综合能源控制装置及综合能源控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及综合能源及能源物联网领域，具体地涉及一种综合能源控制装置以及一种综合能源控制系统。


背景技术：

2.随着国家推进建设节能环保型优化社会，工业厂房和园区对于能源管理越来越重视，为实现对能源应用管理和节约，需要对能源应用情况采集分析后，根据实际情况开展降能降耗管控。园区综合能源物联管控需求的快速增长，对综合能源感知、多能流互补、可靠可信通信、数据分析及价值挖掘、发调配用自适应等关键技术提出了更高的要求。
3.目前，综合能源服务尚处于起步阶段，电、热、气、冷各自都有相对独立的供应、传输、使用体系，缺乏整体协调管控，各业务场景设备的主设备参数不统一，具有数据难以互通、能效低、环境污染等问题。目前综合能源的边缘感知设备自成体系分专业建设，供冷、供热、供电场景设计主要考虑本专业的情况，存在传感设备重复建设等情况，且设备感知深度不足、感知信息不及时，一方面通信方式、接口多样，没有统一的标准，多种通信接口不能协同互通，制约数据采集端的业务贯通与数据共享。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例的目的是提供一种综合能源控制装置及综合能源控制系统，该综合能源控制装置设置多种接口用于接收不同能源体系的数据采集装置采集的数据，实现不同能源数据在数据采集端的共享，实现不同通信接口的协同互通，为实现数据采集端统一集中管控提供硬件支持。
5.为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种综合能源控制装置，所述综合能源控制装置包括：电源管理模块、远程通信模块、主控模块和接口模块，所述电源管理模块分别与所述远程通信模块、主控模块和接口模块连接；所述主控模块与所述远程通信模块和所述接口模块连接；所述远程通信模块用于与总站通信，所述接口模块用于接入不同能源的数据采集装置和不同能源的控制设备，所述不同能源的数据采集装置至少包括：供冷数据采集装置、供热数据采集装置、供电数据采集装置、供水数据采集装置和燃气数据采集装置中的二者或更多者。接口模块能够接入不同能源的数据采集装置，实现不同能源数据的汇聚，为实现综合能源控制提供了控制的参考依据，另一方面，主控模块可以根据需要植入边缘计算相关的程序，为进行数据计算和综合能源控制提供了硬件基础。
6.进一步地，所述接口模块包括：隔离电源系统和接口融合模块；所述隔离电源系统的电源端与所述电源管理模块连接，所述隔离电源系统的电源输出端与所述接口融合模块连接。隔离电源模块与电源管理模块隔离设置，实现对接口融合模块安全供电，同时保护主控模块供电回路的电源，实现电源系统安全可靠。
7.可选的，所述接口融合模块包括：usb接口扩展模块、rs485转换模块、rs232转换模块、hplc转换模块、遥信转换模块、usb接口、can转换模块、以太网转换模块、pt100转换模块
和lora转换模块；所述usb接口扩展模块与所述主控模块连接，所述rs485转换模块、rs232转换模块、hplc转换模块、遥信转换模块、usb接口、can转换模块、以太网转换模块、pt100转换模块和lora转换模块分别与所述usb接口扩展模块连接。
8.进一步地，所述电源管理模块包括：电源转换芯片和控制电路；所述控制电路与所述电源转换芯片的控制端连接，所述电源转换芯片将输入电源转换为装置供电电源。
9.进一步地，所述装置供电电源包括5v、3.3v、1.8v以及1.0v电源，电源管理模块经5v电源为远程通信模块供电，经3.3v、1.8v以及1.0v电源为主控模块供电，经5v电源为接口模块供电。
10.可选的，所述远程通信模块至少包括4g通信模块和5g通信模块。采用4g通信模块能够实现综合能源控制装置在全国内较大范围的普及，5g通信模块能够在5g覆盖范围内提供更快的数据传输服务。
11.可选的，所述主控模块采用scm701主控芯片。
12.进一步地，所述主控模块还包括单芯4核cortex
tm-a7架构的mpu处理器，所述mpu处理器与所述scm701主控芯片通信连接。
13.可选的，所述主控模块还包括内存模块和flash模块，所述内存模块和flash模块分别与所述scm701主控芯片连接。
