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基于云平臺的環(huán)保用電監(jiān)控的應(yīng)用研究

更新時(shí)間：2022-10-09

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吳柯霓

（安科瑞股份有限公司，上海嘉定 201801）

摘要：隨著科技水平和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在各個領(lǐng)域應(yīng)用范圍越來越廣泛，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)在環(huán)保用電監(jiān)控方面應(yīng)用越來越緊密，本文對云平臺的概念、特點(diǎn)以及云平臺在環(huán)保用電監(jiān)控的應(yīng)用進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：環(huán)保用電；監(jiān)控；云平臺；應(yīng)用

1 云平臺概念和特點(diǎn)

云平臺是指存儲在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫，云平臺由硬件設(shè)備和軟件組成，硬件設(shè)備包括 CPU、存儲器和服務(wù)器等，軟件包括集成開發(fā)軟件和應(yīng)用軟件等。云平臺把大量的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲工作交給由硬件和軟件組成的數(shù)據(jù)庫來進(jìn)行。云平臺的核心功能是對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行并行處理和存儲，云平臺的突出特點(diǎn)是能夠脫離人工操作，云平臺可以實(shí)現(xiàn)自動管理和維護(hù)云平臺中的大量數(shù)據(jù)和資源。云平臺包括下面幾個特點(diǎn)：

（1）靈活性和伸縮性，云平臺能夠按照不同的區(qū)域范圍、軟件性能和硬件配置等多層面提供個性化、靈活性和伸縮性的服務(wù)，同時(shí)能夠根據(jù)平臺訪問用戶數(shù)量對資源規(guī)模進(jìn)行動態(tài)性伸縮調(diào)整，以此來滿足不同訪問客戶的需要。

（2）數(shù)據(jù)的池化，云平臺依托于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)建立的云端服務(wù)器集群，具有并行處理存儲、分布式處理存儲和互聯(lián)網(wǎng)通信等一系列強(qiáng)大功能，訪問用戶不再受到地理位置的限制，用戶可以隨時(shí)隨地訪問數(shù)據(jù)池中某個服務(wù)區(qū)域和資源中心的數(shù)據(jù)資源。

（3）提供自主化服務(wù)，對于用戶來說云平臺上提供的服務(wù)是透明化的，云平臺上的硬件、軟件和數(shù)據(jù)等能夠按照用戶的不同需求進(jìn)行自主化的配置，客戶可以根據(jù)自主化的需要進(jìn)行定制和購買。

（4）安全性高，云平臺可以利用本地和地域復(fù)制功能對數(shù)據(jù)中的垃圾信息和多余信息進(jìn)行過濾處理或者清除，還能有效克服網(wǎng)絡(luò)高并發(fā)和網(wǎng)絡(luò)擁堵的困擾，利用流量管理器對數(shù)據(jù)流負(fù)載進(jìn)行相應(yīng)的均衡化處理，具體包括流量的拆分、配置和故障轉(zhuǎn)移等。

2 云平臺在環(huán)保用電監(jiān)控中的應(yīng)用

安科瑞環(huán)保用電監(jiān)管云平臺依托物聯(lián)網(wǎng)和電力參數(shù)傳感技術(shù)，數(shù)據(jù)采集終端獲取設(shè)備用電回路的電力參數(shù)，通過DTU或數(shù)采儀上傳至云平臺，通過Web頁面或APP把監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)直觀表現(xiàn)在用戶眼前。

整個方案對用電和環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行檢測和數(shù)據(jù)采集，把參數(shù)保存并打包形成標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)包，然后利用LoRa途徑傳送到云平臺，云平臺具有的模板式組件能夠進(jìn)行監(jiān)控軟件開發(fā)，將動態(tài)參數(shù)直觀反映到應(yīng)用軟件的界面。云平臺集成了報(bào)警功能，能夠做到對報(bào)警信息的實(shí)時(shí)發(fā)布與推送。

