本项目针对某中型机械加工重点用能企业建设能耗在线监测物联网系统。厂区包含 3 个生产车间、配电房、空压站、锅炉房，现场水、电、燃气、压缩空气能源计量设备种类多，仪表、空压机、锅炉 PLC 来自不同厂商，通信协议不统一。 厂区部分车间点位分散，现场布线施工难度大；工厂内网存在抖动、断网问题，易造成监管平台上报数据缺失。企业既要实现内部能源精细化管理，完成车间、产线、重点耗能设备分项计量，又要对接地方重点用能单位能耗在线监测平台，输出能耗报表、碳排放台账，满足节能审计与 ESG 双碳披露要求。
1）设备协议异构：现场存在 DL/T645 智能电表、Modbus RTU 流量计、空压机私有协议、BACnet 锅炉设备，缺少统一采集设备； 2）改造施工困难：部分点位距离中控室较远，传统 RS485 布线工程量大、成本高； 3）网络可靠性不足：厂区网络不稳定，断网期间数据丢失，监管上报数据合格率无法保障； 4）能耗管理颗粒度粗：仅可统计厂区总能耗，无法定位车间、产线、空压机、锅炉等设备能耗浪费点； 5）合规审计压力：需要自动生成能耗统计、单位产品能耗、碳排放台账，满足政府监管、节能审计工作。
1）搭建感知 边缘 云平台端边云协同物联网系统，实现水、电、气、压缩空气多能源介质统一采集； 2）采用有线 + LoRa 无线混合组网，适配新建及老旧改造场景，最大化利旧现场现有仪表设备； 3）通过边缘终端实现本地缓存、断网补传、双链路备份，保障采集数据完整可靠； 4）实现厂区 车间 产线 重点设备四级分项能耗统计，设备运行工况监测、异常告警； 5）平台具备报表统计、碳核算能力，开放标准接口对接政府能耗监管平台，同时兼容企业 MES、SCADA 系统； 6）系统具备良好扩展性，可后期接入光伏、储能、充电桩等源网荷储设备。
系统分为三层架构：感知层、边缘采集层、平台应用层。
· 感知层：利用企业现有智能电表、水表、燃气流量计、空压机、锅炉 PLC、压力传感器完成能源与设备工况数据采集；
· 边缘采集层：采用漫途科技工业边缘网关、LoRa 采集终端、LoRa 基站、工业 RTU，完成协议解析、数据预处理、本地存储缓存、断网补传、本地阈值告警，支持 4G / 以太网双链路备份，实现数据双转发；
· 平台应用层：部署 MTIC ECM 能耗在线监测平台，实现数据存储、可视化展示、能耗分析、智能告警、报表输出、碳台账核算、对外接口对接。
本项目采用有线 + LoRa 无线混合组网模式： 1）配电房、1# 车间点位集中，采用 RS485 有线方式接入边缘网关； 2）2#、3# 车间点位分散，采用 LoRa 自组网，现场仪表接入 LoRa 采集终端，数据无线传输至厂区楼顶 LoRa 网关基站； 3）空压站、锅炉房远距离独立点位，使用 4G 工业采集终端独立上行； 4）边缘设备支持以太网、4G 双链路，网络故障自动切换，保障数据不中断。
3 硬件设备选型及部署
设备型号 | 部署位置 | 主要技术参数及功能 |
MTB46-4-2A 边缘计算网关 | 配电房、1# 生产车间 | 多路 RS485、4-20mA 模拟量、DI/DO；支持 Modbus-RTU/TCP、DL/T645、BACnet、OPC UA；以太网 + 4G 双链路；本地≥72h 数据缓存，断网自动补传；本地阈值告警；导轨安装，-40℃~+85℃宽温工业级；支持远程 OTA、双路数据转发 |
MTB9-1-0A LoRa 采集终端 | 2#、3# 车间各配电箱 | RS485 转 LoRa 无线；导轨式安装；采集现场电表数据，无需布线；工业防护，适配车间改造场景 |
MTB469-0-0A LoRa 网关基站 | 厂区楼顶 | LoRa 专网汇聚网关；以太网 / 4G 双上行；接收厂区内所有 LoRa 终端数据；抗工业电磁干扰，自建专网无流量费用 |
MTD46-1-0A 工业采集终端 | 空压站、锅炉房 | 4G 全网通上行；RS485、模拟量接口；采集空压机、锅炉、燃气流量参数；就近 DC24V 供电，无需布线回中控室 |
平台支持私有化部署，也可选用 SaaS 轻量化版本，支持 PC 网页、大屏、小程序多终端访问。
完成水、电、燃气、压缩空气多介质数据接入；按厂区、车间、产线、重点耗能设备实现四级分项计量，统计各单元能耗、占比、单位产品能耗。
对空压机、锅炉等高耗能设备进行运行状态监测，采集负载率、运行时长、空载时间，识别设备空转、无效耗能，为设备运维提供数据依据。
配置能耗越限、功率异常、能耗突增、设备通讯离线等告警策略；支持消息、短信推送，及时通知管理人员处置异常。
自动生成日、月、年能耗统计报表，支持导出打印；根据采集能耗数据自动换算碳排放，生成企业碳台账，满足节能审计、ESG 披露使用。
开放标准化 API 接口，对接省、市级重点用能单位能耗在线监测监管平台；支持对接企业 MES、SCADA 等现有信息化系统，实现数据互通。
1）端边云协同：协议解析、数据清洗、本地缓存、阈值告警下沉边缘终端，云端侧重大数据分析与可视化，弱网络工况下保障数据完整。
2）多协议兼容：兼容电表、流量计、PLC、特种设备主流工业协议，充分利旧现场原有设备，降低项目投资。
3）高可靠数据保障：边缘本地缓存 + 断网补传，4G 以太网双链路自动切换，解决工厂网络抖动导致的数据丢失问题，保障监管上报质量。
4）灵活混合组网：有线、LoRa 无线组网相结合，兼顾新建项目与老旧厂区改造，减少布线施工工作量。
5）工业级硬件：宽温设计，抗电磁干扰，适配配电房、锅炉房、生产车间复杂工业现场。
6）良好扩展能力：后期可直接接入光伏、储能、充电桩等新能源设备，平滑拓展源网荷储业务，保护前期投资。
1）改造降本：有线无线混合组网，减少布线施工，利旧原有计量设备，降低硬件与施工成本。
2）数据合规可靠：解决网络不稳定造成的数据丢失问题，满足重点用能单位能耗在线监测上报合规要求。
3）节能降损：实现设备级能耗监测，快速定位能耗浪费点，指导设备运维，挖掘企业节能空间。
4）管理提效：自动生成能耗审计报表、碳台账，减少人工统计工作量，支撑企业能源管理体系建设。
5）业务可延续：系统架构开放，后期新能源业务可平滑接入，保护项目投资。