14.本实用新型还提供一种综合能源控制系统，所述综合能源控制系统包括：主站、综合能源控制装置、不同能源的数据采集装置以及不同能源的控制设备；所述主站与所述综合能源控制装置通信连接，不同能源的数据采集装置以及不同能源的控制设备与所述综合能源控制装置通信连接，不同能源的数据采集装置将采集到的能源数据传输到所述综合能源控制装置，所述综合能源控制装置输出控制指令控制不同能源的控制设备的动作。该综合能源控制系统能够实现对独立的不同能源系统的数据的采集，同时该控制系统的组成架构可以作为综合能源控制的基础硬件架构。
15.通过上述技术方案，提供一种综合能源控制装置，该综合能源控制装置设置多种接口用于接收不同能源体系的数据采集装置采集的数据，实现不同能源数据在数据采集端的共享，实现不同通信接口的协同互通，为实现数据采集端统一集中管控提供硬件支持。
16.本实用新型实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
17.附图是用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型实施例，但并不构成对本实用新型实施例的限制。在附图中：
18.图1是本实用新型一种实施方式提供的综合能源控制装置结构示意图；
19.图2是本实用新型一种实施方式提供的综合能源控制系统结构示意图。
具体实施方式
20.以下结合附图对本实用新型实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型实施例，并不用于限制本实
用新型实施例。
21.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
22.实施例一
23.请参照图1，本实施例提供一种综合能源控制装置，所述综合能源控制装置包括：电源管理模块、远程通信模块、主控模块和接口模块；所述电源管理模块分别与所述远程通信模块、主控模块和接口模块连接；所述主控模块与所述远程通信模块和所述接口模块连接，所述远程通信模块用于与总站通信，所述接口模块用于接入不同能源的数据采集装置和不同能源的控制设备，所述不同能源的数据采集装置至少包括：供冷数据采集装置、供热数据采集装置、供电数据采集装置、供水数据采集装置和燃气数据采集装置中的二者或更多者。接口模块能够接入不同能源的数据采集装置，实现不同能源数据的汇聚，为实现综合能源控制提供了控制的参考依据，另一方面，主控模块可以根据需要植入边缘计算相关的程序，为进行数据计算和综合能源控制提供了硬件基础。
24.在本实施例中，所述主控模块采用scm701主控芯片。主控模块基于主控芯片scm701设计，由单芯4核cortex
tm-a7架构的mpu为处理器，工作主频1.2ghz，外围总线工作主频不低于700mhz，mpu处理器与所述scm701主控芯片通信连接。同时配备2gb内存及4gb flash，主控模块通过i/o对接口模块进行控制，各个模块通过local bus与主控模块连接进行数据传输。主控模块可以用于搭载自主可控操作系统和容器，可用于配置边缘计算的制程能力，以赋予综合能源控制装置边缘计算app管理、能量模型管理、算法计算等多种计算模式。
25.在本实施例中，所述接口模块包括：隔离电源系统和接口融合模块；所述隔离电源系统的电源端与所述电源管理模块连接，所述隔离电源系统的电源输出端与所述接口融合模块连接。隔离电源模块与电源管理模块隔离设置，实现对接口融合模块安全供电，同时保护主控模块供电回路的电源，实现电源系统安全可靠。
26.在本实施例中，所述接口融合模块包括：usb接口扩展模块、rs485转换模块、rs232转换模块、hplc转换模块、遥信转换模块、usb接口、can转换模块、以太网转换模块、pt100转换模块和lora转换模块；所述usb接口扩展模块与所述主控模块通信连接，所述rs485转换模块、rs232转换模块、hplc转换模块、遥信转换模块、usb接口、can转换模块、以太网转换模块、pt100转换模块和lora转换模块分别与所述usb接口扩展模块通信连接。rs485转换模块用于支持485通信方式的设备接入；rs232转换模块用于支持232通信方式的设备接入；hplc转换模块用于支持hplc通信方式的设备接入；遥信转换模块用于采集并传输门节点信息；usb接口采用host接口，满足usb3.0标准；can转换模块用于支持can总线通信方式的设备接入；以太网转换模块用于接入以太网数据，能够实现1000m/100m/10m自适应，实现本地调试通信；pt100转换模块用于接入pt100，pt100采用三线制，用于检测控制器温度。