該系統(tǒng)除了可以監(jiān)控環(huán)保治理設(shè)備的工作情況及企業(yè)停限產(chǎn)期間的生產(chǎn)狀態(tài)以外，在VOCs、煙塵、廢水等環(huán)境監(jiān)控等方面也非常適用，還可以集成視頻或門禁監(jiān)控，值得應(yīng)用與推廣。

（1）全電參量測量智能模塊ADW400：

● 有功電能精度：1級，無功電能精度：2級，電壓、電流精度：0.5級

● 電壓規(guī)格：3×57.7/100V、3×100V、3×380V、3×220/380V

● 電流規(guī)格：3×1.5(6)A，3×20(100)A，3×80(400)A，3×120(600)A

● 工作溫度：-25℃~+55℃

● 相對濕度：≤95℅（無凝露）

● 支持470Mhz Lora無線通訊、RS485通訊

● 支持全電力參數(shù)測量（U、I、P、Q、S、PF、F）

● 支持正反向有功、無功電能

● 支持標(biāo)準(zhǔn)DIN35導(dǎo)軌安裝

（2）無線網(wǎng)關(guān)AF-GSM500：

● 支持460Mhz~510Mhz Lora無線通訊，頻道和擴(kuò)頻因數(shù)可設(shè)置

● 工作頻段：TD-LTE/ FDD-LTE/WCDMA/TD-SCDMA/ GSM/ EVDO/CDMA2000，包含聯(lián)通、移動、電信4G網(wǎng)絡(luò)

● 傳輸速率：4G網(wǎng)速上行2Mbps，下行68Mbps

● 工作溫度：-40度~85度

● 濕度范圍：0~95% 無凝露結(jié)霜

● 支持LORA無線組網(wǎng)，通過將通訊數(shù)據(jù)在無線信號之間互轉(zhuǎn)，LORA監(jiān)測支持中繼器模式，滿足用于增強(qiáng)主、從站之間的 LORA信號強(qiáng)度

● 支持不低于100臺監(jiān)測設(shè)備的數(shù)據(jù)采集

● 支持固定IP和動態(tài)域名解析方式連接數(shù)據(jù)中心

● 支持HJ212-2017污染源在線自動監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)

● 支持一址多發(fā)，數(shù)據(jù)可同時(shí)上傳到3個以上不同的平臺

● 寬范圍直流電源輸入，工業(yè)級設(shè)計(jì)

● 數(shù)據(jù)采集器支持服務(wù)器遠(yuǎn)程升級，版本更新時(shí)無需到現(xiàn)場升級

● 邊緣計(jì)算：對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析、處理和運(yùn)算，分擔(dān)主站數(shù)據(jù)處理壓力，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬

● 具備就地顯示屏，可查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)，并且具備一定的人機(jī)交互能力，可直接修改一些參數(shù)

● 具備數(shù)據(jù)存儲功能，存儲時(shí)間1年

● 具備斷點(diǎn)續(xù)傳

● 支持遠(yuǎn)程修改配置、遠(yuǎn)程查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)主動補(bǔ)傳

（3）數(shù)據(jù)采集傳輸儀AF-HK100：

● 支持460Mhz~510Mhz Lora無線通訊，頻道和擴(kuò)頻因數(shù)可設(shè)置

● 工作頻段：LTE-FDD/LTE-TDD/CDMA，包含聯(lián)通、移動、電信4G網(wǎng)絡(luò)

● 傳輸速率：4G網(wǎng)速上行50Mbps，下行150Mbps

● 工作溫度：-20℃～+60℃

● 儲存溫度：-40℃～+80℃

● 相對濕度：≤95%RH

● 電磁兼容：GB/T 17626.2靜電放電抗擾性試驗(yàn) 3 級；GB/T 17626.4電快速瞬變脈沖群抗擾性試驗(yàn) 3 級； GB/T 17626.5 沖擊（浪涌）抗擾性試驗(yàn) 4 級

● 具備不少于6路RS485/RS232 串口，8路模擬量輸入通道（電流電壓信號可配置），8路開關(guān)量輸入通道（有源濕接點(diǎn) （DC12V）/無源干接點(diǎn)可配置）以及4路開關(guān)量輸出通道（無源干節(jié)點(diǎn)，觸點(diǎn)容量 DC30V/5A、AC250V/5A）

