CN106663291A - 能量管理方法、能量管理装置、用于能量管理装置的转接装置和计算机软件产品 - Google Patents

Abstract

用于检测至少一个被连接到能量供应网上的耗电器的能量消耗的能量管理方法，其中所有耗电器的最大功率消耗的总和至少是5kW，其中通过多个检测装置分别检测和/或由所检测到的来计算涉及能量消耗的检测值，据此，所述检测值的至少部分和/或从所述检测值的至少部分计算出的值作为能量值被传输到中央装置并且在那里被存储和/或被分析，其中，给所述检测装置中的至少一个和/或所述检测装置中的至少一组分别分配一个转接装置，其中通过所述检测装置和/或所述检测装置的组检测到和/或计算出的检测值分别按照针对所述检测装置和/或所述检测装置的组预先给定的在检测装置侧的协议被提供给所述转接装置，据此，相应的能量值通过将所述中央装置与所有转接装置进行连接的网络按照预先给定的与所述在检测装置侧的协议不同的、在中央装置侧的协议被传输给所述中央装置。

Description

能量管理方法、能量管理装置、用于能量管理装置的转接装置 和计算机软件产品

技术领域

本发明涉及一种能量管理方法，所述能量管理方法用于检测至少一个被连接到能量供应网上的耗电器的能量消耗，其中所有耗电器的最大功率消耗的总和至少是5kW，其中通过多个检测装置来分别检测和/或计算相关的检测值的能量消耗，据此至少所述检测值中的部分和/或由至少所述检测值中的部分所计算的值作为能量值被传输到中央装置并且在那里被存储和/或被分析。此外，本发明还涉及一种用于能量管理装置的转接装置（Vermittlungseinrichtung）、一种能量管理装置和一种计算机程序。

背景技术

在环保意识增加以及能量价格升高的时代，能量管理、即对技术设施的能量消耗的优化和适配越来越重要。如果使用大量耗电器，那么常常存在对于能量消耗的节约潜力或所述能量消耗可以用其它因素来权衡（abwaegen）。然而，这样的节约潜力和优化潜力常常在没有对耗电器的消耗分布图（Verbrauchsprofil）的准确认识和详细的数据分析的情况下是不可能的。关于优化潜力和节约潜力而对消耗数据的分析或者可以由耗电器的运行方自己来进行，或者所述分析可以由外部服务提供方来执行，所述外部服务提供方使他的关于能量管理方面的经验和专业知识供支配。在两种情况下必要的是，存在关于耗电器在不同运行情况下的能量消耗的详细信息。

两种方案被用于检测复杂的耗电器复合体的能量消耗。一方面，在大的工业设施中常常设置有过程自动化系统或过程控制系统，所述过程自动化系统或过程控制系统可利用集成能量管理系统来扩展。然而，尤其是在较小的工业设施或建筑物的情况下常常不设置过程自动化系统或过程控制系统。根据具体的耗电器基础设施如何被构造，在某些情况下可能会仅仅使用过程自动化系统或过程控制系统的功能范围的一小部分，因此，用于安装这种系统的技术上的以及资金上的花费不是在所有的耗电器复合体中都是适宜的。

替代地，可以设置特殊解决方案，所述特殊解决方案设置特定的传感器，所述传感器与中央装置进行通信。所述特殊解决方案在技术上是花费非常高的，尤其是在现有的耗电器复合体中根据所适配的传感器来进行改型（Nachruesten）在技术上是花费非常高的。

发明内容

因此，本发明所基于的任务在于说明一种能量管理方法，所述能量管理方法相比之下使对能量消耗的检测变得容易并且尤其能够以较低的技术花费被用在新的和/或现有的耗电器复合体中。

所述任务根据本发明通过在开头所提到的类型的方法来解决，其中给检测装置中的至少一个和/或所述检测装置中的至少一组分别分配一个转接装置，其中通过所述检测装置和/或所述检测装置中的组检测到的和/或所计算的检测值分别按照针对所述检测装置和/或所述检测装置中的组预先给定的在检测装置侧的协议而被提供给所述转接装置，据此，相应的能量值通过使中央装置与所有的转接装置连接的网络按照预先给定的与在检测装置侧的协议不同的、在中央装置侧的协议而被传输给所述中央装置。

根据本发明提出，除了中央装置之外还使用附加的转接装置，以便将能量值提供给所述中央装置。在这种情况下被充分利用的是，在耗电器中常常已经存在关于单个耗电器的消耗或者关于单个耗电器的消耗决定的参量的信息。例如，电流转换器常常已经检测到由所述电流转换器所提供的电流和电压的测量值。对于能量传输的其它类型来说，例如对于气流、油流、蒸汽流、压缩空气流或者冷却液体流来说，也常常由总归被设置的传感器来提供各个参量，从所述各个参量能够直接或者借助于附加信息获得描述能量消耗的检测值。补充地，能量消耗能够部分地直接地或者在使用附加的测量值的情况下从控制参量推导出，所述控制参量由控制装置来提供。

