本發(fā)明涉及一種自動化控制系統，特別是一種能源自動管理調度系統。

背景技術：

隨著現階段我國工業(yè)化程度的不斷加深，我國的各種能源的供需矛盾問題也日見突出。一個能源生產企業(yè)將面臨多種能源的調度使用問題，能否有效地協調管理企業(yè)生產中的各項能源物質的流動，這對于現在能源企業(yè)能否適應新形式下的行業(yè)競爭，提高企業(yè)中和生產效益具有至關重要的意義。

因此建立能源管理中心系統，可以更好地促進管理工作上臺階，使控制系統更加完善，提高重點用能設備效率，大大減少設備故障率，減少或避免停機現象，使生產系統更加安全穩(wěn)定地運行。能源管理中心的建立，還可以提高產品轉換率，降低了單位產品單耗，可以加強能源溯源工作，從源頭抓起，加強各環(huán)節(jié)質量工作，嚴格按生產工藝方法要求，提高產量。

設置現代化能源管理中心，配備計算機和各種監(jiān)控儀表等相應設備的能源數據自動采集系統，實現主要耗能介質的數據采集自動化、傳輸網絡化、結算電子化、計量現代化和管理精細化的目標，從而實時監(jiān)測生產環(huán)節(jié)和管理環(huán)節(jié)的能源消耗動態(tài)和變化趨勢，及時為企業(yè)提供正確的節(jié)能減排工作的決策思路，但目前的能源管理中心及系統結構復雜，管理效率低，并存在以下為：

（1）能源系統運行管理分散，各類監(jiān)控系統信息不共享，計量點的設置不完善，難于滿足集中管理和優(yōu)化調度平衡要求。

（2）能源調度為傳統電話調度模式，信息不全導致日常平衡和在異常情況下的指揮和調度的即時性受到限制問題。

（3）控制系統不完善，重點用能設備效率低，設備故障率高，停機現象常發(fā)生，使生產系統安全穩(wěn)定差。

（4）各系統的數據信息量偏少，功能設計相對簡單問題，提高系統性能。

（5）能源管理調度中心接口復雜，不統一問題，因此需要改進。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述現有技術的不足而提供的一種能源自動管理調度系統。

為了實現上述目的，本發(fā)明所設計的一種能源自動管理調度系統，所述能源管理調度系統自上向下包括四個層次：應用管理系統層、應用支撐平臺層、數據服務平臺和基礎設施層；

其中：應用管理系統層：由企業(yè)生產調度系統組成，包括實時數據采集、實時監(jiān)控、基礎信息維護、調度管理、能源管理、質量管理、生產統計，各部門通過對應的業(yè)務應用系統完成日常工作；

應用支撐平臺層：用于提供統一的系統管理：用戶管理、權限管理工作流引擎，來支撐業(yè)務應用系統，同時通過數據交換服務實現與外部系統的接口；

數據服務平臺：采用soa架構，提供靈活的數據服務，包括實時數據、管理數據和綜合數據的管理；

基礎設施層：用于負責各層共性的基礎服務，包括軟硬件和主機系統。

作為優(yōu)先，所述企業(yè)生產調度系統的網絡控制部分分成三個網絡層次，即數據采集層、調度監(jiān)控層和廠部管理層：

其中：數據采集層主要是指各網關機與控制系統進行實時數據采集并發(fā)送到調度室實時數據庫服務器；中層為調度監(jiān)控層，利用服務器相關組態(tài)及配置，對生產進行實時監(jiān)控調度；上層為廠部管理層：利用局域網的形式將各采集數據發(fā)送至廠領導和授權用戶，實現實時瀏覽和歷史查詢。

作為優(yōu)先，所述企業(yè)生產調度系統的調度內容主要包括：

1）生產監(jiān)控系統；通過智能儀表采集系統實時采集各個監(jiān)控數據；

2）能源管理系統，用于對水、電、蒸汽、氫氣、壓縮空氣、煤、煤氣的能源介質的計量，此類能源介質，則通過專用儀表，進行采集，由dcs系統集成，匯集至能源管理系統平臺；用于對各公司質檢循環(huán)物流情況：包括焦化入爐煤、鍋爐蒸汽輸配量、煤氣輸配量這幾個分公司互用原材料物流輸配量，各介質消耗的使用量；煤主要通過對地磅計量器具進行實時數據監(jiān)測，完成數據采集，并對供應商和銷售客戶建立用戶臺帳，實現對入廠物資和出廠產品的計量實時記錄；自動統計計量的相應報表；

