[發(fā)明專利]嵌入式用能優(yōu)化器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110006171.1
• 申請日: 2011-01-13
• 公開（公告）號: CN102176253A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 白晶;李曉波;邢吉生;蒲鐵成;牛國成
• 申請（專利權(quán)）人: 北華大學(xué);吉林市綠保節(jié)能科技有限公司
• 主分類號: G07C3/00
• 分類號: G07C3/00
• 代理公司: 長春眾益專利商標事務(wù)所(普通合伙) 22211
• 代理人: 紀尚

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于能源設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源需求量逐年增加，而我國能源儲量相對有限，能源消耗結(jié)構(gòu)在今后一段時間內(nèi)仍將以傳統(tǒng)能源為主，這使得我國能源消費日趨緊張。同時，隨著我國成為世界制造大國，我國的碳排放成本也在提高，為保證我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，必須要發(fā)展低碳經(jīng)濟。

目前，在我國流程工業(yè)生產(chǎn)過程中，企業(yè)往往只關(guān)注產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量，而忽視了生產(chǎn)過程中的能源消耗，由于沒有對生產(chǎn)過程中的能源消耗進行有效統(tǒng)計和分析，造成企業(yè)生產(chǎn)過程中用能不合理，能源浪費情況嚴重。這樣既增加了企業(yè)生產(chǎn)成本，又造成能源的浪費。如何提高企業(yè)用能效率，減少能源的浪費是當前企業(yè)所面臨的一個重要問題，也是保證我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的有效手段。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：提供一種嵌入式用能優(yōu)化器，它能記錄企業(yè)正常生產(chǎn)過程中電、水、汽、壓縮空氣等能源的消耗情況，然后通過分析數(shù)據(jù)針對企業(yè)生產(chǎn)狀況給出最佳用能方案，實現(xiàn)科學(xué)、有效的節(jié)能。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：它包括數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)分析單元、用能優(yōu)化單元、人機會話單元、數(shù)據(jù)存儲單元和故障報警單元。

各種能源計量儀表(包括：電表、水表、蒸汽流量計、壓縮空氣流量計等)通過現(xiàn)場總線連接到嵌入式用能優(yōu)化器的數(shù)據(jù)采集單元。數(shù)據(jù)采集單元分別和數(shù)據(jù)分析單元、數(shù)據(jù)存儲單元和故障報警單元相連。數(shù)據(jù)分析單元除與數(shù)據(jù)采集單元相連外，還和用能優(yōu)化單元、數(shù)據(jù)存儲單元、故障報警單元相連。用能優(yōu)化單元除與數(shù)據(jù)分析單元相連外，還和人機會話單元、數(shù)據(jù)存儲單元、故障報警單元相連。人機會話單元和用能優(yōu)化單元、數(shù)據(jù)存儲單元、故障報警單元相連。數(shù)據(jù)存儲單元分別和數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)分析單元、用能優(yōu)化單元、人機會話單元相連。故障報警單元分別和數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)分析單元、用能優(yōu)化單元、人機會話單元相連。

本發(fā)明的有益效果是：采用嵌入式結(jié)構(gòu)，實時監(jiān)測企業(yè)生產(chǎn)中各種能源的消耗狀態(tài)，給出企業(yè)用能最優(yōu)方案，具有故障報警、診斷功能。

當前企業(yè)雖然具有各種能源計量儀表，但缺少對生產(chǎn)過程中能源消耗情況的實時統(tǒng)計分析，能源消耗數(shù)據(jù)僅僅用于企業(yè)月底、季末或年終生產(chǎn)情況的匯總。生產(chǎn)過程中能源消耗無法做到合理、有效規(guī)劃，這使得能源浪費情況時有發(fā)生。能源浪費既增加了企業(yè)生產(chǎn)成本，又不利于國家發(fā)展低碳經(jīng)濟。

(1)本發(fā)明實時采集并記錄企業(yè)生產(chǎn)中各種能源(包括：電、水、蒸汽、壓縮空氣等)消耗情況，能夠?qū)崟r發(fā)現(xiàn)企業(yè)用能異常，避免了企業(yè)能源浪費，減少了企業(yè)經(jīng)濟損失。

(2)本發(fā)明采用在線的統(tǒng)計分析方法對企業(yè)生產(chǎn)用能數(shù)據(jù)進行分析，可以在線給出企業(yè)用能最優(yōu)方案，避免因分析滯后給企業(yè)帶來的能源損失。

(3)本發(fā)明采用數(shù)據(jù)融合技術(shù)實現(xiàn)了在線故障診斷功能，不但能夠及時指出企業(yè)生產(chǎn)中用能異常點而且還給出故障類型及參考處理辦法，將企業(yè)損失降到最低。

(4)本發(fā)明采用單一的嵌入式控制器結(jié)構(gòu)，既節(jié)省了設(shè)備占地面積，又提高了設(shè)備整體的可靠性。

(5)本發(fā)明采用現(xiàn)場總線技術(shù)，使得本發(fā)明可以與所有支持標準現(xiàn)場總線接口的計量儀表連接，降低了企業(yè)使用、升級和改造系統(tǒng)的成本；同時便于企業(yè)維護和系統(tǒng)擴展。

附圖說明

圖1是本發(fā)明電路框圖；

圖2是本發(fā)明系統(tǒng)核心采用ARM9處理器的電路圖；

圖3是本發(fā)明SDRAM擴展電路圖；

圖4是本發(fā)明SD/MMC卡接口電路圖；

圖5是本發(fā)明引導(dǎo)FLASH存儲器接口電路圖；

圖6是采用MAX489芯片擴展兩個485接口的電路圖。

具體實施方式

實施例1

數(shù)據(jù)采集單元根據(jù)數(shù)據(jù)存儲單元中保存的工作參數(shù)(包括：采集頻率、采集順序、采集點數(shù)和數(shù)據(jù)預(yù)處理方法等)經(jīng)過現(xiàn)場總線依次讀取生產(chǎn)現(xiàn)場各種能源計量儀表的數(shù)據(jù)，并將采集來的數(shù)據(jù)經(jīng)預(yù)處理后傳輸給數(shù)據(jù)分析單元，如果在此過程中出現(xiàn)問題，其會將故障信息傳輸給故障報警單元。

數(shù)據(jù)分析單元對數(shù)據(jù)采集單元傳來的數(shù)據(jù)結(jié)合數(shù)據(jù)存儲單元中存儲的歷史數(shù)據(jù)采用統(tǒng)計方法進行分析，得到每次采集數(shù)據(jù)的特征值，然后將該特征存入數(shù)據(jù)存儲單元，同時傳給用能優(yōu)化單元。如果在分析處理過程中出現(xiàn)問題，其會將故障信息傳給故障報警單元。