在这种情况下有问题的是，相对应的参量常常只在本地存在而且不同的耗电器或不同的被分配给单个耗电器的组件（诸如不同的传感器）以不同的方式进行通信。信息可以作为模拟信号通过不同的总线系统（如Modbus或I2C总线）、不同的有线的或无线的网络作为脉宽调制信号或者诸如此类的信号来传输。根据本发明，为了能够仍然以微小的技术花费将耗电器的能量值提供给中央装置而提出将转接装置用作抽象层，所述抽象层接收以在检测装置侧的协议来提供的检测值并且将所述检测值或者由所述检测值计算出的值以在中央装置侧的协议提供给所述中央装置。因此能够实现的是，一方面可以在能量管理的范围内在耗电器复合体中使用几乎任意的信息源，而另一方面可以针对能量检测任务使用几乎任意的附加的传感器。

在根据本发明的能量管理方法中，尤其单独地针对建筑物的不同区域或针对技术设施或装置的不同区域来检测能量消耗。中央装置可以仅仅用于存储能量值。然而，补充地或者替代地，可以由中央装置本身来提供分析功能，所述分析功能例如能够实现能量消耗的统计学分析。尤其是可以例如通过因特网连接、尤其是加密的因特网连接来将所存储的和/或经分析的能量值提供给其它的装置。

对能量值的分析例如可以在公司网的计算机上进行或者通过服务提供方来进行，所述计算机通过所述公司网与中央装置连接，所述服务提供方例如通过虚拟专用网络（Virtual Private Network）与中央装置进行通信。原则上，也可能的是，中央装置本身或者与所述中央装置进行通信的其它装置都针对单个耗电器或者所有的耗电器提供控制功能。

根据本发明的方法尤其可以被用于在工业设施、建筑物或者建筑物的部分（诸如商店或住房）中的能量管理。然而，耗电器中的全部或部分例如也可以自由地被布置在现场处、被布置在供应线路处、被布置在建筑物中和/或被布置在建筑物上和/或被布置在海运和/或空运装置上。可以针对大量不同的能量形式来检测能量消耗。例如可以检测耗电、气态的和/或液态的化学能量载体的流、其它的能量载体（诸如压缩空气或蒸汽）的流和/或冷却液体的流，作为检测参数。可以检测在建筑物、工业设施或另一耗电器复合体之内的所有耗电器的能量值，即例如不仅检测工业设施的生产机器的消耗而且检测用于工业设施的房间的暖气或空调的能量消耗。然而，替代地可以只考虑所述耗电器的部分。根据本发明的方法能够实现检测功率大的耗电器和复杂的耗电器复合体的消耗。所有耗电器的最大功率消耗的总和大于5kW。耗电器的最大功率消耗应理解为如下那种功率消耗，所述功率消耗在耗电器的正常运行时最大地被消耗，或所述功率消耗能够由耗电器在所述耗电器不损坏的情况下在较长的时间段（例如几分钟）内被使用。

在根据本发明的方法中，每个检测到检测值的装置都可以是检测装置。所述检测装置可以是测量装置。尤其可以使用专用测量设备，然而也可以检测在耗电器运行时总归出现的测量参量。补充地，可能的是，检测装置检测如下参量，从所述参量能够计算出能量消耗。例如可以检测机器的转速，从所述转速能够在已知的负载的情况下确定所述机器的功率。

在此可能的是，所检测到的、尤其所测量的参量（即例如转速）被提供给转接装置，然而也可以在检测装置本身中已经计算出从所检测到的参量推导出的检测值、尤其能量消耗或功率。也可以检测其它值（例如控制协议的值）作为检测值或在计算所述检测值时考虑其它值（例如控制协议的值）。检测装置例如可以被分配给模拟装置，所述模拟装置仅仅从控制参量来预测至少一个耗电器的能量消耗。

常常不需要针对每个检测装置都设置一个单独的转接装置。例如，多个检测装置可以与总线（例如Modbus）连接，通过所述总线来提供检测值。

检测装置的组尤其应理解为所述检测装置的包括少于所有检测装置的子组。在根据本发明的方法中可以使用检测装置的多个组，给所述检测装置的多个组分别分配一个转接装置。替代地，例如可以只使用一个组，所述组被补充多个单个的检测装置，给所述多个单个的检测装置分别分配一个单独的转接装置。在根据本发明的方法中，转接装置可以是独立于中央装置和检测装置地构造的结构单元，所述结构单元被布置在单独的外壳中。

