一种重点用能单位能耗在线监测端设备系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及能耗在线监测技术领域，尤其为一种重点用能单位能耗在线监测端设备系统及方法，包括：端设备、通讯端以及数据采集层，所述端设备与通讯端建立通信链路，数据采集层与通讯端连接通信；所述数据采集层，用于负责采集现场计量仪表以及工业控制系统的能耗数据并上传到通讯端；所述通讯端将数据采集层采集到的能耗数据上传到端设备；所述端设备将能耗数据上云平台。本发明专利技术，端设备占地小、安装方便、硬件架构具有可扩展性；稳定性好，具有UPS不间断电源并符合电磁兼容性标准要求，能够在严苛的工业环境下持续稳定运行；安全性高，“2+1”安全隔离结构，加上防火墙，可阻止外部网络的攻击并进行内外数据安全交换。

【技术实现步骤摘要】
一种重点用能单位能耗在线监测端设备系统及方法
本专利技术涉及能耗在线监测
，具体为一种重点用能单位能耗在线监测端设备系统及方法。
技术介绍
现有技术中，为了使政府部门摸清能耗底数、开展节能形势分析及预测预警，同时为用能单位加强能源日常监控管理等，提出了一种单位能耗在线监测系统。但是，目前市面上的能耗监测系统都只是停留在企业层面的能源消耗情况进行单纯的监测和简单分析，并不能满足国家发改委主导的重点用能单位能耗在线监测项目需求，且缺乏安全性和可扩展性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种重点用能单位能耗在线监测端设备系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种重点用能单位能耗在线监测端设备系统，包括：端设备、通讯端以及数据采集层，所述端设备与通讯端建立通信链路，所述数据采集层与通讯端连接通信；所述数据采集层，用于负责采集现场计量仪表以及工业控制系统的能耗数据并上传到通讯端；所述通讯端，用于获取所述数据采集层采集到的能耗数据根据规约，并上传到端设备；所述端设备，包括工控机以及安全隔离网闸；其中所述工控机，用于接收数据采集层上传的所述能耗数据进行采集、处理以及用于人机交互；以及所述安全隔离网闸，用于在所述能耗数据经内网主机(或工控机)采集、处理后计算、整理，再经过安全数据交换单元传输至外网主机进行数据编码、打包，最后上云平台。优选的，所述安全隔离网闸包括：<br>以太网交换机，与所述工控机和内网主机连接，用于将工控机和内网主机接入到通讯端上；内网主机，与所述工控机连接，用于与工控机的数据交换，并获取通讯端上传的能耗数据；以及外网主机，与内网主机连接，用于获取在经所述内网主机采集处理，并通过安全数据交换单元上传的能耗数据，所述外网主机将所述能耗数据再进行编码、打包，最后通过无线模块上至云平台。优选的，所述通讯端包括：以太网，用于所述工控机和内网主机通过以太网交换机连接接入；以及通讯管理机，通过以太网交换机连接到以太网，用于获取所述数据采集层采集的能耗数据，并上传至端设备。优选的，所述端设备还包括：显示屏，与工控机连接，用于显示数据以及与工控机进行人机交互；以及UPS电源，与工控机和安全隔离网闸相连，用于供电。优选的，所述现场计量仪表包括：所述电表、水表、燃气表、液体流量计和热力表，与通讯管理机相连，用于采集电、水、燃气、液体和冷热量能耗数据；以及所述工业控制系统包括：包括分布式控制系统、现场总线控制系统、制造企业生产过程执行管理系统和可编程逻辑控制器，用于采集企业的能耗数据。优选的，所述电表、水表、燃气表、分布式控制系统、现场总线控制系统、制造企业生产过程执行管理系统和可编程逻辑控制器与所述通讯管理机有线连接，所述液体流量计和热力表与通讯管理机无线连接。优选的，所述液体流量计连接有LoRa模块，所述热力表连接有NB-IOT模块，所述LoRa模块和NB-IOT模块和通讯管理机连接的无线网关建立通信连接。为实现上述目的，本专利技术还提供如下技术方案：一种重点用能单位能耗在线监测方法，包括以下步骤：通过数据采集层负责采集现场计量仪表以及工业控制系统的能耗数据并上传到通讯端；通讯端获取所述数据采集层采集到的能耗数据根据规约，并上传到端设备；端设备通过工控机接收数据采集层上传的所述能耗数据进行采集、处理以及人机交互；以及通过安全隔离网闸在所述能耗数据经内网主机采集、处理后计算、整理，再经过安全数据交换单元传输至外网主机进行数据编码、打包，最后上云平台。优选的，所述能耗数据包括采集的电、水、燃气、液体和冷热量能耗数据；以及采集的企业的能耗数据。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术，端设备占地小、安装方便、硬件架构具有可扩展性；稳定性好，具有UPS不间断电源并符合电磁兼容性标准要求，能够在严苛的工业环境下持续稳定运行；安全性高，“2+1”安全隔离结构，加上防火墙，可阻止外部网络的攻击并进行内外数据安全交换。本专利技术，在结构上具有稳定性、安全性、可扩展性的特点，不仅可以实现能耗数据的上报，而且能实现能耗数据可视化展示和分析。附图说明图1为本专利技术系统网络架构图；图2为本专利技术端设备硬件结构框图；图3为本专利技术具体应用示例图；图4为本专利技术端设备硬件及功能配置图；图5为本专利技术端设备主要运行软件流程图；图6为本专利技术监测方法的流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1～6，本专利技术提供一种技术方案：一种重点用能单位能耗在线监测端设备系统，主要由端设备、通讯端以及数据采集层组成，具体如下：由安全隔离网闸、显示屏、GPRS-DTU无线模块、UPS组成，通常以组屏方式实现，特点是占地面积小，安装方便，适宜、改造项目。一种重点用能单位能耗在线监测方法，包括：S101、通过数据采集层负责采集现场计量仪表以及工业控制系统的能耗数据并上传到通讯端；S102、通讯端获取所述数据采集层采集到的能耗数据根据规约，并上传到端设备；S103、端设备通过工控机接收数据采集层上传的所述能耗数据进行采集、处理以及人机交互；以及S104、通过安全隔离网闸在所述能耗数据经工控机采集、处理后计算、整理，再经过安全数据交换单元传输至外网主机进行数据编码、打包，最后上云平台。具体的：端设备是设置在重点用能单位的信息节点。重点用能单位的能耗相关数据通过有线或无线网络传输到端设备，实现对采集到的数据进行汇总、验证、筛选、整理打包后，采用HTTPS将数据上传至系统的云平台。该端设备支持SQL、OPC、Modbus、DL/T645、CJ/T188协议，在接入互联网之前采用防火墙隔离来自互联网的网络攻击。数据采集层中企业能耗数据由两种方式采集：在线直接采集和人工填报。(1)在线直接采集方式通过对接智能仪表、工业(控制)系统、生产监控管理系统、管理信息系统等，将企业的能耗相关数据采集到端设备，汇总处理计算后自动传输至系统云平台，此处系统云平台为省级平台或国家平台(简称“省平台/国家平台”)。1)系统对接工业(控制)系统：设有分布式控制系统(DCS)、现场总线控制系统(FCS)、制造企业生产过程执行管理系统(MES)、可编程逻辑控制器(PLC)等工业控制系统的企业，可将ERP的成本模块、MES计划模块里的每个生产单元的生产计划、ME设备模块里的设备检修本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重点用能单位能耗在线监测端设备系统，其特征在于，包括：/n端设备、通讯端以及数据采集层，所述端设备与通讯端建立通信链路，所述数据采集层与通讯端连接通信；/n所述数据采集层，用于负责采集现场计量仪表以及工业控制系统的能耗数据并上传到通讯端；/n所述通讯端，用于获取所述数据采集层采集到的能耗数据根据规约，并上传到端设备；/n所述端设备，包括工控机以及安全隔离网闸；其中/n所述工控机，用于接收数据采集层上传的所述能耗数据进行采集、处理以及/n用于人机交互；以及/n所述安全隔离网闸，用于在所述能耗数据经内网主机采集、处理后计算、整理，再经过安全数据交换单元传输至外网主机进行数据编码、打包，最后上云平台。/n

