一种连锁经营企业远程能量计量监控系统

摘要

本发明公开了一种连锁经营企业远程能量计量监控系统，在连锁经营企业商务楼的每个楼层设置一个或多个监控群(可以由楼层大小决定)，每个监控群包含一输入输出I/O通信模块和一电能表，分别采集监控群中用电设备的开关状态和电能数据，并上报到能量监控网关。在每个商务楼中设置一个能量监控网关，接收并存储该商务楼中各监控群的开关状态和电能数据，作为电能监控数据汇总后通过公共网络定期上报到组控制中心。在每个区域设置一个组控制中心，接收并存储本区域中各能量监控网关传输的电能监控数据，并将电能监控数据汇总后通过网络上报到主控中心。主控中心和/或组控制中心根据所收到的电能监控数据对管辖范围内的用电设备进行监测和管控。

说明书

技术领域

本发明涉及一种远程能量监控技术

背景技术

大型连锁经营企业(包括电器卖场、大型超市、连锁商场等等)的营业场所 分布十分广泛，通常可以分布在一个国家的各个地区，以及各地区的各个子区域。 以苏宁电器为例，截止至2010年7月，苏宁电器在全国大陆地区214个地级以 上城市拥有连锁店1075家。

如此大范围的营业场所，每日能耗非常庞大。顺应国家和企业实际需求，大 型连锁经营企业通常会采取各种节能措施，降低自身能耗。如采用节能灯管、及 时关闭无用空转的电灯电器，正确选择合适功率的电器(如空调)等等。

随着企业节能需求的增加，市场上节能产品也应运而生，现有节能产品种类 繁多，效果各异，企业采用节能产品之后很难统计其实际的节能效果，或比较各 类节能产品的节能功效。并且，对于大型连锁经营企业而言，如何统一监督和管 控分布在全国各地区的营业场所的能耗，是提高其节能减排效果的关键之一，因 此，一套适用于大型连锁经营企业的能量监控系统十分重要。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种连锁经营企业远程能量计量监控 系统，使得连锁经营企业的能耗得到自动化管理、以及统一实时的监测和管 控，提高连锁经营企业的节能效率，进一步降低企业能耗。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种连锁经营企业远程能量计量监 控系统，在连锁经营企业商务楼的每个楼层设置至少一个监控群，每个监控群 包含一输入输出I/O通信模块和一电能表；

I/O通信模块与该监控群中各电路的开关相连，实时获取开关状态，并将开 关状态上报到能量监控网关；

电能表实时读取监控群中用电设备的电能数据，并上报到能量监控网关；

每个商务楼中设置一个能量监控网关，接收并存储该商务楼中各I/O通信模 块和电能表传输的开关状态和电能数据，作为电能监控数据汇总后通过网络定期 上报到组控制中心；

在每个区域设置一个组控制中心，接收并存储本区域中各能量监控网关传输 的电能监控数据，并将电能监控数据汇总后通过网络上报到主控中心；

主控中心和/或组控制中心根据收到的电能监控数据对管辖范围内的用电设 备进行监测和管控。

作为上述技术方案的改进，每个监控群包含至少两路电路，各监控群的I/O 通信模块分别连接本群中各路电路；

每路电路上连接一组用电设备，并与一交流接触器连接，由该交流接触器控 制该路电路的接通和断开；

在每个交流接触器与I/O通信模块之间连接两个继电器，I/O通信模块通过 各交流接触器连接的两个继电器分别控制该交流接触器的接通和断开。

作为上述技术方案的改进，组控制中心包含一能量监控数据处理服务器， 对组控制中心收到的电能监控数据进行预处理，组控制中心定期将预处理后 的电能监控数据上报到主控中心；

上述预处理至少包括将预设时间段内的电能监控数据进行合并计算，记 录异常电能监控数据。

作为上述技术方案的改进，组控制中心或主控中心在各能量监控网关预 设置各监控群的用电权限，包括各监控群中每路电路的接通和断开时间段；

能量监控网关按照所设置的各监控群的用电权限，在指定时间向对应的 I/O通信模块发送指令，打开或关闭对应监控群中相应电路的交流接触器；或 者，组控制中心或主控中心根据调控需求，向能量监控网关发送实时指令， 控制该能量监控网关辖下各监控群中任意电路的接通和断开。

作为上述技术方案的改进，能量监控网关还用于记录各控制群中各路电路 在常态下的电能数据，在收到来自电能表的电能数据时，与所记录的常态数据进 行比较，如果电能消耗量变化大于预定值，则生成故障记录，并在定期向组控制 中心上报电能监控数据同时，上报故障记录；

组控制中心在定期向主控中心上报电能监控数据的同时，上报管辖范围内各 监控群的故障记录；

主控中心或组控制中心根据故障记录评估管辖范围内用电设备损耗情况和 使用寿命。

作为上述技术方案的改进，每个监控群还包含一状态管理模块，该状态 管理模块预先统计本监控群中各路电路上用电设备正常工作时、各路电路的 功率，以及各路电路上不同数量用电设备发生故障时、该路电路的功率；