3)能源優(yōu)化調度系統，其優(yōu)化調度分為兩個方面，一方面，對于管道輸送能源介質，比如蒸汽、燃氣等能源介質，通過預測數據和管網模型實現對于蒸汽等管道輸送能源的預測、優(yōu)化和調度，確定預測數據之后，在能源管網模型的基礎上，以調度周期內能源損失最少和能源管網操作最穩(wěn)定為目標，建立不同能源介質的優(yōu)化調度模型，給出優(yōu)化調度建議，從而減少能源損失，維持管網操作穩(wěn)定；另一方面，對于電能、燃氣、水等能源，則需要進行錯峰運行的優(yōu)化調度；首先，通過對大型設備連續(xù)運行趨勢記錄、運行狀態(tài)記錄、開機啟動記錄、事故記錄，絕緣監(jiān)視記錄，掌握企業(yè)整體用能規(guī)律，并根據基礎數據建立預測模型，預測短期的用能能負荷，做出公司用能總負荷預測、公司最大用能負荷預測、關鍵設備用能負荷預測等預測數據；

4）生產調度管理系統，根據公司生產目標以及生產過程中的原料、產品、質量、設備、公用工程等多方面的信息，下達生產調度指令、安全指令的執(zhí)行情況并進行監(jiān)督、檢查，結合現場工藝狀況形成新的生產指揮調度信息，記錄生產情況，糾正執(zhí)行中的偏差，就具體問題召開部門內部及跨部門和單位的生產協調會議，發(fā)出通知通報，實現組織，協調，平衡，指揮，督辦的作用，使生產制造活動穩(wěn)定持續(xù)進行；

5）生產統計系統，包括生產班報、生產日報以及統計分析，涉及原料的收、耗、存，能源的使用量，設備的運行狀況統計；生產統計不僅是對當前當日生產情況的統計，更重要的是對生產統計數據的綜合分析，實現多角度的、綜合性的對比分析，為生產調度管理和決策提供更有效的指導和幫助；

6）設備管理系統，包括設備臺帳、設備狀態(tài)監(jiān)控、設備運行管理、設備預防性維護管理、設備巡檢、故障分析；設備維護管理系統的建立，對關鍵設備的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，保證設備運行在正常狀態(tài)；使得企業(yè)可以不斷完善設備維護保養(yǎng)項目和周期，逐步建立起良好的設備預防維修機制，提高設備的保障能力；通過規(guī)范設備故障維修管理，建立設備維修支持系統，提高設備維修水平；同時充分利用各種設備數據，加強對設備的分析研究，進一步提高企業(yè)設備管理水平；

7）安全管理系統，通過對生產現場的實時監(jiān)控：包括生產數據、危險源監(jiān)控、火災報警、視頻監(jiān)控、安全巡防、短信平臺，實時了解各生產單位的生產情況，避免違規(guī)作業(yè)，確保安全生產，并通過安全生產數據報警在調度中心和相關領導的計算機中顯示、報警，結合短信平臺及電話調度平臺指揮相關人員采取相應的措施，從而保證設備、人身的安全；

8）erp接口，erp數據接口負責mes平臺數據與erp管理軟件的數據交互，包括：生產訂單、生產計劃、生產數據數據交互，原材料、成品檢驗計劃及結果、人事信息等的交互；

9）應用支撐平臺,基于構件化技術、工作流引擎技術、快速定制技術而形成的一種可自動適應客戶管理需求的易操作、易擴充的智能化、集成化的管理軟件平臺。

作為優(yōu)先，所述生產監(jiān)控系統主要包括對以下內容監(jiān)控：

1）實時數據采集系統，實時數據通過網關接口以udp數據包的形式發(fā)送到管理網絡，管理網中的前端工作站直接對實時數據包進行解析來反映給各級管理者；實時數據服務器接收到數據包后，對其進行分析、計算，并定期存儲至數據庫中；

2）模擬流程圖監(jiān)視系統，系統提供web服務，使用戶在intranet/internet上以web方式瀏覽，查看實時數據以及歷史數據信息，為遠程瀏覽工廠生產過程，遠程生產報警，遠程故障診斷提供可能；且系統提供的主要監(jiān)控畫面可包括：生產流程畫面、生產裝置工藝流程畫面、生產單元工藝運行畫面、重要設備運行狀態(tài)監(jiān)控畫面，畫面數據刷新率可以自定義；