可能的是，各个检测装置被构造用于通过在中央装置侧的协议进行通信。在这种情况下，在根据本发明的能量管理方法中，不需要针对这些检测装置设置转接装置。所述能量管理方法因此可以在混合式系统中执行，在所述混合式系统中，所述检测装置中的至少一个检测装置间接通过转接装置与中央装置进行通信，而所述检测装置中的至少一个其它的检测装置直接通过在中央装置侧的协议与中央装置进行通信。

尤其是可以分别通过至少一个信号线路将检测值提供给转接装置。所述检测值可以以模拟或数字的方式来提供。如下数据位可以用于通信，然而针对所述数据位尤其没有看到更高的功能、例如数据包的路由。转接装置与中央装置的通信可以有线地来实现，其中能够使用独立于信号线路的连接，或者转接装置与中央装置的通信可以无线地来实现。有线连接例如可以通过以太网来实现，无线连接例如可以通过WLAN或ISA100来实现。使中央装置与所有转接装置连接的网络也可以具有多个网络区段。例如可能的是，在网络中所述连接的一部分是无线的而所述连接的一部分是有线的。

在检测装置侧的协议不仅可以是用于数字信号传输的协议而且可以是用于模拟信号传输的协议。用于模拟信号传输的协议尤其是可以预先给定所述连接的电气规范、电压和值的分配以及信号传输的电压范围。如稍后还更详细地被解释的那样，有利的是，在中央装置侧的协议能够实现对检测装置的各个功能的很大程度上的抽象。转接装置和所分配的检测装置例如可以是能够通过经由网络的功能调用进行响应的，或所述转接装置和所分配的检测装置可以被描绘为网络中的具有如下特性的“对象”，通过网络可以访问所述特性。相对应的功能性例如通过协议OPC Unfried架构或Backet来提供。替代地，例如能将Profiten用作协议。然而，在中央装置侧的协议也可以是专门为了提供如下能量总线而规定的协议，在所述能量总线上交换能量值。在中央装置侧的协议的功能性例如可以通过网络功能调用、例如通过SOAP来实现。

中央装置尤其可以被安装在现场、即被安装在建筑物中或被安装在建筑物上。所述中央装置尤其可以是工业计算机（Industrie-PC）。中央装置尤其可以检测在时间上被分辨的消耗变化过程。补充地，可以检测其它的与消耗相关的参数、例如无功功率。

转接装置优选地可以仅仅一方面被用于接收检测值和/或被用于计算从检测值计算出的值以及另一方面被用于将相应的能量值传输给中央装置。尤其可能的是，不通过转接装置执行控制任务。在这种情况下，尤其是当不通过转接装置对检测值进行进一步处理、而是将这些检测值直接作为能量值来提供时，转接装置可以特别简单地被构造，可以是特别便宜的并且可以是维修费用特别低的（besonders wartungsarm）。尤其是，在设置足够大的缓冲区（Puffer）用于数据检测或提供数据的情况下，不需要转接装置的实时能力。相应的能量值的传输可包括对能量值或所接收到的检测值或所计算出的值的缓冲和/或利用转接装置和/或涉及相应的检测装置的附加信息来积聚（anreichern）数据。

可以使用至少两个转接装置，以彼此不同的在检测装置侧的协议来将检测值提供给所述至少两个转接装置。根据本发明的方法因此能够实现将来自不同的总线、网络以及诸如此类的检测值聚集在一起。

通过中央装置和/或通过转接装置可以实现能够通过网络调用的功能。所述能够通过网络调用的功能可以是网络能调用的功能，所述网络能调用的功能例如能通过SOAP进行响应。对能调用的功能的实现也可以在预先给定的在中央装置侧的协议的范围内进行。例如，Backet支持功能调用。OPC Unfried架构将如下属性分配给网络中的对象，对所述属性的读取和写入访问是可能的。相对应的读取和写入访问对应于能够通过网络调用的功能。Profiten也提供输入和输出功能性，所述输入和输出功能性可由能够通过网络调用的功能来实现。

通过中央装置可以在预先给定的时间点将识别请求（Identifikationsanforderung）传输给所有与网络连接的转接装置，由此来实施通过相应的转接装置实现的识别功能，通过所述识别功能将如下识别数据集传输给中央装置，所述识别数据集描述所述相应的转接装置和/或被分配给所述相应的转接装置的检测装置或者检测装置的组。在根据本发明的方法中，通过使用识别请求或识别功能可以设置网络的自动配置功能，所述网络使中央装置与所有转接装置连接。根据识别请求通知所有被连接的转接装置并且所述转接装置将相关的数据传输给中央装置。尤其是可以在连接转接装置之前执行对所述转接装置的配置，并且通过所述转接装置可以存储涉及转接装置或所分配的检测装置的参数，所述参数在识别数据集的范围内被传输给中央装置。

