定功率； 設備現(xiàn)場的電平測量電路，用于測量所在終端的多路電平值并提供給所述中央處理器； 電源檢測電路，測量當前電網(wǎng)的供電情況，并將測量結果提供給所述中央處理器。
9.根據(jù)權利要求1-8任意一項所述的終端，其特征在于，還包括 與所述中央處理器相連的用于連接顯示屏的顯示屏輸出電路。
10.根據(jù)權利要求9所述的終端，其特征在于，所述能源使用設備包括風機、水泵、空壓機、冷凍機、離心機、電解槽、鍋爐或空調(diào)。
專利摘要本實用新型涉及一種用于能源監(jiān)控的終端，包括測量能源使用設備的工業(yè)現(xiàn)場參數(shù)的測量電路，所述工業(yè)現(xiàn)場參數(shù)包括實時電壓信號、實時電流信號和/或模擬電流信號；用于連接現(xiàn)場總線的現(xiàn)場總線接口；向能源使用設備的執(zhí)行機構輸出操作指令的輸出電路；控制上述測量電路、現(xiàn)場總線接口和輸出電路工作的中央處理器；存儲來自測量電路及現(xiàn)場總線接口的數(shù)據(jù)的存儲器。本實用新型不僅具有檢測的功能，還具有數(shù)據(jù)傳輸及遠程操控的功能，由此無需花費大量人力進行檢測及控制，提高了工作效率。
文檔編號G05B19/418GK202472392SQ201220098189
公開日2012年10月3日 申請日期2012年3月15日 優(yōu)先權日2012年3月15日
發(fā)明者曾洪駿, 閆永勤 申請人:北京時代科儀新能源科技有限公司