状态管理模块定期对各路电路的功率进行检测，并与预先统计的功率值 进行比较，确定各路电路上各用电设备的工作状态，在确定电路上用电设备 故障时，发出告警提示，并生成故障记录；

I/O通信模块将故障记录发送到所属能量监控网关，由能量监控网关对故 障记录进行上报。

作为上述技术方案的改进，主控中心和/或组控制中心还包含：

报表生成模块，用于将管辖范围内的监控组的用电量、和/或故障记录、 和/或用电设备损耗情况生成报表；

搜索模块，根据需求搜索指定区域中监控组的用电量、和/或故障记录、 和/或用电设备损耗情况。

本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于，在连锁经营企 业商务楼的每个楼层设置一个或多个监控群(可以由楼层大小决定)，每个监控 群包含一I/O通信模块和一电能表，I/O通信模块与该监控群中各电路的开关相 连，实时获取开关状态，并将开关状态上报到能量监控网关；电能表实时读取监 控群中用电设备的电能数据，并上报到能量监控网关。在每个商务楼中设置一个 能量监控网关，接收并存储该商务楼中各I/O通信模块和电能表传输的开关状态 和电能数据，作为电能监控数据汇总后通过公共网络定期上报到组控制中心。在 每个区域设置一个组控制中心，接收并存储本区域中各能量监控网关传输的电能 监控数据，并将电能监控数据汇总后通过网络上报到主控中心。主控中心和/或 组控制中心根据所收到的电能监控数据对管辖范围内的用电设备进行监测和管 控。通过该监控系统，大型连锁经营企业的管理人员能够实现自动化管理辖下各 商务楼的能耗、进行统一和实时的监测和管控，根据监测的数据方便准确获知节 能效率(即节省能耗数量)，便于管理人员比较不同节能设备的性价比，从而选 择更高效的节能设备，进一步降低连锁经营企业的能耗。

由组控制中心或主控中心预设置各监控群的用电权限，包括各监控群中 每路电路的接通和断开时间段；电能监控网关按照所设置的各监控群的用电 权限，在指定时间通过向对应的I/O通信模块发送指令，打开或关闭对应监 控群中相应电路的交流接触器。通过权限化的管控，确保节能措施的正确执 行，提高控制中心统一管理和节能的效率。并且，在需要时，组控制中心或 主控中心可以直接向电能监控网关发送指令，控制该能量监控网关辖下各监 控群中任意电路的接通和断开。

定期检测电能监控数据的变化，发现异常情况则成故障记录，定期上报 组控制中心和主控中心，从而控制中心可以及时获知辖下各商场的用电故障情 况，在发生重大故障时能够及时处理。并且，控制中心能方便地统计不同阶段不 同用电设备的损耗情况，从而评估各类用电设备的质量和性价比，从中选择性价 比更高的用电设备，进一步降低能耗。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明一较佳实施方式的连锁经营企业远程能量计量监控系统结构 图；

图2是本发明一较佳实施方式中一个监控群中各器件的连接示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的 实施方式作进一步地详细描述。

本发明一较佳实施方式涉及一种连锁经营企业远程能量计量监控系统，如 图1所示，在连锁经营企业商务楼的每个楼层设置一个或多个监控群(可以由 楼层大小决定)，每个监控群包含一输入输出I/O通信模块和一电能表，I/O通 信模块与该监控群中各电路的开关相连，实时获取开关状态，并将开关状态上报 到能量监控网关；电能表实时读取监控群中用电设备的电能数据，并上报到能量 监控网关。

在每个商务楼中设置一个能量监控网关，接收并存储该商务楼中各I/O通信 模块传输和电能表的开关状态和电能数据，作为电能监控数据汇总后通过公共网 络定期上报到组控制中心。

在每个区域设置一个组控制中心，接收并存储本区域中各能量监控网关传输 的电能监控数据，并将电能监控数据汇总后通过网络上报到主控中心。

主控中心和/或组控制中心根据所收到的电能监控数据对管辖范围内的用电 设备进行监测和管控。通过该监控系统，大型连锁经营企业的管理人员能够实 现自动化管理辖下各商务楼的能耗、进行统一和实时的监测和管控，根据监 测的数据方便准确获知节能效率(即节省能耗数量)，便于管理人员比较不 同节能设备的性价比，从而选择更高效的节能设备，进一步降低连锁经营企 业的能耗。

每个组控制中心还包含一能量监控数据处理服务器，对组控制中心收到 的电能监控数据进行预处理，定期将预处理后的电能监控数据上报到主控中 心。这里的预处理可以包括将预设时间段内的电能监控数据进行合并计算， 记录异常电能监控数据等。