替代地或者补充地，自动网络配置也是可能的，其方式是，各个转接装置在与网络的首次连接时“寻找”转接装置。转接装置例如可以将广播（Broadcast）发送到网络中、尤其可以将消息发送给预先限定的地址，所述预先限定地址可以被所有的网络用户接收到。基于该广播，中央装置识别出：转接装置与网络已连接并且例如可以调用所述识别功能、配置所述转接装置或者诸如此类的。针对网络中的相对应的自动配置的示例是简单服务发现协议（Simple Service Discovery Protocol），所述简单服务发现协议尤其是在通用即插即用（Universal Plug & Play）的范围内被使用。

识别数据集尤其是描述了如下网络地址，转接装置能通过所述网络地址进行响应。补充地或替代地，所述识别数据集可包括：关于所分配的检测装置的信息，即尤其是检测装置的类型、例如是否涉及对压力、温度、电流、电压等等的检测、检测装置的布置地点、例如对耗电器的识别；哪个参数被检测到的信息或利用哪个单元来检测所述参数的信息；附加信息、例如所分配的检测装置是活跃的还是不活跃的或者是否存在错误；当前的检测值或者从这些检测值计算出的值或者诸如此类的。

在对网络中的转接装置的初始识别之后，中央装置可以通过周期性的询问来询问检测值或者从这些检测值计算出的值。然而，特别有利地，通过转接装置来自动传输所述检测值或所述从这些检测值计算出的值。

通过中央装置可以调用通过转接装置来实现的配置功能，以便适配至少一个涉及对检测值的检测和/或计算和/或对能量值的计算的配置参数。尤其可以适配针对检测值的采样的采样速率（Abtastrate）或者精确度，作为配置参数。如果能量值是从一个或多个检测值计算出的值，那么也可以适配计算频率或分辨率。尤其是，可以通过对转接装置的配置来适配网络负载，其方式是适配所传输的数据量。如果对能量值的传输不以固定的周期进行，而是例如根据检测值来进行，那么尤其是可以通过配置参数来适配至少一个极限值，在能量值或者从所述能量值推导出的值超过或低于所述至少一个极限值时进行传输。

被提供给转接装置的检测值可以由转接装置来暂存，据此，能量值定期地或者在满足预先给定的条件时被传输给中央装置。所述预先给定的条件尤其可以是与最后被传输给中央装置的能量值的偏差。可以在考虑附加的条件下进行定期的传输。例如可能的是，转接装置在接收到中央装置的配置调用和/或启动调用（Startaufruf）之后才开始能量值的传输。

此外，一个或多个检测装置的检测值或者从这些检测值计算出的值可以通过转接装置被编组（gruppieren）或被整理。因此，尤其是当通过转接装置来检测多个检测装置的数据（所述多个检测装置以不同的延迟（Latente）和/或不同的频率来提供检测值）时，可以确保相应的检测值彼此间的正确的时间上的分配。

中央装置和转接装置可以分别包括内部时钟，而所述内部时钟可以通过网络来同步。中央装置尤其可以在预先给定的时间点通过网络、例如通过网络时间协议（NetworkTime Protocol）来发送同步消息。通过转接装置可以给能量值单个地或者按组地分别分配一个时间值，并且该时间值可以与能量值共同被传输给中央装置。因此，通过内部时钟的同步一方面实现的是，能量值总是可以被归入（zuordnen）确定的时间点，由此，可靠地制订消耗分布图是可能的。另一方面，在组合不同的中央装置的能量值时总是可以组合相同时间点的值。

根据所传输的能量值的类型可能足以实现时间值或时间同步的相对微小的精确度。例如，气体或液体的温度值通常在几秒的时间标度上进行改变。然而，如果应该在能量检测的范围内在无功功率与有功功率之间进行区分而且电流和电压应该单独地作为能量值来传输，那么例如在具有50Hz的交变电流的情况下需要小于10ms的相对高的时间分辨率，以便可靠地确定电流和电压的相对相位。

可能的是，通过转接装置将相应的能量值作为数据结构的部分来传输，所述数据结构描述了一个或多个相应的检测值和/或相应的检测装置或者检测装置中的相应的组。例如可以将XML用作这种数据结构的格式。数据结构可包括多个数据元素，例如检测值的类型、即例如是否涉及电流、压力、温度等等，检测值的单位、检测位置、例如耗电器标记、时间戳以及诸如此类的。

除了所述能量管理方法之外，本发明还涉及一种用于能量管理装置的转接装置，其中所述转接装置被构造用于参与根据本发明的方法，其中所述转接装置能被分配给所述检测装置之一和/或所述检测装置中的组，而且所述转接装置被构造用于按照预先给定的在检测装置侧的协议来接收通过所分配的检测装置或者所述检测装置的所分配的组检测到的和/或计算出的检测值，并且将相应的能量值按照预先给定的与在检测装置侧的协议不同的、在中央装置侧的协议通过网络传输给中央装置。

