基于傳感器網絡的工業能耗實時監測與安全預警系統

一、項目概述

1.1 引言

在工業領域，節能減排是國家提出的戰略要求，同時也是企業發展的方向，這對于降低了企業的生產成本具有重大意義。以中國鋼鐵企業寶鋼為例，可近似估算，寶鋼2009年的鋼鐵年產量約為3000萬噸，噸鋼能源成本約為1000元，能源成本為300萬億，如果能夠提高1%的能源利用率，可節約能源成本3萬億，而寶鋼僅僅只是中國的一家企業，由此可見，在節能減排方面的研究所具有的巨大市場價值。更為細致的來看，在連續生產型的企業中，保障流水線的持續工作減少了因某個環節的故障帶來的重大損失。在電力生產型企業中，其配電裝置的正常工作對于企業的持續生產具有重大意義。

本方案將實現各個生產設備和配電盒的能耗和溫度檢測。通過對能耗歷史數據的處理，使得能耗數據實現可視化，對于企業找到重大耗能設備，精打細算地管理能耗，進一步加強節能減排工作有重要意義。同時，對設備溫度的實時檢測可以偵測流水線、配電裝置是否工作異常，當發生異常現象是，通過及時報警，能夠最大限度地降低異常狀況帶來的損失。由已有的歷史數據也可以對于未來的能耗和溫度變化趨勢作出預測，從而能夠提醒管理者何時溫度可能出現異常，提醒其采取措施或者進行檢修。

總的來看，能耗檢測能夠幫助企業進行節能減排工作，降低企業的能源成本，溫度檢測對于防范故障帶來的損失有重大意義。

1.2 項目簡介

本項目在系統架構上包含傳感器節點、匯聚節點和管理節點的三個部分，如下圖所示：

圖一

傳感器節點由EVK1100的硬件平臺配合傳感器實現，將安置在每一個需要測量的生產設備和配電盒上，測量并顯示該設備的功率和溫度信息，同時將測得的數據通過通信模塊及時發送給相應的匯聚節點，如果信息異常，會在發送的數據中加入報警信號。匯聚節點由一臺PC機、負責通信的硬件以及發出報警信號的硬件共同實現，將為每一個生產車間，或者為一定數量的生產設備配備一個匯聚節點。它能夠存儲傳感器節點的歷史信息，并分析一定范圍內的生產設備的工況，最終將得到的數據發送給管理節點，交給管理節點處理。管理節點可以由多臺PC機構成，為整個企業能耗與溫度監測的信息綜合中心，能夠在這里看到企業內部所有生產設備的相應信息，從而為企業執行者決策提供依據。