作为进一步说明，每个监控群管控多路电路，多路电路连接同一个I/O通信 模块和电能表。每路电路上连接一组用电设备，并与一交流接触器连接，由该交 流接触器控制该路电路的接通和断开，如图2所示。在实际应用中，工作人员可 以手动开关该交流接触器，实现各路电路的接通和断开。在每个交流接触器与I/O 通信模块之间连接两个继电器，I/O通信模块可以通过这两个继电器分别控制对 应交流接触器的接通和断开。从而I/O通信模块可以根据主控中心或组控制中心 的控制信号，接通和断开各路电路的交流接触器。

组控制中心或主控中心可以在各能量监控网关预设置各监控群的用电权 限，包括各监控群中每路电路的接通和断开时间段；能量监控网关按照所设 置的各监控群的用电权限，在指定时间向对应的I/O通信模块发送指令，打 开或关闭对应监控群中相应电路的交流接触器。通过权限化的管控，确保节 能措施的正确执行，提高控制中心统一管理和节能的效率。另外组控制中心 或主控中心也可以根据调控需求，向能量监控网关发送实时指令，控制该能 量监控网关辖下各监控群中任意电路的接通和断开。从而主控中心或组控制 中心的工作人员一旦发现辖下监控群用电异常，就能直接进行远程调控。

作为进一步改进，能量监控网关还可以记录各控制群中各路电路在常态下 的电能监控数据，在收到来自电能表的电能数据时，与所记录的常态数据进行比 较，如果电能消耗量变化大于预定值，则生成故障记录，并在定期向组控制中心 上报电能监控数据同时，上报故障记录。组控制中心在定期向主控中心上报电能 监控数据的同时，上报管辖范围内各监控群的故障记录。主控中心或组控制中心 根据故障记录评估管辖范围内用电设备损耗情况和使用寿命。从而控制中心可以 及时获知辖下各商场的用电故障情况，在发生重大故障时能够及时处理。并且， 控制中心能方便地统计不同阶段不同用电设备的损耗情况，从而评估各类用电设 备的质量和性价比，从中选择性价比更高的用电设备，进一步降低能耗。

每个监控群还开通包含一状态管理模块，该状态管理模块预先统计本监 控群中各路电路上用电设备正常工作时、各路电路的功率，以及各路电路上 不同数量用电设备发生故障时、该路电路的功率。

状态管理模块定期对各路电路的功率进行检测，并与预先统计的功率值 进行比较，确定各路电路上各用电设备的工作状态，在确定电路上用电设备 故障时，发出告警提示，并生成故障记录。该功率比较方式能够精确判别发 生故障的用电设备的数量和类别，及时提醒现场工作人员进行维修。

I/O通信模块将故障记录发送到所属能量监控网关，由能量监控网关对故 障记录进行上报。能量监控网关与组控制中心按照相同方式，在定期上报电 能监控数据的同时，上报所收到的故障记录。

主控中心和组控制中心还包含：报表生成模块，用于将管辖范围内的监 控组的用电量、和/或故障记录、和/或用电设备损耗情况生成报表；搜索模块， 根据需求搜索指定区域中监控组的用电量、和/或故障记录、和/或用电设备损 耗情况。

本实施方式中每个商务楼中各I/O通信模块和电能表与能量监控网关之 间通过内网连接；各能量监控网关与组控制中心、各组控制中心与主控中心 之间通过公共网络连接。

其中，每个I/O通信模块对应一IP地址，该IP地址包含公共域名和内部 域名两部分，公共域名部分与该I/O通信模块所属的能量监控网关域名相同； 主控中心或组控制中心通过IP地址向对应的I/O通信模块发送指令；能量控 制网关通过内部域名部分(或内网地址)向对应的I/O通信模块发送指令。

具体地说，由公共网络系统将I/O通信模块的IP地址的公共域名解析成 公网地址，公网网关根据该公网地址找到对应的能量监控网关；能量监控网 关将该IP地址的内部域名解析成内网地址，根据该内网地址找到对应的I/O 通信模块，将指令信息传输到对应的I/O通信模块。IP地址中内部域名部分 可以作为附加信息装载在URL的参数部分。

能量监控网关保存辖下各I/O通信模块的内部域名与内网地址的映射表， 根据该映射表将IP地址的内部域名解析成内网地址。每个内部域名与至少一 个内网地址相对应，每个内网地址对应一个I/O通信模块。在需要时，如采 用主备I/O通信模块进行备份控制时，每个内部域名可以与两个内网地址相 对应，每个内网地址对应一个I/O通信模块，在切换主备I/O通信模块时，模 块内网地址发生改变，此时只需更改映射表中相应内部域名对应的内网地址， 即可根据原有IP地址正确找到备用I/O通信模块。通过该内部域名复用的方 式，使得内部主备设备切换与外部通信相分离，在发生切换时无需通知主控 中心及组控制中心更改IP地址，使用更方便。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描 述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变， 而不偏离本发明的精神和范围。