● 支持固定IP和動態(tài)域名解析方式連接數(shù)據(jù)中心

● 支持HJ212-2017污染源在線自動監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)

● 支持一址多發(fā)，數(shù)據(jù)可同時(shí)上傳到3個以上不同的平臺

● 數(shù)采儀支持服務(wù)器遠(yuǎn)程升級，版本更新時(shí)無需到現(xiàn)場升級

● 數(shù)采儀具備不小于7英寸觸摸顯示屏，并且具備一定的人機(jī)交互能力，可于本地進(jìn)行監(jiān)測參數(shù)管理設(shè)置，實(shí)時(shí)，歷史數(shù) 據(jù)查詢，采集周期自定義等功能

● 數(shù)采儀具備至少16GB本地存儲空間并支持外置SD卡擴(kuò)容

● 具備數(shù)據(jù)存儲功能，存儲時(shí)間不低于6個月，監(jiān)測數(shù)據(jù)記錄存儲需滿足至少存儲14400條記錄，且支持歷史記錄通過U盤等形式導(dǎo)出

● 數(shù)據(jù)采集≤1‰，系統(tǒng)時(shí)鐘計(jì)時(shí)±0.5‰

● 具備ups后備電池，要求外部電源斷電后，可持續(xù)供電至少6小時(shí)

● 設(shè)備具備斷點(diǎn)續(xù)傳（無法聯(lián)網(wǎng)的情況下將數(shù)據(jù)先保存起來，等網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后再上傳）

● 支持遠(yuǎn)程修改配置、遠(yuǎn)程查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)主動補(bǔ)傳

● 支持本地操作日志存儲管理

● 具備用戶管理功能，支持分系統(tǒng)管理員及一般操作人員兩種權(quán)限，可根據(jù)用戶名密碼登錄

3 平臺主要功能

建立產(chǎn)污、治污設(shè)施運(yùn)行耦合聯(lián)動關(guān)系，及時(shí)發(fā)現(xiàn)治污設(shè)施非正常運(yùn)行。同時(shí)通過企業(yè)總生產(chǎn)用電、車間用電的數(shù)據(jù)采集，有效解決惡劣天氣下以及行政處罰企業(yè)停限產(chǎn)無法實(shí)時(shí)量化監(jiān)管的問題。主要包括：一方面可實(shí)時(shí)監(jiān)控治污設(shè)施運(yùn)行情況；另一方面，動態(tài)監(jiān)控重污染天氣下應(yīng)急管控措施落實(shí)情況。

提供信息化管理手段，為企業(yè)提供治污設(shè)施異常、停限產(chǎn)異常、設(shè)備故障告警功能，避免企業(yè)因設(shè)施停運(yùn)造成的超標(biāo)排放，有效降低設(shè)備停機(jī)及生產(chǎn)事故風(fēng)險(xiǎn)。

為企業(yè)提供業(yè)務(wù)應(yīng)用、數(shù)據(jù)挖掘分析及增值服務(wù)，統(tǒng)計(jì)設(shè)備用電情況，提升企業(yè)的能源使用效率。

4 結(jié)語

云平臺應(yīng)用于環(huán)保用電監(jiān)控具有容錯性和伸縮性等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有云端存儲功能，依托于云平臺可以完成環(huán)保用電監(jiān)控包括數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)絡(luò)傳輸、狀態(tài)展示等一系列監(jiān)控活動，基于云平臺技術(shù)提供的數(shù)據(jù)快速分析和存儲等強(qiáng)大服務(wù)，環(huán)保用電監(jiān)控和云平臺相互結(jié)合的模式已成功應(yīng)用在多個項(xiàng)目中。

參考文獻(xiàn)

[1]岳建偉.基于云平臺的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用研究[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2019(4)：71.

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[3]時(shí)志強(qiáng).關(guān)于工況用電監(jiān)測系統(tǒng)在環(huán)境管理中的應(yīng)用研究[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新, 2020(10):189-190.

作者簡介

吳柯霓，女，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，從事電氣相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā)工作。