15.能耗监控工作站

主讲人：王超宁波城市职业技术学院工业互联网数据采集技术——能耗监控与工业通信序言能耗监控是为耗电量、耗水量、耗气量、集中供热耗热量、集中供冷耗冷量与其他能源应用量的控制与测量监控系统。目录CONTENTS能耗监控工作站1工业通信组网2能耗监控工作站01PARTONE能耗监控工作站01现代企业在提高生产设备自动化的同时，需要进一步加强工厂管理的高效性和精细化程度。作为企业生产必不可少的用电系统，通过采用合理的配电方案，优化用电管理，以达到高效节能，降低企业运营成本，实现精细化管理的目的。能耗监控工作站01能耗监控工作站用于采集和存储工业场所能耗情况，内部寄存器存储模拟产生的环境能耗数据。能耗监控工作站一般有两个关键设备产生能耗监控数据，分别为能耗采集中心与智能电表两个电气设备。能耗监控工作站01通过能耗监控工作站对厂区现场生产设备用电信息的管理及照明系统的智能化控制，采用集中管理、分散控制的计算机控制系统，实现设备用电、用水、用气信息的远程采集、统计、管理及优化。根据车间厂房亮度及班次安排表，智能控制相应区间照明灯的通断，以提高生产效率，节省人力，节约用电成本。使管理人员在办公室就能了解到整个厂区的用电信息及照明控制情况，提高了信息管理的实时性和高效性，从而实现整个厂区能耗信息的智能化和精细化管理。能耗监控工作站01能耗采集中心作为使用控制器内部逻辑程序产生工业能耗信息，并将模拟得到的采集信息存储在相应的工作站内部寄存器。通过RS485通信方式实现能耗采集数据与上位机系统实现数据访问。电表作为车间电源能耗的监控设备来使用。通过车间耗电量的分析，促进车间能源合理利用。

电表额定电压220V/50Hz，额定电流80A。LED

段码显示。具有有功电能计量及电压、电流、功率、功率因数、频率等电参量测量功能。具有RS485

通信接口，通信规约支持Modbus-RTU。02PARTTWO工业通信组网工业通信组网02以有线方式进行组网时，通过RS485通信接口接入物联网关，由物联网关把数据转发到工业互联网平台或其他采集服务器。以无线方式进行组网时，则支持4种无线通信方式：GPRS无线通信、LoRa通信、NB-IoT通信、4G通信，这些通信方式在选型时根据实际需求进行选择。通过无线通信模块，可以实现无线通信，直接把数据转发到工业互联网平台或者其他采集服务器。无线方式组网免去了接线，可以减少现场布线成本，降低施工成本，但是对环境的无线信号稳定性要求会更高。有线方式无线方式工业通信组网02RS485通信组网在仪表选型时首先要考虑的是具有怎样的联网通信接口。以前是数据模拟信号输出简单过程量，后来仪表接口是RS232接口，这种接口可以实现点对点的通信方式，但这种方式不能实现联网功能，随后出现的RS485解决了这个问题。RS485代表通讯的物理介质层和链路层，是一个对通讯接口的硬件描述，它只需要两根通讯线，即可以在两个或两个以上的设备之间进行数据传输。这种数据传输的连接，是半双工的通讯方式，在具体某个时间点，一个设备只能进行发送数据或接收数据。工业通信组网02GPRS通信组网GPRS（英文全称为：Generalpacketradioservice，中文名称为：通用无线分组业务）是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。它经常被描述成“2.5G”，也就是说这项技术位于第二代(2G)和第三代(3G)移动通讯技术之间。它通过利用GSM网络中未使用的TDMA信道，提供中速的数据传递。工业通信组网02GPRS通信组网GPRS信道的工作方式为客户端方式，其通过GPRS信道与远端服务器建立连接后进行通信，工作模式为永久在线模式，在此模式下，只要上电后模块检测到GSM网络状态正常，即向主站发起数据连接。只要连接建立，模块将一直工作于数据交换状态。该组网方案适用于分散、距离较远，对数据实时性较强的场合。工业通信组网02LoRa通信组网LoRa（英文全称为：LongRangeRadio，中文名称为：远距离无线电）是一种低功耗局域网无线标准，其最大的特点就是在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远，实现了低功耗和远距离的统一，它在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍。该组网方案适用于分散安装的环境场景，比如商业区、工业园区等场合。工业通信组网02NB-IoT通信组网NB-IoT（英文全称为：NarrowBandInternetofThings，中文名称为：窄带物联网）是一种利用移动基站进行通信的窄带低功耗广域网络技术，它使用了授权的频段，可直接部署于现有的移动通信网络上，需要运营商提供服务和支持。该组网方案适用低功耗的、广域范围的、传输数据量小且更新频率也不高的物联网设备，如水表、气表、路灯、停车、共享单车、物流集装箱、空气监测仪等各种户外场景。工业通信组网024G通信组网4G通信技术（英文全称为：the4thgenerationmobilecommunicationtechnology，中文名称为：第四代移动通信技术）是在3G技术上的一次更好的改良，其相较于3G通信技术来说一个更大的优势，是将WLAN技术和3G通信技术进行了很好的结合，使图像的传输速度更快，让传输图像的质量和图像看起来更加清晰。在智能通信设备中应用4G通信技术让用户的上网速度更加迅速，速度可以高达100Mbps。工业通信组网024G通信组网4G信道的工作方式为客户端方式，装置通过4G信道与远端服务器建立连接后，进行通信。其4G通信模块的工作模式为永久在线模式，只要上电后模块检测到LTE网络状态正常，即向主站发起数据连接。只要连接建立，模块将一直工作于数据交换状态。该组网方案适用于不方便布线、网络稳定且数据量不是非常大的场景。工业通信组网02新一代通信技术：5G通信组网5G可以提供比4G更快的数据传输速度，这使得用户可以更快地下载和上传数据。同时它具有更低的端到端延迟，这对于实时应用程序和服务非常重要。例如，对于无人驾驶汽车、远程医疗服务和虚拟现实等应用。5