专利名称：基于云计算的空气处理设备管理控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及空气处理设备管理控制技术领域，尤其涉及一种基于云计算的空气处理设备管理控制系统。
背景技术：
随着全世界范围内的空气处理设备(如空调机组和新风机组)越来越多，对各种空气处理设备的管理控制越来越重要。现有技术中的空气处理设备管理控制系统，通常仅仅采用分析设备数量、设备的铭牌信息、设备的维修保养记录等手段，对各种设备做一个简单的信息汇总，而不能够用自动化手段采集设备实时运行数据和设计参数，更难以做到跨平台、跨系统“物与物之间数据无障碍共享”功能，只能够通过人工登录产品参数和运行参数，特别是不能够做到对空气处理设备的各个设备做运行数据和设计参数对比分析，无法查证和提前预知设备故障的出现时间节点，以及故障对设备造成的危害程度。本发明人还发现现有技术的空气处理设备管理控制软件还存在以下问题1、系统在处理大量历史数据时遇到处理速度不迅速、数据保护无法实现的问题；2、系统没有从设计因素、使用环境、使用习惯、人为因素、运行指标、管理体系、故障基准标杆、故障绩效、故障统计、运行优化等方面进行综合的设备和零部件运行数据统计、分析和管理控制，仅仅是将部分统计结果提供给用户，让用户自己根据统计结果去修正现场运行控制模式，从而无法实现设备运行的最优化配置。3、不能够实现所有发电机组设施跨平台、跨系统“物与物数据实时交换”，并实现跨系统、按照功能需求的设备设施管理和控制。云计算是近几年发展起来的网络技术，它是将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使得各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务。各大IT公司纷纷推出自己的基于云计算的平台服务，如谷歌(GOOGLE)、微软、雅虎、亚马逊 (Amazon)等，总结起来云计算具有以下特点(1)超大规模。“云”具有相当的规模，Googl e云计算已经拥有100多万台服务器，Amazon、IBM、微软、Yahoo等的“云”均拥有几十万台服务器。企业私有云一般拥有数百上千台服务器，“云”能赋予用户前所未有的计算能力。(2)虚拟化。云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。所请求的资源来自“云”，而不是固定的有形的实体。应用在“云”中某处运行，但实际上用户无需了解、也不用担心应用运行的具体位置。只需要一台笔记本或者一个手机，就可以通过网络服务来实现我们需要的一切，甚至包括超级计算这样的任务。(3)高可靠性。“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性，使用云计算比使用本地计算机可靠。(4)通用性。云计算不针对特定的应用，在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用，同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行。[0013](5)高可扩展性。“云”的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模增长的需要。(6)按需服务。“云”是一个庞大的资源池，你按需购买；云可以像自来水，电，煤气那样计费。(7)极其廉价。由于“云”的特殊容错措施可以采用极其廉价的节点来构成云，“云” 的自动化集中式管理使大量企业无需负担日益高昂的数据中心管理成本，“云”的通用性使资源的利用率较之传统系统大幅提升，因此用户可以充分享受“云”的低成本优势，经常只要花费几百美元、几天时间就能完成以前需要数万美元、数月时间才能完成的任务。(8)物联网技术是云计算实现现场设备数据跨平台交换的可靠保障，其本质含义是物与物相连、互通及数据共享。(9)物联网技术的核心和基础仍然是互联网技术，是在互联网技术基础上的延伸和扩展的一种网络技术；其用户端延伸和扩展到了任何物品和物品之间，进行信息交换和通讯；因此，物联网技术的定义是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。(10)物联网anternet of Things)指的是将无处不在(Ubiquitous)的末端设备(Devices)和设施(facilities)，包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、数控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”(Enabled)的，如贴上RFID 的各种资产(Assets)、携带无线终端的个人与车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”(Mote)，通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通 (M2M)、应用大集成(Grand htegration)、以及基于云计算的MaS营运等模式，在内网 antranet)、专网(Extranet)、和/或互联网(Internet)环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面(集中展示的 Cockpit Dashboard)等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、 控、营”一体化。