转接装置可以提供多个潜在的在检测装置侧的协议，其中根据所分配的检测装置或者检测装置中的所分配的组而能将所述潜在的在检测装置侧的协议之一用作在转接装置侧的协议。因此，转接装置能够灵活地被用于大量的检测装置，所述大量的检测装置通过不同的在检测装置侧的协议进行通信。

补充地或者替代地，转接装置可以是通过独立于转接装置地构造的适配元件（Adapterelement）能与转接装置或者转接装置中的组连接的，其中能使用不同的适配元件，其中转接装置能根据所使用的适配元件与不同的检测装置或者检测装置中的组连接。通过使用适配元件，转接装置能够灵活地与大量不同的检测装置连接。尤其是使集成到现有的耗电器基础设施中变得容易。

此外，本发明还涉及一种能量管理装置，所述能量管理装置用于检测被连接到能量供应网上的耗电器的能量消耗，其中所有耗电器的最大功率消耗的总和至少是5kW，其中所述能量管理装置包括：多个检测装置，通过所述检测装置分别检测和/或计算涉及能量消耗的检测值；中央装置，检测值或者从所述检测值计算出的值作为能量值被传输给所述中央装置并且在那里被存储和/或被分析；以及至少一个根据本发明的转接装置。所述能量管理装置可以被构造用于执行根据本发明的方法。

此外，本发明还涉及一种计算机程序，其中在可编程的计算装置（所述计算装置具有用于与网络进行连接的至少一个连接装置和用于与检测装置进行连接的至少一个其它的连接装置）上执行所述计算机程序时，所述计算装置被构造用于作为转接装置来参与根据本发明的方法，所述转接装置能被分配给所述检测装置之一和/或所述检测装置中的一组，而且所述转接装置被构造用于按照预先给定的在检测装置侧的协议来接收通过所分配的检测装置或者所述检测装置的被分配的组检测到的检测值，并且将能量值按照预先给定的与在检测装置侧的协议不同的、在中央装置侧的协议通过网络传输给中央装置。

关于所述能量管理方法、所述转接装置、所述能量管理装置或者计算机软件产品所公开的特征只要可以明确说明相对应的发明主题，就也可以分别被转移到其它的发明主题上。

附图说明

本发明的其它的优点和细节从下面的实施例以及所属的附图中得出。在此：

图1示意性地示出了根据本发明的能量管理方法的流程图，

图2示意性地示出了在按照图1的能量管理方法的范围内将另一转接装置内连到能量管理系统中，

图3示意性地示出了根据本发明的能量管理装置，

图4示意性地示出了根据本发明的能量管理装置在工业设施中的使用，以及

图5示意性地示出了根据本发明的转接装置。

具体实施方式

图1示意性地示出如下能量管理方法的流程图，所述能量管理方法用于检测在建筑物中的多个被连接到能量供应网上的耗电器的能量消耗。在步骤S1中通过检测装置来检测涉及能量消耗的检测值。在步骤S1中所检测到的检测值是电动机转速（Motordrehzahl），在进一步的方法流程中从所述电动机转速来计算瞬间电动机功率并且因此计算能量消耗。

在步骤S1中所检测到的检测值在步骤S2中以在检测装置侧的协议被提供给转接装置。电动机的转速在检测装置侧作为脉冲电压的频率来提供，所述脉冲电压附在被引向所述转接装置的信号线路上，也就是说所述检测值对应于周期长度。

该周期长度、也就是说按照在检测装置侧的协议来对检测值的传输，通过转接装置来检测并且在步骤S3中被进一步处理，以便计算由所提供的检测值所计算出的值。为此，转接装置包括从电动机转速换算到功率（也就是说换算到瞬间被消耗的能量）的换算数据。所述换算数据可以在安装转接装置的范围内加以调整，如仍关于图2所解释的那样，和/或所述换算数据可以在连续运行时通过调用所述转接装置的能通过网络调用的配置功能而由中央装置予以适配。

在步骤S4中，能量值、即在步骤S3中所计算出的瞬间被消耗的功率被传输给中央装置。周期地传输瞬间被消耗的能量，其中周期时长能通过调用由转接装置实现的配置功能而由中央装置来配置。通过在中央装置侧的协议（例如BACnet）来实现转接到中央装置，其中能量值作为数据结构的部分来传输，所述数据结构进一步描述所述检测值。所述数据结构例如可以按照XML标准来构造。所述数据结构包括多个域（Feld），所述多个域规定所述检测值是电动机的瞬间能量消耗，而且所述域包括用于电动机的明确的标记以及用于瞬间能量值的时间戳。时间戳说明了检测值的检测时间点，从所述检测值已经计算出所述能量值。为了确保多个转接装置的时间戳是类似的（vergleichbar），转接装置和中央装置的内部时钟通过网络来同步，其方式是，中央装置与所示出的方法并行地通过网络发送同步消息，所述同步消息由转接装置来接收。