3）能源監(jiān)控系統，以系統流程圖的方式遠程監(jiān)控蒸汽管網壓力、溫度、流量情況，連續(xù)監(jiān)視電能波動，故障發(fā)生瞬間啟動錄波記錄、開關狀態(tài)變位記錄、故障后長時間包絡線記錄、繼電保護動作時間和順序記錄，為科學指揮、調度管網設備起停、保障管網壓力平衡、流量穩(wěn)定，掌握用電負荷規(guī)律，及時發(fā)現和預測故障等提供實時監(jiān)控數據依據；

4）電力監(jiān)控系統，對各分公司的高壓供配電系統進行實時監(jiān)控，對6千伏以上大型用電設備的運行工況、開關狀態(tài)、保護信息、實時運行數據進行監(jiān)控；

5）安全保衛(wèi)監(jiān)控方法，對重大危險源及關鍵工段的視頻監(jiān)控集成至能源管理平臺，以便故障發(fā)生時及時調用視頻監(jiān)控信息，了解現場情況，做出準確決策；

6）實時歷史趨勢監(jiān)控系統，觀察某項指標或多項指標在指定時間段內的點值變化曲線及其報警線的顯示；采用在同一畫面、同一坐標軸上通過同時顯示多條指標曲線，進行對比顯示。

本發(fā)明得到的一種能源自動管理調度系統，通過生產控制系統數據及各種重要監(jiān)控儀器進行統一采集、集成管理，做到現場數據的實時采集，通過網絡傳輸，把收集到的數據存儲到實時數據庫中進行處理，以流程圖監(jiān)控、報警、實時報表、趨勢查詢等方式，使調度、生產管理部門和相關領導可以在辦公室或遠程也能夠確切掌握實際生產狀況。并通過生產監(jiān)控、安全管理、生產調度、質量管理、生產統計、設備管理、能源管理（能源統計分析）等mes模塊結合短信平臺為全公司的生產管理及調度指揮提供一個方便快捷的信息化管理平臺。

附圖說明

圖1是本實施例提供的一種能源自動管理調度系統的層次結構示意圖；

圖2是本實施例提供的一種能源自動管理調度系統中企業(yè)生產調度系統網絡控制部分的結構示意圖。

附圖標記中：1.應用管理系統層；2.應用支撐平臺層；3.數據服務平臺；4.基礎設施層；5.企業(yè)生產調度系統；6.數據采集層；7.調度監(jiān)控層；8.廠部管理層。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

實施例：

如圖1所示，本實施例中所提供的一種能源自動管理調度系統，所述能源管理調度系統自上向下包括四個層次：應用管理系統層1、應用支撐平臺層2、數據服務平臺3和基礎設施層4；

其中：應用管理系統層1：由企業(yè)生產調度系統5組成，包括實時數據采集、實時監(jiān)控、基礎信息維護、調度管理、能源管理、質量管理、生產統計，各部門通過對應的業(yè)務應用系統完成日常工作；

應用支撐平臺層2：用于提供統一的系統管理：用戶管理、權限管理工作流引擎，來支撐業(yè)務應用系統，同時通過數據交換服務實現與外部系統的接口；

數據服務平臺3：采用soa架構，提供靈活的數據服務，包括實時數據、管理數據和綜合數據的管理；

基礎設施層4：用于負責各層共性的基礎服務，包括軟硬件和主機系統。

如圖2所示，作為優(yōu)先，所述企業(yè)生產調度系統5的網絡控制部分分成三個網絡層次，即數據采集層6、調度監(jiān)控層7和廠部管理層8：

其中：數據采集層6主要是指各網關機與控制系統進行實時數據采集并發(fā)送到調度室實時數據庫服務器；中層為調度監(jiān)控層7，利用服務器相關組態(tài)及配置，對生產進行實時監(jiān)控調度；上層為廠部管理層8：利用局域網的形式將各采集數據發(fā)送至廠領導和授權用戶，實現實時瀏覽和歷史查詢。

作為優(yōu)先，所述企業(yè)生產調度系統5的調度內容主要包括：

1）生產監(jiān)控系統；通過智能儀表采集系統實時采集各個監(jiān)控數據；

2）能源管理系統，用于對水、電、蒸汽、氫氣、壓縮空氣、煤、煤氣的能源介質的計量，此類能源介質，則通過專用儀表，進行采集，由dcs系統集成，匯集至能源管理系統平臺；用于對各公司質檢循環(huán)物流情況：包括焦化入爐煤、鍋爐蒸汽輸配量、煤氣輸配量這幾個分公司互用原材料物流輸配量，各介質消耗的使用量；煤主要通過對地磅計量器具進行實時數據監(jiān)測，完成數據采集，并對供應商和銷售客戶建立用戶臺帳，實現對入廠物資和出廠產品的計量實時記錄；自動統計計量的相應報表；