实用新型内容为了解决现有技术的上述问题，本实用新型的目的是提供一种基于云计算的空气处理设备管理控制系统，能够兼容所有不同厂家的空气处理设备管理控制平台，在一个统一的平台下对很多个对象集中进行设备运行管理控制，实现最大限度的运行优化管理、故障预知和网络化自动控制，从而实现运行状况的最优化配置，达到更好的运行效果。为了实现上述目的，本实用新型提供了一种基于云计算的空气处理设备管理控制系统，包括物联网现场控制器，用于设定所述空气处理设备的正常运行参数以及根据所述空气处理设备的正常运行参数对所述空气处理设备的运行模式进行管理和控制，并将所述空气处理设备的正常运行参数传输至云计算设备管理和控制平台；物联网现场数据采集器，用于采集所述空气处理设备的实际运行参数并传送给云计算设备管理和控制平台；云计算设备管理和控制平台，用于根据所述空气处理设备的实际运行参数和正常运行参数调整所述物联网现场控制器的管理和控制模式。作为优选，所述云计算设备管理和控制平台具体包括接收单元，用于接收所述物联网现场数据采集器采集到的所述空气处理设备的实际运行参数以及通过所述物联网现场控制器设定的所述空气处理设备的正常运行参数；第一判断单元，用于判断所述空气处理设备的实际运行参数与正常运行参数是否匹配并生成判断结果；运行模型生成单元，用于当所述第一判断单元的判断结果为匹配时根据所述空气处理设备的实际运行参数生成相应的运行模型；运行模型数据库，用于存储所述空气处理设备的各种历史运行模型；第二判断单元，用于判断所述生成的运行模型与所述运行模型数据库中对应的历史运行模型是否匹配并生成判断结果；控制模式调整单元，用于当所述第一判断单元或所述第二判断单元的判断结果为不匹配时调整所述物联网现场控制器对所述空气处理设备的管理和控制模式。作为优选，所述空气处理设备的实际运行参数包括实时运行参数和安全参数。其中，实时运行参数通常指物联网现场数据采集器直接采集的温度、湿度、风量、运行时间、频率等与设备的实际运行相关的参数，例如所述空气处理设备的空调水流量、送风电机转速、风压、风速、风流量、风量泄漏率、振动加速度、电机扭矩和用电量等；安全参数包括故障和报警等情况下各个设备相关的参数，例如所述空气处理设备的保护电流、保护电压、保护功率和电机安全转速等。作为优选，所述运行模型数据库中对应的历史运行模型是指运行状况约束参数与所述生成的运行模型匹配的历史运行模型，所述运行状况约束参数包括所述空气处理设备的应用环境参数、设计参数、应用场所类型参数和实际运行类型参数中的一种或者其组合。 运行模型数据库中存有各种符合行业标准(设计标准、厂家设备设计参数等)的历史运行模型，这些历史运行模型考虑了能耗标杆、效率标杆、绩效标杆等评价标准的，其运行模式相对来讲是最合理的。历史运行模型的建立通常受到所述空气处理设备的运行状况约束参数的制约，运行状况约束参数不同，对应的历史运行模型就不同。各个设备的应用环境参数包括地理位置、气象参数等，设备的设计参数包括设计运行参数、设计功率、测量范围、设计能效等，设备的应用场所类型参数包括商场、超市、酒店、办公楼、展览馆、机房、工业厂房、 住宅、国家电网等类别。当然，还可以有其他运行状况约束参数，比如控制模式等。作为优选，所述空气处理设备的正常运行参数和实际运行参数均通过通讯网络传送给所述云计算设备管理和控制平台；所述通讯网络为无线INTERNET网、有线INTERNET 网、GPRS、3G、4G、北斗系统、GPS网中的任一种。作为优选，所述物联网现场控制器包括机组控制器、机组变频器、机组电力柜、风机叶轮修正控制器、机组和电机振动修正控制器、机组运行状态自动记录仪、机组运行故障记录仪和机组能耗记录仪。与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于本实用新型提供的空气处理设备管理控制系统能够兼容所有不同厂家的空气处理设备管理控制平台，在一个统一的平台下对很多个对象集中进行运行管理控制，实现最大限度的预知设备故障和网络化自动调节控制，从而实现设备运行状况的最优化配置，达到更好的设备管理和维护效果。
图1是本实用新型实施例的基于云计算的空气处理设备管理控制系统的结构示意具体实施方式