与步骤S1至S4并行地，执行步骤S5至S10，在所述步骤S5至S10中确定其它的能量值并且将所述其它的能量值发送给中央装置。为此使用检测装置，所述检测装置从多个传感器的测量值计算出检测值。

在步骤S5中，电压值作为测量值来检测，而在步骤S6中电流测量值作为测量值来检测，在步骤S7中，根据所述电压值和所述电流测量值来计算功率作为所计算的检测值。尤其是在将功率作为检测值来检测以及测量电流值和电压值时，可能有利的是，已经在检测装置本身中执行功率计算，因为在测量信号之间的几毫秒的微小的运行时间差异（Laufzeitunterschied）就已经可能会使对有功功率的计算失真（verfaelschen）。

在步骤S8中，所计算的检测值被传输给另一转接装置。在所述检测装置与所述另一转接装置之间的通信通过另一在检测装置侧的协议（例如Modbus）来实现。

在步骤S9中，在步骤S8中所传输的检测值被暂存并且将当前的被接收到的检测值与如下那个检测值进行比较，所述检测值最后已经作为能量值被传输给中央装置。如果差异的数值低于预先给定的极限值，那么新接收到的检测值没有被传输给中央装置，以便给网络减轻负载。然而，如果超过相对应的极限值，那么在步骤S10中将检测值作为能量值传输给中央装置，如已经关于步骤S4所解释的那样。

在步骤S4和S10中所传输的能量值在步骤S11中由中央装置来接收和存储。接下来，所述能量值可以被分析和/或被提供给其它装置用于进一步处理和/或被显示、尤其是相对应地以经整理的方式（aufbereitet）被显示。

所描述的能量管理方法显然能够容易地扩展，以便设置其它的转接装置，给所述其它的转接装置分配其它的检测装置。如参照图3和图4更详细地解释的那样，也可以给单个转接装置分配多个检测装置，所述检测装置尤其将共同的在检测装置侧的协议用于与转接装置的通信。补充地，应注意，不是根据测量值确定的值也可以作为检测值来检测。例如可以通过检测装置来检测如下检测值，所述检测值仅仅根据控制参数、例如通过模拟来确定。

图2示出了如下步骤，当新的转接装置应该与所分配的测量装置一起被集成到所描述的能量管理方法中时，在所述方法中执行所述步骤。所示出的步骤可以与在图1中所示出的步骤并行地来执行，然而也可能的是，在执行图2中所示出的步骤期间中断对在图1中所示出的步骤的实施。在步骤S12中首先进行对转接装置的第一配置，在所述第一配置期间，所述转接装置尤其是仍与网络分离，所述网络将中央装置与其它的转接装置进行连接。在对转接装置的第一配置的范围内，尤其是补充的关于如下那些检测装置的信息被存储在转接装置的非易失性存储器中，所述检测装置被分配给转接装置。尤其是可以规定（festlegen）在由检测装置提供的检测值与要传输的能量值之间的换算因子、换算函数或换算表格，并且可以给各个被分配的检测装置分配识别信息。

在步骤S13中，将转接装置与网络和至少一个检测装置连接，所述网络将转接装置与中央装置连接。尤其是通过适配元件来实现与检测装置的连接。例如可以在转接装置上设置USB连接端子（USB-Anschluss）或者诸如此类的，在所述USB连接端子上能够连接适配元件，所述适配元件能够实现与检测装置的机械的和电的连接。当然，转接装置通过在转接装置侧的连接端子与检测装置直接连接也是可能的。替代地，可能的是，使转接装置与检测装置和/或中央装置以无电缆的方式连接。

在步骤S14中识别出的是，新的转接装置已经与网络连接。为了识别新连接的转接装置，中央装置在确定的、不一定定期的时间点将识别请求作为广播、也就是说作为消息发送到网络中，所述消息被所有网络用户接收。在步骤S15中，所发送的识别请求调用分别由所述转接装置实现的识别功能。通过该识别功能将识别数据集提供给中央装置。该识别数据集包括如下信息，所述信息描述了相应的转接装置和被分配给转接装置的检测装置或被分配给所述转接装置的检测装置的组。尤其是，在步骤S12中的配置的范围内预先给定的信息至少部分地作为识别数据集的部分来传输。