3)能源優(yōu)化調度系統，其優(yōu)化調度分為兩個方面，一方面，對于管道輸送能源介質，比如蒸汽、燃氣等能源介質，通過預測數據和管網模型實現對于蒸汽等管道輸送能源的預測、優(yōu)化和調度，確定預測數據之后，在能源管網模型的基礎上，以調度周期內能源損失最少和能源管網操作最穩(wěn)定為目標，建立不同能源介質的優(yōu)化調度模型，給出優(yōu)化調度建議，從而減少能源損失，維持管網操作穩(wěn)定；另一方面，對于電能、燃氣、水等能源，則需要進行錯峰運行的優(yōu)化調度；首先，通過對大型設備連續(xù)運行趨勢記錄、運行狀態(tài)記錄、開機啟動記錄、事故記錄，絕緣監(jiān)視記錄，掌握企業(yè)整體用能規(guī)律，并根據基礎數據建立預測模型，預測短期的用能能負荷，做出公司用能總負荷預測、公司最大用能負荷預測、關鍵設備用能負荷預測等預測數據；

4）生產調度管理系統，根據公司生產目標以及生產過程中的原料、產品、質量、設備、公用工程等多方面的信息，下達生產調度指令、安全指令的執(zhí)行情況并進行監(jiān)督、檢查，結合現場工藝狀況形成新的生產指揮調度信息，記錄生產情況，糾正執(zhí)行中的偏差，就具體問題召開部門內部及跨部門和單位的生產協調會議，發(fā)出通知通報，實現組織，協調，平衡，指揮，督辦的作用，使生產制造活動穩(wěn)定持續(xù)進行；

5）生產統計系統，包括生產班報、生產日報以及統計分析，涉及原料的收、耗、存，能源的使用量，設備的運行狀況統計；生產統計不僅是對當前當日生產情況的統計，更重要的是對生產統計數據的綜合分析，實現多角度的、綜合性的對比分析，為生產調度管理和決策提供更有效的指導和幫助；

6）設備管理系統，包括設備臺帳、設備狀態(tài)監(jiān)控、設備運行管理、設備預防性維護管理、設備巡檢、故障分析；設備維護管理系統的建立，對關鍵設備的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，保證設備運行在正常狀態(tài)；使得企業(yè)可以不斷完善設備維護保養(yǎng)項目和周期，逐步建立起良好的設備預防維修機制，提高設備的保障能力；通過規(guī)范設備故障維修管理，建立設備維修支持系統，提高設備維修水平；同時充分利用各種設備數據，加強對設備的分析研究，進一步提高企業(yè)設備管理水平；

7）安全管理系統，通過對生產現場的實時監(jiān)控：包括生產數據、危險源監(jiān)控、火災報警、視頻監(jiān)控、安全巡防、短信平臺，實時了解各生產單位的生產情況，避免違規(guī)作業(yè)，確保安全生產，并通過安全生產數據報警在調度中心和相關領導的計算機中顯示、報警，結合短信平臺及電話調度平臺指揮相關人員采取相應的措施，從而保證設備、人身的安全；

8）erp接口，erp數據接口負責mes平臺數據與erp管理軟件的數據交互，包括：生產訂單、生產計劃、生產數據數據交互，原材料、成品檢驗計劃及結果、人事信息等的交互；

9）應用支撐平臺,基于構件化技術、工作流引擎技術、快速定制技術而形成的一種可自動適應客戶管理需求的易操作、易擴充的智能化、集成化的管理軟件平臺。

作為優(yōu)先，所述生產監(jiān)控系統主要包括對以下內容監(jiān)控：

1）實時數據采集系統，實時數據通過網關接口以udp數據包的形式發(fā)送到管理網絡，管理網中的前端工作站直接對實時數據包進行解析來反映給各級管理者；實時數據服務器接收到數據包后，對其進行分析、計算，并定期存儲至數據庫中；

2）模擬流程圖監(jiān)視系統，系統提供web服務，使用戶在intranet/internet上以web方式瀏覽，查看實時數據以及歷史數據信息，為遠程瀏覽工廠生產過程，遠程生產報警，遠程故障診斷提供可能；且系統提供的主要監(jiān)控畫面可包括：生產流程畫面、生產裝置工藝流程畫面、生產單元工藝運行畫面、重要設備運行狀態(tài)監(jiān)控畫面，畫面數據刷新率可以自定義；

