摘 要

近年来，我国的经济和科技水平都处于飞速发展的阶段，但与发达国家相比，中国的经济发展是以牺牲大量自然资源为代价的，单位产出下，消耗的能源比发达国家高得多，这种粗放型的经济发展政策并非长久之计。因此，做好能耗监测和管理工作，让人们对能耗有一个定量的监管与预测，不仅能提高人们的节能意识，对节能减排的作用也不容小觑。在我国主要能耗组成中，工业能耗占了较大的比例，国家政府相关职能部门也针对工业节能出台了一系列的政策，要求工厂对能耗进行统计分析、能耗公示等，致力于减少生产过程中由于工人的疏忽、监管的不到位、设备异常的察觉不够迅速导致的能源的浪费现象。

本论文基于工厂生产设备能耗监测问题，首先，提出了能耗数据采集平台的架构，该能耗采集平台基于物联网，将设备连接起来，组成能耗数据信息的大网，便于底层数据的采集。其次，针对不同设备的能量传递规律和特性，运用数学建模的方法对生产设备的功率进行分析建模。然后，针对所需要的生产设备能耗数据的特征, 使用微软的ACCESS数据库，依据数据库设计过程的一般步骤，建立了生产设备能耗数据库，实现了数据的存储和管理。最后，根据设计的要求进行了能耗分析及管理系统的需求分析，初步提出了系统功能的框架，采用VB可视化程序设计软件，开发了生产设备能耗分析及管理系统，实现了生产设备的能耗数据的可视化管理。

论文开发了一款生产设备能耗管理系统，该系统为生产设备能耗信息的合理管理提供了一个信息化和科学化的平台，有利于国家关于工厂能耗监管措施的落实，对生产设备的节能运行有重要的意义。

关键词：生产设备 能耗管理 数据库 可视化程序设计Abstract

In recent years, China’s economy and science and technology have all been at a stage of rapid development. However, compared with developed countries, China’s economic development is at the expense of large amounts of natural resources. Under unit output, the energy consumed is higher than in developed countries. Many, this extensive economic development policy is not a long-term solution. Therefore, do a good job in energy monitoring and management, so that people have a quantitative supervision and prediction of energy consumption, not only can improve people's awareness of energy conservation, the role of energy-saving emission reduction can not be underestimated. Among the major energy components in China, industrial energy consumption accounts for a large proportion, and the relevant government departments of the national government have also issued a series of policies for industrial energy conservation. They require the factory to conduct statistical analysis of energy consumption and publicize energy consumption, etc. Reduce waste of energy caused by workers' negligence, lack of supervision, and inadequate detection of equipment anomalies in the production process.

This paper is based on the monitoring of energy consumption in production facilities of a factory. First, the architecture of an energy-consumption data collection platform is proposed. This energy-harvesting platform is based on the Internet of Things and connects the devices to form a large network of energy-conservation data information, facilitating the underlying data. collection. Secondly, according to the energy transfer rules and characteristics of different devices, mathematical modelling methods are used to analyze and model the power of production equipment. Then, according to the characteristics of the required energy consumption data of production equipment, according to the general steps of database design, Microsoft's Access database management system was used to establish a production equipment energy consumption database, and data storage and management were realized. Finally, according to the requirements of the design, the analysis of energy consumption and the analysis of management system requirements were carried out. The framework of system functions was preliminarily proposed. Using VB visualization program design software, the energy analysis and management system of production equipment was developed, and the energy of production equipment was realized. Consumption data visualization management.

The paper developed a production equipment energy consumption management system, which provides an information and scientific platform for the rational management of energy consumption information of production equipment, which is conducive to the implementation of the state’s regulatory measures for energy consumption in factories, and the production equipment. Energy-saving operation is of great significance.

Keywords: production equipment energy consumption management database visual programming

目 录

第一章 绪 论 1

1.1 选题背景 1

1.2 研究意义 1

1.3 国内外研究现状 2

1.4 能耗分析与管理平台研究存在的问题 3

1.5 能耗分析管理平台的系统需求 3

1.6 本论文的结构及安排 3

第二章 能耗监测平台总体设计及工厂能耗设备分析建模 5

2.1 关键技术与基本概念 5

2.1.1 数学建模 5

2.1.2 物联网技术 5

2.2 平台构建思路 6

2.3 平台总体架构设计 6

2.4 能耗设备分析建模 7

2.5 本章小结 14

第三章 能耗分析及管理系统的数据库设计 15

3.1 数据库简介 15

3.2 数据库整体设计方案 15

3.2.1 数据库需求分析 15

3.2.2 数据库概念模型设计 16

3.2.3 数据库管理系统软件的选择 17

3.2.4 数据库概念模型设计 17

3.2.5 数据库的建立与维护 19

3.3 本章小结 20

第四章 生产设备能耗分析及管理系统设计 21

4.1 能耗信息管理系统设计 21

4.2 能耗分析及管理系统的功能 21

4.3 系统开发语言选择 22

4.4 能耗管理系统与数据库的连接 24

4.5 客户端界面设计 25

4.6 本章小结 30

总结 31

致谢 32

参考文献 33

第一章 绪 论

1.1 选题背景

随着当今时代经济水平的不断提高和科技水平的快速发展，人们的生活水平也逐步提高，享受着科技和经济发展带来的便利。但与此同时，全球也面临着能源危机，由于人类活动需要消耗能源，而一定时期内有限的能源与日渐增长的需求之间的矛盾愈加明显。根据国家统计局2017年的数据显示，全年能源消费总量44.9亿吨标准煤，比上年增长2.9%。煤炭消费量增长0.4%，原油消费量增长5.2%，天然气消费量增长14.8%，电力消费量增长6.6%。用水方面，生活用水增长最多，达到2.8%[^[1]]。根据我国现阶段的实际情况，协调好能源及环境与经济发展的关系，是党中央做出的一项具有重大意义的战略决策。改革开放以来，中国的经济发展迅速，但与发达国家相比，中国的经济发展是以牺牲大量自然资源为代价的，单位产出下，消耗的能源比发达国家高得多，要想发展的好，发展的更长远，必须采取更好的发展方式。因此，做好能耗监测和管理工作，使用可再生清洁能源，解决经济发展和能源大量消耗之间的矛盾，建设环境友好型和资源节约型社会，已成为一项我国重要的基本国策。

在国家办公建筑和大型建筑中，能源浪费的现象日益突出，在大型工厂中，能耗仍旧采取人工抄表的方式，这种方式不能全面、系统和完整地反映能耗情况。因此，对能耗的监控和预测就显得十分重要，节能运行和能耗监测已经成为一个重要的研究方向。为了能保证工厂生产设备用电及工厂其他方面用电需求以及合理节约能源，建立能耗分析和管理平台，从而对能源实施分布式监控和集中管理。

1.2 研究意义

在发达国家，工业能耗、交通能耗和建筑能耗大致各占总能耗的三分之一[^[2]]，与发达国家相比，中国的工业能耗在总能耗中占了很大的比例，大约在70%~80%之间。因此，解决工业能耗中存在的问题应当成为我国能耗问题研究中最重要的部分。在国家十三五节能减排方案中可以看出，虽然十二五期间的节能减排工作已经取得了显著的成效，经济增长过程中能源消耗的增长速度变缓，但我国资源环境的形式仍然严峻，对经济发展仍旧有着很大的制约，节能减排仍旧是十三五期间不能忽视的重要方面，不仅要把节能工作继续贯彻实行下去，还要做的更好。

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