Система сбора данных с приборов учета энергоресурсов Российский патент 2024 года по МПК G06Q50/06 G01F15/06 G08C19/00 

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в информационно-измерительных комплексах в жилых домах для сбора данных с квартирных и домовых приборов учёта тепловой и электрической энергии, холодной и горячей воды, газа.

Известно устройство контроля процесса учета электрической энергии (патент РФ №136180, опубл. 27.12.2013), содержащее клеммную колодку, соединяющую блок датчиков напряжения и блок питания с зажимными устройствами, подключенными к питающей сети, разъем для подключения внешних устройств, запитанный через предохранитель от блока питания, микроконтроллер, подключенный через аналого-цифровой преобразователь к блоку датчиков напряжения и соединенный с энергонезависимой памятью, интерфейсом RS-485, жидкокристаллическим дисплеем, индикатором LED, оптическим портом, блоком кнопок управления, резервным источником питания встроенных в микроконтроллер часов и блоком питания.

Известно устройство сбора и передачи данных с устройств телемеханики (патент РФ №208559, опубл. 23.12.2021), содержащее модуль центрального процессора управления (ЦПУ), соединенный с модулем питания и интерфейсов, при этом модуль ЦПУ содержит центральный процессор (ЦП), с которым соединены блок энергонезависимой памяти (FLASH), блок часов реального времени (RTC), преобразователь сигналов интерфейса RS-485, модуль интерфейса с радиоканалами и узел индикации, а модуль питания и интерфейсов содержит вход интерфейса RS-485, соединенный с преобразователем сигналов интерфейса RS-485, блок питания, имеющий встроенный преобразователь напряжения переменного тока в постоянный, при этом модуль интерфейса с радиоканалами выполнен с возможностью передачи данных посредством беспроводного нелицензируемого субгигагерцового радиоканала связи LoRa и с возможностью предварительной обработки данных перед их передачей по каналу связи LoRa, при этом модуль ЦПУ дополнительно содержит преобразователь сигналов интерфейса CAN, подключенный к центральному процессору, а модуль питания и интерфейсов дополнительно содержит импульсный вход, соединенный с центральным процессором, и вход интерфейса CAN, соединенный с преобразователем сигналов интерфейса CAN.

Известна система мониторинга и контроля потребления энергоресурсов (патент РФ №126165, опубл. 20.03.2013), включающая объекты с оборудованием первичного учета расхода энергоресурсов, устройства передачи информации о потребляемых энергоресурсах на сервер центра обработки информации по сети Интернет, причем устройства передачи информации с оборудования первичного учета на объектах объединены в общую для всех видов ресурсов локальную проводную сеть RS-485 с использованием сервера, функционирующего с консольным приложением и возможностью сбора и хранения первичной информации, настройки и управления оборудованием учета расхода энергоресурсов и двухстороннего обмена данными с сервером центра обработки информации, и графические интерфейсы для просмотра информации по энергопотреблению на объектах системы в реальном масштабе времени индивидуальными потребителями и пользователями центра обработки информации, отличающаяся тем, что система дополнительно снабжена интерфейсами поставщиков энергоресурсов, выполненными с возможностью доступа к данным потребления соответствующих энергоресурсов и интерфейсами клиентов, при этом передача информации осуществляется по протоколу TCP/IP с асимметричным алгоритмом шифрования с открытым ключом на базе протокола SSL (выбран в качестве прототипа).

Недостатком известных решений является использование клеммных разъемов для подсоединения приборов учета к интерфейсным линиям и линиям питания. В процессе монтажа допускается большое количество ошибок (путают линии интерфейсные А, В, заземления, линии питания +V, –V). Линии проходят через подвальные помещения, далее на первый и следующие этажи (их может быть до 24 и более), таким образом, процесс монтажа может занимать большое количество времени ввиду возникающих проблем при выявлении допущенных ошибок.

Настоящее изобретение направлено на разработку системы автоматизированного сбора и учета данных ресурсов с разных типов счетчиков, обеспечивающей возможность минимизации ошибок при монтаже.

Технический результат изобретения состоит в быстром и безошибочном объединении приборов для учета энергоресурсов в сеть.

Технический результат достигается тем, что система сбора данных с приборов учета энергоресурсов включает приборы учета расхода энергоресурсов, щит сбора и передачи данных на диспетчерский сервер по сети Интернет, по меньшей мере один этажный разветвитель, причем первый этажный разветвитель соединен по магистрали питания и магистрали интерфейса RS-485 со щитом сбора и передачи данных кабелем, а каждый последующий этажный разветвитель соединен с предыдущим через экранированный патч-корд c разъемом RJ-45, приборы учета энергоресурсов подключены к этажным разветвителям через разъемы RJ-45.

В заявляемом решении на этапе выполнения пуско-наладочных работ вместо клеммных разъемов предложено использование разветвителей этажных интерфейса RS-485 и объединение интерфейсных линий передачи данных на базе цифрового проводного интерфейса RS-485 по принципу «конструктор».

Изобретение иллюстрируется следующими чертежами:

Фиг.1 - структурная схема автоматизированной системы сбора данных потребления энергоресурсов;

Фиг.2 - общий вид этажного разветвителя для 1 этажа;

Фиг.3 - общий вид этажного разветвителя для 2 и последующих этажей;

Фиг.4 - cхема построения информационно-измерительного комплекса с использованием разветвителя этажного интерфейса RS-485 по технологии «конструктор цифровых интерфейсов SA16».