3）能源監(jiān)控系統，以系統流程圖的方式遠程監(jiān)控蒸汽管網壓力、溫度、流量情況，連續(xù)監(jiān)視電能波動，故障發(fā)生瞬間啟動錄波記錄、開關狀態(tài)變位記錄、故障后長時間包絡線記錄、繼電保護動作時間和順序記錄，為科學指揮、調度管網設備起停、保障管網壓力平衡、流量穩(wěn)定，掌握用電負荷規(guī)律，及時發(fā)現和預測故障等提供實時監(jiān)控數據依據；

4）電力監(jiān)控系統，對各分公司的高壓供配電系統進行實時監(jiān)控，對6千伏以上大型用電設備的運行工況、開關狀態(tài)、保護信息、實時運行數據進行監(jiān)控；

5）安全保衛(wèi)監(jiān)控方法，對重大危險源及關鍵工段的視頻監(jiān)控集成至能源管理平臺，以便故障發(fā)生時及時調用視頻監(jiān)控信息，了解現場情況，做出準確決策；

6）實時歷史趨勢監(jiān)控系統，觀察某項指標或多項指標在指定時間段內的點值變化曲線及其報警線的顯示；采用在同一畫面、同一坐標軸上通過同時顯示多條指標曲線，進行對比顯示。

在本實施例中智能儀表采集系統中：采用改造后的能源表或者二、三級電表是具備通訊接口的智能儀表，根據所具備的通訊接口類型采用不同的采集方式：

如果所要采集的智能儀表所具備的通訊接口采用的是能夠進行遠距離傳輸的通訊協議（如以太網的tcp/ip），則直接通過相應的通訊線路傳送到數據采集服務器上，由數據采集服務器實現數據采集。

如果所要采集的智能儀表所具備的通訊接口采用的是不適合遠距離傳輸的信號（如rs485、rs422、rs232等），則可以采用通訊轉換模塊設備進行協議轉換實現數據的采集，然后將轉換后得到的數據進行通訊轉換，轉換為tcp/ip等適合遠距離傳輸的通訊協議，再通過相應的通訊線路傳送到數據采集服務器上，由數據采集服務器上的數據協議轉換軟件進行數據協議的轉換，實現數據的采集。

具備通訊接口的儀表均通過rs485通訊方式進行數據通訊，因此可直接采用通訊轉換模塊設備進行協議轉換實現數據的采集，然后將轉換后得到的數據進行通訊轉換，轉換為tcp/ip等適合遠距離傳輸的通訊協議，再通過相應的通訊線路傳送到數據采集服務器上，由數據采集服務器上的數據協議轉換軟件進行數據協議的轉換，實現數據的采集。

同時其數據采集方式是使用一臺計算機作為數據采集網關，通過數據采集網關實現實時數據庫服務器和電氣系統的連接，具體連接方式：

通過在電氣通訊柜選擇一空余通訊口，通過串口通訊線連接到數據網管機上用于傳輸過程數據。每個數據采集點配置一對光纖收發(fā)器，一個連接數據采集網關，一塊連接接入交換機。

這里增加數據采集網關的目的在于減低操作站負荷，網關的存儲轉發(fā)功能，使得當網絡故障時，過程數據存儲在網關機。當網絡恢復后，網關自動將本地數據存儲到實時數據庫。這保證了數據不丟失。由于網關具有隔離控制網與管理網的作用，具有更高的安全性，保證控制系統的運行安全。

因此本實施例通過實時數據庫軟件對生產控制系統數據及各種重要監(jiān)控儀器（如：設備報警、生產監(jiān)測等）進行統一采集、集成管理，做到現場數據的實時采集，通過網絡傳輸，把收集到的數據存儲到實時數據庫中進行處理，以流程圖監(jiān)控、報警、實時報表、趨勢查詢等方式，使調度、生產管理部門和相關領導可以在辦公室或遠程（需甲方提供外網ip地址）也能夠確切掌握實際生產狀況。并通過生產監(jiān)控、安全管理、生產調度、質量管理、生產統計、設備管理、能源管理（能源統計分析）等mes模塊結合短信平臺為全公司的生產管理及調度指揮提供一個方便快捷的信息化管理平臺。

根據上述說明書的揭示和教導，本發(fā)明所屬領域的技術人員還能夠對上述實施方式進行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式，凡是本領域技術人員在本發(fā)明的基礎上所作出的任何顯而易見的改進、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，并不對本發(fā)明構成任何限制。