27.在本实施例中，所述电源管理模块包括：电源转换芯片和控制电路；所述控制电路与所述电源转换芯片的控制端连接，所述电源转换芯片将输入电源转换为装置供电电源。
电源转换芯片采用12v/1.5a电源输入，经过电源转换芯片进行dc/dc电压转换得到5v、3.3v、1.8v、1.0v等级电压。电源管理模块经5v电源为远程通信模块供电，经3.3v、1.8v以及1.0v电源为主控模块供电，经5v电源为接口模块供电。
28.在本实施例中，所述远程通信模块至少包括4g通信模块和5g通信模块。4g通信模块和5g通信模块实现远程主站通信，采用4g通信模块能够实现综合能源控制装置在全国内较大范围的普及，5g通信模块能够在5g覆盖范围内提供更快的数据传输服务。
29.本实施例提供的综合能源控制装置主要应用于区域能源站，为实现综合能源状态监测、用能信息采集等功能，实现数据的同源采集、统一分析，以及对集中供电、供冷、供热环节的智能化控制提供硬件基础，综合能源控制装置的接口融合模块定义了统一的通信标准与接口，有效提高能源使用效率以及设备的利用率，以及解决多种通信接口不能互联互通问题。
30.需要明确的是，为了更好的提高能源综合控制效率，该综合能源控制装置接入的数据采集装置和控制设备最优包括全部已知的能源数据采集装置和能源控制设备。
31.本实用新型还提供一种综合能源控制系统，请参照图2，所述系统包括：主站、综合能源控制装置、不同能源的数据采集装置以及不同能源的控制设备，所述主站与所述综合能源控制装置通信连接，不同能源的数据采集装置以及不同能源的控制设备与所述综合能源控制装置通信连接，不同能源的数据采集装置将采集到的能源数据传输到所述综合能源控制装置，所述综合能源控制装置输出控制指令控制不同能源的控制设备的动作。该综合能源控制系统能够实现对独立的不同能源系统的数据的采集，同时该控制系统的组成架构可以作为综合能源控制的基础硬件架构。
32.在一些实施例中，不同能源的数据采集装置可以是水表、电能表、热能表、燃气表等。在一些实施例中，上述综合能源控制系统中的综合能源控制装置设置在配电室中，在上述综合能源控制系统中，各类计量装置经本地通信方式如rs-485、rs232、hplc、lora、以太网等经相应接口与位于配电室的综合能源控制装置相连，将所采集到的信息传输给综合能源控制装置；综合能源控制装置接收到下级表计传来的信息后，一方面经远程通信方式4g/5g，将信息上传给主站，一方面可以根据植入的边缘计算、控制策略计算等软件进行技术，根据用电、用热、用冷、用气、用水情况，制定控制策略，制定好控制策略后，综合能源控制装置再将对应的策略传输到相应的设备实现控制，例如开关机、温度调节、流量调节等，并上传至主站。
33.本技术的综合能源控制系统可以提供进行各种能量流的监测与设备控制的硬件基础，在植入了对应的软件程序后可以实现集数据采集、边缘计算、接口融合技术于一身的功能，可以通过数字化、智能控制等手段，实现各场景能源的整合与协调。上述综合能源控制系统可以用于开发区、园区、住宅小区、商业广场或者其他建筑群。为在边缘端实现对监控对象的状态综合评估和实时控制提供硬件基础。
34.以上结合附图详细描述了本实用新型实施例的可选实施方式，但是，本实用新型实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型实施例的技术构思范围内，可以对本实用新型实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型实施例的保护范围。
35.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛
盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
36.此外，本实用新型实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型实施例的思想，其同样应当视为本实用新型实施例所公开的内容。