以下结合附图详细说明本实用新型的实施例。如图1所示的本实用新型实施例的基于云计算的空气处理设备管理控制系统的结构示意图，基于云计算的空气处理设备管理控制系统包括物联网现场控制器11，用于设定空气处理设备10的正常运行参数以及根据空气处理设备10的正常运行参数对空气处理设备10的运行模式进行管理和控制，并将空气处理设备10的正常运行参数传输至云计算设备管理和控制平台13 ；物联网现场控制器11包括用户参数设定单元111，其用于设定空气处理设备10的正常运行参数，以及调整物联网现场控制器11对空气处理设备10的管理和控制模式；常用的物联网现场控制器11包括机组控制器、机组变频器、机组电力柜、风机叶轮修正控制器、机组和电机振动修正控制器、机组运行状态自动记录仪、机组运行故障记录仪和机组能耗记录仪等。本实施例所采用的物联网现场控制器11是利用物联网技术研发的控制器，是具有唯一 IP地址的空气处理设备运行数据分析控制器，与空气处理设备10能够一一对应，并利用物联网技术实现设备设施间数据跨平台和跨系统的实时交互。通过物联网现场控制器11设定的正常运行参数通过通讯网络传输到云计算设备管理和控制平台13，其中所述通讯网络可以是无线INTERNET 网、有线INTERNET网、GPRS、3G、4G、北斗系统、GPS网或者更先进的下一代传输网络等。物联网现场数据采集器12，用于采集空气处理设备10的实际运行参数并传送给云计算设备管理和控制平台13 ；空气处理设备10的实际运行参数包括实时运行参数和安全参数。其中，实时运行参数通常指物联网现场数据采集器12直接采集的温度、湿度、风量、运行时间、频率等与空气处理设备10的实际运行相关的参数，例如空气处理设备10的空调水流量、送风电机转速、风压、风速、风流量、风量泄漏率、振动加速度、电机扭矩和用电量等；安全参数包括故障和报警等情况下各个与空气处理设备10相关的参数，例如空气处理设备10的保护电流、保护电压、保护功率和电机安全转速等。物联网现场数据采集器 12—般由各类带网络传输功能的传感器、数据统计和汇总单元、数据分析和上传单元等组成，完成数据的采集和初步统计分析功能，其实际数量是根据需要而设定的，可能有很多个物联网现场数据采集器12。本实施例所采用的物联网现场数据采集器12是利用物联网技术研发的数据采集器，是具有唯一 IP地址的空气处理设备实际运行数据采集器，与空气处理设备10能够一一对应。物联网现场数据采集器12可以是各种空调水流量传感器、送风电机转速传感器、风压力传感器、风速传感器、风流量传感器、风量泄漏率测量仪、加速度传感器、电机扭矩传感器、轴封漏油和漏水传感器和电量采集仪等。物联网现场数据采集器12 采集到的空气处理设备10的实际运行参数通过通讯网络传输到云计算设备管理和控制平台13，其中所述通讯网络可以是无线INTERNET网、有线INTERNET网、GPRS、3G、4G、北斗系统、GPS网或者更先进的下一代传输网络等。云计算设备管理和控制平台13，用于根据所述空气处理设备10的实际运行参数和正常运行参数调整所述物联网现场控制器11的管理和控制模式。调整的目的是实现空气处理设备10的最优化配置，降低故障率，减少维护成本，保证设备处于最佳运行状态等。 本实施例的云计算设备管理和控制平台13具体包括接收单元131，用于接收物联网现场数据采集器12采集到的空气处理设备10的实际运行参数以及通过物联网现场控制器11设定的空气处理设备10的正常运行参数；第一判断单元132，用于判断所述采集到的空气处理设备10的实际运行参数与所述设定的空气处理设备10的正常运行参数是否匹配并生成判断结果；运行模型生成单元133，用于当第一判断单元132的判断结果为匹配时根据所述采集到的空气处理设备10的实际运行参数生成相应的运行模型；运行模型包括整体工况和运行工况等指标。运行模型数据库130，用于存储空气处理设备10的各种历史运行模型；运行模型数据库130中存有各种符合行业标准(设计标准、厂家设备设计参数等)的空气处理设备历史运行模型以及被相关规范、标准等文件约定或承认的最优运行状态模型，这些历史运行模型是考虑了功能标杆、效率标杆、绩效标杆等评价标准的，其运行状态相对来讲是最合理的。第二判断单元134，用于判断所述生成的运行模型与运行模型数据库中对应的历史运行模型是否匹配并生成判断结果；空气处理设备历史运行模型的建立通常受到运行状况约束参数的制约，运行状况约束参数不同，对应的空气处理设备历史运行模型就不同。所述运行状况约束参数包括所述各个设备的应用环境参数、设计参数、零配件设计参数、应用场所类型参数中的一种或者其组合以及与其他约束参数(如控制优化模式)的组合。各个设备的应用环境参数包括地理位置、气象参数等，设计参数包括运行状况、设计功率、测量范围、设计能效等，应用场所类型参数包括商场、超市、酒店、办公楼、展览馆、机房、工业厂房、住宅、国家电网等类型。用户通过运行状况约束参数设定单元14输入当前生成的运行模型的运行状况约束参数，然后根据这些运行状况约束参数在空气处理设备运行模型数据库130中找到对应的历史运行模型(即运行状况约束参数与所述生成的运行模型匹配的历史运行模型)，再判断生成的运行模型与对应的历史运行模型是否匹配，如果不匹配说明设备运行不合理，需要调整。例如生成的运行模型单位时间设备振动加速度要求IOOOg(每秒平方)，但是如果小于或大于设定值的10%以上，则可以推断此设备的运行状态不正常，要么发生共振，要么零配件出现过度磨损，或者偏心等，需要对设备进行调整。