单位能源管理平台数字化建设技术方案

项目背景

某单位的水、蒸汽、冷媒、压缩空气等相关能耗数据和部分设备PLC数据的采集和监控管理。整体系统采用本地部署方式，用户所有计量表计的数据均通过有线通讯的方式采集到能源数字化管理系统，另有数十台疏水阀无线监测设备将采用无线数据传输的方式采集到能源数字化管理系统。

各用能系统对应点位数量如下：

车间自来水系统：主管道水流量计共2台、泵后冷凝水出口流量计1台

车间蒸汽系统等：各产线蒸汽流量计24台、疏水阀16个、湿度传感器3个、温度传感器8个、压力传感器1个

车间空压机房等：主压缩空气管道压空流量计2台

车间冷媒系统等：冰水供水管道冷水流量计3台，冰水供水管道、冰水回水管道温度传感器6台

车间PLC设备：13种PLC设备的数据采集。

方案设计

考虑到要采集的仪表和设备种类较多，各种仪表和设备协议不一致，现场网络接入方案不同，本方案采用多种数采终端将数据采集完成后，统一接入到数采网关。网关内置通用工业数据采集系统（DAQ FOR IIOT）支持多种协议转换，可将不同种类设备的数据协议转换为客户需要的协议格式，转发到能源管理系统平台。

设计原则

先进性：采用工业物联网、云计算、大数据等先进技术。

可靠性：系统软硬件需具备高可靠性，保证7x24小时稳定运行。

开放性：采用标准协议和接口，便于未来系统扩展和第三方集成。

安全性：从网络、数据、应用等多层面保障系统安全。

易用性：人机界面友好，操作简便，易于维护。

方案设备清单

采集系统架构图

WIFI有线采集终端方案

以WIFI/有线采集终端是我司推出的一款高稳定性、高性价比、低功耗的经典双串口服务器。该产品已搭载好外围电路，采用便捷的插拔式接线端子，可直接与 485/232 串口通信；该产品主频高达 240MHz，支持 RS-232 和 RS-485 同时工作，同系列产品有支持模拟量采集和数字量采集以及干接点、湿节点开关量采集和控制功能。内部搭载深度优化的 TCP/IP 协议栈。产品基于网页配置/上位机可视化配置设计结构，方便客户评估测试或直接批量应用。

本地图像识别方案

该方案针对不具备通讯功能的仪表数据远程采集，摄像头采集的仪表图像图像,一般采用先进行图形降噪处理,针对预处理的图像采用边缘检测算法,通过精确过滤各种非关键目标,找到仪表和面板的轮廓.通过Hough变换做仪表刻度和仪表指针检测,也可以通过Hough变换做液位的检测。对图像中需要做图像分类的目标,采用深度学习的方法,如数字识别,仪表样式识别还有自然场景下的文本位置检测等的。模型采用深度学习的中卷积神经网络模型CNN,根据图片的特征搭建不同的网络模型，产品通过视频图像对工业仪表识别进行自动识别。该方案适用于液晶仪表，指针仪表，滚轮仪表等电子或机械仪表。实验结果表明，该定位及识别算法计算简单，具有较高的准确率，克服了表盘随机角度倾斜对读数识别算法的影响。

PLC设备采集方案

IOT Gateway网关是上海数采物联网科技有限公司推出的一款工业协议转换数据采集网关。

网关内置标准采集协议、行业协议、主流PLC、CNC机床、海天注塑机采集协议，支持百余种工业设备的数据采集，无需安装软件，使用浏览器即可进行配置。

支持MQTT、HTTP、ModBus、OPC UA、TCP、数据库、/DLT645智能电表仪表的数据，可转为JSON格式数据上传到云端服务器。同时还支持作为普通的透传的串口服务器和Modbus网关。支持以太网接口/4G/WiFi接口。RS232/485/422三种类型串口。

数据协议转换与汇总

DAQ for IIOT通用工业数据采集系统是一套运行在边缘计算机上的设备数据采集与管理软件，主要用于对各种仪器设备（PLC、注塑机、数控机床、电表、流量计等）数据的采集、控制、存储、查询、展示以及上传。

系统主体功能包括：

灵活的传输配置（链路、存储、设备、因子、上传服务）

数据采集和上传

实时监控（设备、上传）

告警配置和监控

数据存储和查询（表格、图表、Web API）

组态和可视化设计

用户及权限管理

界面多语言支持

系统支持的部分通信链路包括：

支持通信协议

系统支持的部分通信协议包括：

（表格内容较多，此处仅展示前 12 行）

方案优势

非侵入式：不改动原有仪表，实施安全。

适应性强：可识别多种类型的机械和电子仪表。

在本项目中的应用：作为补充方案，如需采集此类仪表数据可软硬件结合形式进行实施。

项目实施与售后服务

项目实施计划：分为项目启动、现场勘查、设备安装调试、系统联调、试运行、验收培训等阶段，并提供甘特图。

培训计划：针对系统管理员和普通用户提供不同层次的培训。

售后服务：提供至少一年的免费质保期，7x24小时技术支持响应机制