基于Web能源管理系统中数据采集与处理方法的研究

摘要

随着能源消耗急骤增加和能源单位价格的不断上涨，市场的全球化趋势使得市场竞争日益激烈，离散制造企业要求降低生产成本和管理成本，提高生产效率的呼声愈加强烈。然而，由于落后的生产管理方式和陈旧的加工设备，我国离散制造业长期存在着能源消耗大、能源利用率低的问题。在加入世界贸易组织后，这种问题变得更加明显。离散制造业能源管理系统就是在这个大背景下提出的。在整个系统中，能源消耗数据占有举足轻重地位。能源管理系统根据能耗监测数据为企业提供设备监控和故障报警，为上层的数据挖掘提供数据基础。所以，能耗数据的采集在整个能源管理系统占有重要的地位。本文首先分析了我国离散制造企业的能源消耗现状及能源管理系统的发展现状。根据企业能源消耗现状和对能源管理系统的需求，提出了系统的总体结构框架和设计思想。对系统划分了不同的功能模块和层次结构，使系统可以并行开发，通用性更强。鉴于离散制造企业的规模差别较大，文中为不同规模的企业提供了不同的解决方案。系统根据离散制造企业的应用需求，对于离散制造企业的产品信息、产品加工工艺信息、生产设备信息等信息进行管理，并将能源消耗信息与之结合，使企业动态的掌握产品、设备的能源消耗状况。同时，系统中包含了大量的标准工艺装备信息，有利于企业实现生产数据的信息化。由于系统监控过程是实时的，数据量大是本系统的一个突出特点。本系统采用实时在线数据压缩和后期数据压缩的两级数据压缩体系，减少了数据占用的存储空间。前期压缩采用改进的滑动窗算法和压缩门算法实现；后期压缩采用通用性较强的LZW压缩算法实现。系统数据发布部分采用ASP技术实现，本文讨论并分析了数据发布的一些关键技术，包括数据库访问技术、系统安全技术和多种数据发布技术的分析与比较。另外，对数据库数据的一致性和SQL查询优化进行了讨论。综上所述，本文实现了能源消耗设备的能耗信息监控，能耗数据的采集和数据实时压缩，管理了企业产品信息和工艺信息，为上层的数据分析奠定了基础。系统的Web数据发布功能，使企业能够利用互联网这种方便快捷的工具随时了解企业的运行状况，提高了企业的信息化水平。

目录

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 离散制造业能源消耗现状分析

1.2 能源管理系统的研究现状

1.2.1 能源管理系统的研究内容

1.2.2 国内外能源管理系统的应用现状

1.2.3 离散制造业能源管理系统的研究现状

1.3 基于Web的数据发布方法的研究现状

1.4 数据压缩方法的研究现状

1.5 本文主要研究内容

第2章 能源管理系统总体结构分析

2.1 离散制造业能源管理的特点

2.2 能源管理系统的结构模型

2.3 能源管理系统的硬件体系结构

2.3.1 硬件系统的结构框架

2.3.2 硬件系统的实施方案研究

2.4 能源管理系统的软件体系结构

2.4.1 软件系统的结构框架

2.4.2 软件系统的工作流程

2.5 本章小结

第3章 数据处理关键技术的研究

3.1 机械加工的能量流理论

3.2 机械加工过程功率信息特征

3.3 数据处理中数据压缩模块的体系结构

3.4 一级压缩方法的研究与实现

3.4.1 实时数据压缩方法基本理论

3.4.2 几种实时数据压缩方法

3.4.3 一级压缩算法的实现

3.5 二级压缩方法的研究

3.5.1 LZW编码算法

3.5.2 LZW译码算法

3.6 本章小结

第4章 Web数据发布关键技术的研究

4.1 数据发布相关技术

4.1.1 系统安全

4.1.2 能耗数据的重建与核算

4.2 数据库相关技术

4.2.1 数据库访问技术

4.2.2 数据库备份与恢复

4.2.3 SQL Server查询优化

4.3 本章小结

第5章 系统实现

5.1 系统设计思想

5.1.1 功能的独立化、模块化

5.1.2 四层框架结构设计思想

5.2 系统组成模块

5.3 系统数据采集硬件部分的实现

5.3.1 硬件系统的实现

5.3.2 硬件系统的精度分析

5.4 系统软件部分的实现

5.4.1 系统采集程序的实现

5.4.2 数据压缩模块的实现

5.4.3 数据库系统的实现

5.4.4 数据发布的实现

5.5 本章小结

结论

参考文献

致谢