基于所接收到的识别数据集，中央装置识别出新的转接装置的存在并且在步骤S16中将配置请求发送给新连接的转接装置，以便在第二配置的范围内适配转接装置的配置参数、尤其是对检测值的采样的采样速率和精确度或分辨率。该请求在步骤S17中由转接装置来接收，由此来调用在转接装置侧实现的配置功能，以便适配转接装置的参数。在通过中央装置对转接装置进行配置之后，所述转接装置可以开始进行（aufnehmen）自动的发送运行，在所述自动的发送运行中，定期地或者在满足确定的条件的情况下将检测值或从所述检测值计算出的值作为能量值发送给中央装置。替代地，可能的是，在接收到中央装置的启动信号时才开始进行自动的发送运行或者分别通过中央装置来询问所述检测值。

通过所描述的方法（Vorgehen）来实现的是，在所解释的能量管理方法中可以简单地并且以微小的配置花费地将其它的检测装置和其它的转接装置添加到现有的系统。当然，也可以使用参照图2所描述的方法，以便重新构造能量管理装置并且将一个或多个转接装置与中央装置和所分配的检测装置连接。

图3示出了一种能量管理装置的实施例，所述能量管理装置用于检测多个被布置在建筑物中的、被连接到能量供应网上的耗电器的能量消耗。所述能量管理装置包括中央装置1，所述中央装置1通过在中央装置侧的网络与转接装置2、3、4、5和6连接。与转接装置2、3、4和5的连接通过以太网有线地来实现，与转接装置6的连接通过WLAN无线地来实现。附加地，检测装置7与如下网络连接，所述网络将中央装置1与转接装置2、3、4、5、6连接，所述检测装置7直接与中央装置进行通信。

通过OPC unified架构（OPC UA）来实现在如下网络中的通信，所述网络将中央装置1与转接装置2、3、4、5、6和检测装置7进行连接。转接装置2、3、4、5、6以及检测装置7在该协议中被限定为具有一定的特性和可用的功能的对象。这种对象例如可以具有数字值作为特性，所述数字值是能量值。所述中央装置因此可以直接读出分别被提供的能量值，或所述转接装置可以被配置为使得通过网络自动地传输所述能量值。替代地，例如可以在该网络中使用BACnet、一种用于建筑物自动化的网络协议。

给转接装置2、3、4、5、6分别分配一个或多个检测装置8、9、10、11、12、13、14，分别通过在检测装置侧的协议来与所述检测装置8、9、10、11、12、13、14进行通信。检测装置8、9、10是测量装置并且分别将电压和电流的测量值提供给电流转换器的输出端。转接装置2与检测装置8、9、10之间的通信通过Modbus来进行。

检测装置11是机器控制装置（Maschinensteuerung），所述机器控制装置根据机器的控制参数将所计算的检测值提供给转接装置3。在转接装置3与检测装置11之间的通信通过具有能远程调用的功能（例如SOAP）的网络连接来进行。

检测装置12提供以脉冲电压为形式的电动机转速，其中电压脉冲的频率与转速相关。因此，在检测装置侧的协议对应于通过电压脉冲的序列来传输转速的协定（Vereinbarung）。如关于图1所解释的那样，转接装置4根据所述脉冲序列来确定能量值并且通过网络将能量值提供给中央装置1。

检测装置13和14、转接装置5和6以及中央装置1共同起作用，以便确定在管道中针对热蒸气的运送功率。在蒸气管道中布置有流量计（Durchflussmesser）作为检测装置13，所述流量计将与流量成比例的模拟电压提供给转接装置5。所述转接装置5将所述模拟电压数字化，根据所存储的校准信息来缩放数字值并且将流量值作为能量信息提供给中央装置1。

气流的温度通过温度传感器、即检测装置14来检测，温度值作为检测值通过I2C协议被提供给转接装置6。所述转接装置6将所述检测值作为能量值通过WLAN连接和OPC-UA协议传输给中央装置1。因此，在中央装置1中存在流量测量和温度测量。

因为这两种测量与时间戳共同通过转接装置5、6来传输，所以可以使用检测装置13和14的在时间上彼此关联的（einander zugeordnet）测量值，以便根据流量和温度来确定功率流（Leistungsfluss）。

中央装置1是在本地被布置在建筑物中的工业计算机，所述工业计算机存储所接收到的能量值并且将所接收到的能量值提供给其它装置15、16用于处理。装置15是计算装置，所述计算装置通过本地网络来连接并且能够实现对能量消耗的本地监控。计算装置16是外部服务提供方的计算装置，所述外部服务提供方的计算装置通过虚拟专用网络经由因特网与中央装置1连接。在计算装置16上可以执行对能量消耗的中期的和长期的分析，而且这些分析的结果可以例如作为报告（Bericht）通过因特网被提供给另一计算装置17。