Система сбора данных, в качестве примера (фиг.1), согласно настоящему изобретению, включает размещенное в электрощитовой вводно-распределительные устройства (ВРУ) с общедомовыми счетчиками энергоресурсов, приборы учета потребления энергоресурсов (счетчики газа, тепла, воды, электроэнергии), подключенные через этажные разветвители интерфейса RS-485 к щиту сбора данных, выполненному с возможностью передачи данных учета энергоресурсов на диспетчерский сервер баз данных сетевой компании, а также при необходимости на сервер управляющей компании.

Щит сбора данных образует внутреннюю локальную сеть с выходом на сервер сбора данных через интернет (беспроводное или проводное соединение).

Этажные разветвители содержат от 2 до 8 ответвлений от магистрали (в зависимости от количества подключаемых к нему приборов учета).

Этажный разветвитель (фиг.2, 3) содержит корпус 2 с гермовводами и крышкой 1. Внутри корпуса размещена электронная плата 3, снабженная разъемами 4 для подключения приборов учета потребления, магистральным разъемом 5 интерфейса RS-485 и питания счетчиков, магистральным разъемом 6 питания счетчиков, магистральным разъемом 7 интерфейса RS-485.

Магистраль этажного разветвителя первого этажа состоит из линий для подключения к приборам учета, магистрали питания +12В и -12В и линии связи по RS-485 для подключения к щиту сбора данных кабелем, а также линии соединения с последующим этажным разветвителем через экранированный патч-корд с разъемом RJ-45.

Разветвитель этажный первого этажа соединяется со щитом сбора данных кабелем питания через разъем 6 и интерфейсным кабелем через разъем 7.

Для этажного разветвителя второго этажа вертикальная магистраль подключается к этажному разветвителю первого этажа посредством экранированного электрического соединителя (патч-корда) с RJ-45 через разъем 5.

На каждый носитель - ресурс учета энергоносителей (тепловая и электрическая энергия, холодная и горячая вода, газ) к щиту сбора данных прокладывается отдельная независимая линия с разных типов счетчиков на разветвитель этажный интерфейса RS-485 по технологии «конструктор цифровых интерфейсов SA16», объединенных локальной сетью с выходом в интернет.

Через гермовводы этажного разветвителя к разъемам 4 производится внешнее подключение приборов учета c RJ-45.

Аналогично осуществляется подключение общедомовых счетчиков учета тепловой и электрической энергии, холодной и горячей воды через разветвитель этажный интерфейса RS-485 с необходимым количеством разъемов RJ-45.

Использование разветвителей этажных, подключенных по вертикальной магистрали к щиту сбора данных, обеспечивающих возможность передачи данных посредством сети интернет, исключает ошибки при сборке системы, так как монтажное подключение разветвителей происходит с помощью патч-кордов магистральных линий с RJ-45, счётчики также подсоединяются через RJ-45.

Простота технологии не требует специального обучения персонала для подключения счётчиков в сеть RS-485, исключает ошибки, при сборке системы используя стандартные обжатые провода в составе поставляемых счётчиков с разъёмом RJ-45.

Представленная на фиг.3 схема иллюстрирует пример построения информационно-измерительного комплекса с использованием разветвителя этажного интерфейса RS-485 по технологии «конструктор цифровых интерфейсов SA16».

Первый разветвитель этажный интерфейса RS-485 подключен непосредственно к щиту сбора данных по магистральной линии связи по интерфейсу RS-485 и магистральной линии питания кабелем. Приборы учета соединены с разветвителем этажным посредством интерфейса RJ-45. Разветвитель следующего этажа соединен с разветвителем предыдущего этажа аналогично экранированным патч-кордом с RJ-45.

Сборка системы сбора данных сводится к простому подключению кабелей к разъемам на щите сбора данных, последующим подключениям экранированным патч-кордом с RJ-45 к разветвителям этажным и приборам учета с RJ-45, что позволяет минимизировать ошибки в подключении. Для увеличения количества подключаемых приборов учета устанавливается необходимое количество разветвителей этажных в соответствии с фиг.3. При этом этажный разветвитель интерфейса RS-485 по технологии «конструктор цифровых интерфейсов SA16» является универсальным устройством для всех представленных приборов учета энергоресурсов с интерфейсом RS-485.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в информационно-измерительных комплексах в жилых домах для сбора данных с квартирных и домовых приборов учёта тепловой и электрической энергии, холодной и горячей воды, газа. Технический результат заключается в быстром и безошибочном объединении приборов для учета энергоресурсов в сеть. Система сбора данных с приборов учета энергоресурсов включает приборы учета расхода энергоресурсов, щит сбора и передачи данных на диспетчерский сервер по сети Интернет, по меньшей мере один этажный разветвитель, причем первый этажный разветвитель соединен по магистрали питания и магистрали интерфейса RS-485 со щитом сбора и передачи данных кабелем, а каждый последующий этажный разветвитель соединен с предыдущим через экранированный патч-корд c разъемом RJ-45, приборы учета энергоресурсов подключены к этажным разветвителям через разъемы RJ-45. 4 ил.

Система сбора данных с приборов учета энергоресурсов, включающая приборы учета расхода энергоресурсов, щит сбора и передачи данных на диспетчерский сервер по сети Интернет, отличающаяся тем, что содержит по меньшей мере один этажный разветвитель, содержащий установленную в корпусе с гермовводами электронную плату с установленными на ней разъемами RJ-45 для подключения приборов учета потребления, магистральным разъемом интерфейса RS-485 и питания счетчиков, магистральным разъемом питания счетчиков и магистральным разъемом интерфейса RS-485, причем первый этажный разветвитель соединен по магистрали питания и магистрали интерфейса RS-485 со щитом сбора и передачи данных кабелем, а каждый последующий этажный разветвитель соединен с предыдущим через экранированный патч-корд с разъемом RJ-45 и выполнен с возможностью подключения через разъемы на электронной плате приборов учета потребления.