控制模式调整单元135，用于当第一判断单元132或第二判断单元134的判断结果为不匹配时调整物联网现场控制器11对空气处理设备10的管理和控制模式。不匹配说明运行不符合要求，需要对管理和控制模式进行调整以保证设备正常运行，直到最佳运行点实现匹配为止，从而实现运行状况的最优化配置。当第一判断单元132的判断结果为不匹配时，说明运行状况无法达到用户设定的要求，需要直接进行调整；当第二判断单元134的判断结果为不匹配时，说明运行状况虽然能够达到用户设定要求，但还不是最优的，没有考虑功能标杆、效率标杆、绩效标杆等评价标准，有必要进行调整从而进一步优化运行状态。 如果第二判断单元134的判断结果为匹配时，说明生成的运行模型是合理的符合要求的， 则将所述生成的运行模型加入到运行模型数据库130中，丰富历史数据，为后续运行状况管理控制提供参考。[0048]当然，云计算设备管理和控制平台13对物联网现场控制器11的管理和控制模式有很多种，上述实施例仅仅给出了其中的一种。为了用户使用方便，本实施例的基于云计算的空气处理设备管理控制系统可以做成直观的显示界面，用户只需要通过显示界面进行管理控制即可。当空气处理设备10 (如空调机组和新风机组)在正常运行时，送风机作为关键设备在运转。物联网现场数据采集器12可以采集到送风机的实际运行参数，云计算设备管理和控制平台13可以根据采集到的实际运行参数判断风机轴是否转动灵活，风机轴与电机轴是否在同一中心线上，送风机机座是否紧固，送风机输出风压和风量值是否正常，各部分运转是否平稳、无跳动、无明显振动，压力是否稳定，三相电流平衡度是否小于2%，转速、电流是否接近额定值等。如果采集到的实际运行参数处于正常范围内，空气处理设备10保持现有运行状态；如果采集到的实际运行参数未处于正常范围内，则云计算设备管理和控制平台13给出相应控制信号，并将该控制信号传送至物联网现场控制器11，物联网现场控制器11根据收到的控制信号调节送风机运行状态，使其达到正常状态。同时，将参数记录至运行模型数据库，成为下一次判断的参考值。使用云计算设备管理和控制平台13进行设备管理控制的优势十分明显，云计算的规模性和可扩展性的特点使得超大规模运行状况集中控制可以实现，理论上讲可以实现全球范围内的任何种类的空气处理设备的管理控制，应用范围更广；云计算的虚拟化的特点使得各个用户进行运行状况管理控制时无需单独配置独立的运行状况管理控制平台，而是在“云”中按需获得，大大降低了成本；云计算的资源共享的特点使得整个控制平台内历史数据十分丰富，可以匹配最佳历史数据作为参考，从而实现能源的最优化配置。以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新型的保护范围由附加的权利要求书限定。本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种基于云计算的空气处理设备管理控制系统，其特征在于，包括物联网现场控制器，用于设定所述空气处理设备的正常运行参数以及根据所述空气处理设备的正常运行参数对所述空气处理设备的运行模式进行管理和控制，并将所述空气处理设备的正常运行参数传输至云计算设备管理和控制平台；物联网现场数据采集器，用于采集所述空气处理设备的实际运行参数并传送给云计算设备管理和控制平台；云计算设备管理和控制平台，用于根据所述空气处理设备的实际运行参数和正常运行参数调整所述物联网现场控制器的管理和控制模式。
2.根据权利要求1所述的基于云计算的空气处理设备管理控制系统，其特征在于，所述空气处理设备的正常运行参数和实际运行参数均通过通讯网络传送给所述云计算设备管理和控制平台；所述通讯网络为无线INTERNET网、有线INTERNET网、GPRS、3G、4G、北斗系统、GPS网中的任一种。
3.根据权利要求1所述的基于云计算的空气处理设备管理控制系统，其特征在于，所述物联网现场控制器包括机组控制器、机组变频器、机组电力柜、风机叶轮修正控制器、机组和电机振动修正控制器、机组运行状态自动记录仪、机组运行故障记录仪和机组能耗记录仪。
专利摘要本实用新型公开了一种基于云计算的空气处理设备管理控制系统，包括物联网现场控制器，用于设定所述空气处理设备的正常运行参数并根据所述正常运行参数对所述空气处理设备的运行模式进行管理和控制；物联网现场数据采集器，用于采集所述空气处理设备的实际运行参数；云计算设备管理和控制平台，用于根据所述空气处理设备的实际运行参数和正常运行参数调整所述物联网现场控制器的管理和控制模式。本实用新型的基于云计算的空气处理设备管理控制系统能够兼容所有不同厂家的空气处理设备管理控制平台，在统一的平台下对很多个对象进行集中管理控制，从而实现设备运行状况的最优化配置。
文档编号G05B19/418GK202267862SQ201120353939
公开日2012年6月6日 申请日期2011年9月20日 优先权日2011年9月20日
发明者姜永东 申请人:朗德华信(北京)自控技术有限公司