【技术特征摘要】
1.一种重点用能单位能耗在线监测端设备系统，其特征在于，包括：
端设备、通讯端以及数据采集层，所述端设备与通讯端建立通信链路，所述数据采集层与通讯端连接通信；
所述数据采集层，用于负责采集现场计量仪表以及工业控制系统的能耗数据并上传到通讯端；
所述通讯端，用于获取所述数据采集层采集到的能耗数据根据规约，并上传到端设备；
所述端设备，包括工控机以及安全隔离网闸；其中
所述工控机，用于接收数据采集层上传的所述能耗数据进行采集、处理以及
用于人机交互；以及
所述安全隔离网闸，用于在所述能耗数据经内网主机采集、处理后计算、整理，再经过安全数据交换单元传输至外网主机进行数据编码、打包，最后上云平台。


2.根据权利要求1所述的一种重点用能单位能耗在线监测端设备系统，其特征在于，所述安全隔离网闸包括：
以太网交换机，与所述工控机和内网主机连接，用于将工控机和内网主机接入到通讯端上；
内网主机，与所述工控机连接，用于与工控机的数据交换，并获取通讯端上传的能耗数据；以及
外网主机，与内网主机连接，用于获取在经所述内网主机采集处理，并通过安全数据交换单元上传的能耗数据，所述外网主机将所述能耗数据再进行编码、打包，最后通过无线模块上至云平台。


3.根据权利要求2所述的一种重点用能单位能耗在线监测端设备系统，其特征在于，所述通讯端包括：
以太网，用于所述工控机和内网主机通过以太网交换机连接接入；以及
通讯管理机，通过以太网交换机连接到以太网，用于获取所述数据采集层采集的能耗数据，并上传至端设备。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种重点用能单位能耗在线监测端设备系统，其特征在于，所述端设备还包括：
显示屏，与工控机连接，用于显示数据以及与工控机进行人机交互；以及

【专利技术属性】
技术研发人员：田翼，
申请(专利权)人：合肥中科泛再物联网科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34