[发明专利]嵌入式用能优化器

说明书

技术领域

本发明属于能源设备技术领域。

背景技术

随着我国国民经济的快速发展，能源需求量逐年增加，而我国能源储量相对有限，能源消耗结构在今后一段时间内仍将以传统能源为主，这使得我国能源消费日趋紧张。同时，随着我国成为世界制造大国，我国的碳排放成本也在提高，为保证我国经济可持续发展，必须要发展低碳经济。

目前，在我国流程工业生产过程中，企业往往只关注产品产量和质量，而忽视了生产过程中的能源消耗，由于没有对生产过程中的能源消耗进行有效统计和分析，造成企业生产过程中用能不合理，能源浪费情况严重。这样既增加了企业生产成本，又造成能源的浪费。如何提高企业用能效率，减少能源的浪费是当前企业所面临的一个重要问题，也是保证我国经济可持续发展的有效手段。

发明内容

本发明的目的是：提供一种嵌入式用能优化器，它能记录企业正常生产过程中电、水、汽、压缩空气等能源的消耗情况，然后通过分析数据针对企业生产状况给出最佳用能方案，实现科学、有效的节能。

本发明的技术方案是：它包括数据采集单元、数据分析单元、用能优化单元、人机会话单元、数据存储单元和故障报警单元。

各种能源计量仪表(包括：电表、水表、蒸汽流量计、压缩空气流量计等)通过现场总线连接到嵌入式用能优化器的数据采集单元。数据采集单元分别和数据分析单元、数据存储单元和故障报警单元相连。数据分析单元除与数据采集单元相连外，还和用能优化单元、数据存储单元、故障报警单元相连。用能优化单元除与数据分析单元相连外，还和人机会话单元、数据存储单元、故障报警单元相连。人机会话单元和用能优化单元、数据存储单元、故障报警单元相连。数据存储单元分别和数据采集单元、数据分析单元、用能优化单元、人机会话单元相连。故障报警单元分别和数据采集单元、数据分析单元、用能优化单元、人机会话单元相连。

本发明的有益效果是：采用嵌入式结构，实时监测企业生产中各种能源的消耗状态，给出企业用能最优方案，具有故障报警、诊断功能。

当前企业虽然具有各种能源计量仪表，但缺少对生产过程中能源消耗情况的实时统计分析，能源消耗数据仅仅用于企业月底、季末或年终生产情况的汇总。生产过程中能源消耗无法做到合理、有效规划，这使得能源浪费情况时有发生。能源浪费既增加了企业生产成本，又不利于国家发展低碳经济。

(1)本发明实时采集并记录企业生产中各种能源(包括：电、水、蒸汽、压缩空气等)消耗情况，能够实时发现企业用能异常，避免了企业能源浪费，减少了企业经济损失。

(2)本发明采用在线的统计分析方法对企业生产用能数据进行分析，可以在线给出企业用能最优方案，避免因分析滞后给企业带来的能源损失。

(3)本发明采用数据融合技术实现了在线故障诊断功能，不但能够及时指出企业生产中用能异常点而且还给出故障类型及参考处理办法，将企业损失降到最低。

(4)本发明采用单一的嵌入式控制器结构，既节省了设备占地面积，又提高了设备整体的可靠性。

(5)本发明采用现场总线技术，使得本发明可以与所有支持标准现场总线接口的计量仪表连接，降低了企业使用、升级和改造系统的成本；同时便于企业维护和系统扩展。

附图说明

图1是本发明电路框图；

图2是本发明系统核心采用ARM9处理器的电路图；

图3是本发明SDRAM扩展电路图；

图4是本发明SD/MMC卡接口电路图；

图5是本发明引导FLASH存储器接口电路图；

图6是采用MAX489芯片扩展两个485接口的电路图。

具体实施方式

实施例1

数据采集单元根据数据存储单元中保存的工作参数(包括：采集频率、采集顺序、采集点数和数据预处理方法等)经过现场总线依次读取生产现场各种能源计量仪表的数据，并将采集来的数据经预处理后传输给数据分析单元，如果在此过程中出现问题，其会将故障信息传输给故障报警单元。

数据分析单元对数据采集单元传来的数据结合数据存储单元中存储的历史数据采用统计方法进行分析，得到每次采集数据的特征值，然后将该特征存入数据存储单元，同时传给用能优化单元。如果在分析处理过程中出现问题，其会将故障信息传给故障报警单元。