图4示出了能量管理装置在建筑物18中的工业设施中的使用。对所述工业设施的供电（Stromversorgung）通过两个馈电部19、20来进行，所述两个馈电部19、20通过电线40、41将能量提供给大量被布置在建筑物中的耗电器。给所述馈电部19、20分别分配一个检测装置21、22，所述检测装置21、22检测经过相应的电线40、41的能量消耗并且通过Modbus协议提供检测值。为了把检测值通知给中央装置43、即工业计算机而设置有转接装置23、24，所述转接装置23、24如关于图1和3所解释的那样进行协议转换并且将所述检测值作为能量值提供给中央装置43。

将OPC unified架构用作在网络42中的在中央装置侧的协议，以便将转接装置23、24以及其它的转接装置29、30、31、32、37、39以能响应的方式构建为如下对象，所述对象的特性能通过网络42来读出和改变。

给检测压缩空气管道的流量的检测装置25以及分别检测耗电器的组的能量消耗的检测装置26、27、28分别分配转接装置29、30、31、32，所述转接装置29、30、31、32分别通过一个任意的在检测装置侧的协议、例如I2C来检测检测值，并且将所述检测值作为能量值通过网络42提供给中央装置43。检测水流量的检测装置38通过HART协议利用作为通信基础设施的现场总线来与转接装置39进行通信，所述转接装置39将检测装置38的检测值通过网络42提供给中央装置43。

检测冷却的能量消耗的检测装置33、检测排气（Luftabsaugung）的能量消耗的检测装置34以及分别检测不同装置的耗电的检测装置35、46通过无线HART接口与无线通信装置36进行通信。所述无线通信装置36通过由所述通信装置36预先给定的在检测装置侧的协议将由检测装置33、34、35、46无线地检测到的检测值提供给转接装置37，所述转接装置37将这些检测值或者从所述检测值计算出的值又作为能量值通过网络42提供给中央装置43。

中央装置43存储所接收到的能量值并且将所检测到的能量值的时间变化过程提供给外部服务器44，通过所述外部服务器44可以进行数据分析。通过客户端系统45可以访问所提供的能量数据和/或分析数据。有利地，能够通过服务器44收集和处理多个工业设施的能量数据。

图5示出了用于前面所描述的能量管理装置的转接装置的实施例。为了能够实现灵活地连接到大量不同的检测装置上，转接装置47能通过适配元件48与相应的检测装置或检测装置的组连接。适配元件48利用在检测装置侧的连接装置49与转接装置47连接。所述在检测装置侧的连接装置49例如可以是USB总线的连接端子。为了清楚起见，只示出一个在检测装置侧的连接装置49。然而，有利地，检测装置47包括多个不同的在检测装置侧的连接装置49，由此在与所述检测元件中的多个连接时可以省去适配元件48。转接装置47例如可以具有如下连接端子作为在检测装置侧的连接装置，所述连接端子被引向模拟数字转换器或者支持串行或并行连接端子的交替的（alternativ）形式。

通过在检测装置侧的连接装置49所接收到的数据由具有所分配的存储器51的处理器50来处理。为此，如下计算机软件产品被实施在转接装置47上，所述计算机软件产品提供用于检测以及处理检测值的功能性和用于提供检测值或者从这些检测值计算出的值作为能量值的功能性。

为了灵活地集成到将中央装置与转接装置连接的网络中，转接装置47具有针对网络连接的两个不同的可能性。一方面，设置电缆连接的网络连接端子、即以太网接口作为用于与网络连接的连接装置52，另一方面，转接装置47具有作为用于与网络连接的连接装置53，以便能集成到无电缆的网络中。

尽管已经通过优选的实施例详细地进一步图解说明并且描述了本发明，但是本发明不受所公开的示例限制并且可以由本领域技术人员从中导出其它变型方案，而不偏离本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种能量管理方法，其用于检测至少一个被连接到能量供应网上的耗电器的能量消耗，其中所有耗电器的最大功率消耗的总和至少是5kW，其中通过多个检测装置分别检测和/或计算涉及能量消耗的检测值，据此，所述检测值的至少部分和/或从所述检测值的至少部分计算出的值作为能量值被传输到中央装置并且在那里被存储和/或被分析，其特征在于，给所述检测装置中的至少一个和/或所述检测装置中的至少一组分别分配一个转接装置，其中通过所述检测装置和/或所述检测装置的组检测到和/或计算出的检测值分别按照针对所述检测装置和/或所述检测装置的组预先给定的在检测装置侧的协议而被提供给所述转接装置，据此，相应的能量值通过将所述中央装置与所有转接装置进行连接的网络按照预先给定的与所述在检测装置侧的协议不同的、在中央装置侧的协议被传输给所述中央装置。

2.根据权利要求1所述的能量管理方法，其特征在于，所述转接装置仅仅一方面被用于接收所述检测值和/或被用于计算从所述检测值计算出的值，以及另一方面被用于将相应的能量值传输给所述中央装置。

3.根据权利要求1或2所述的能量管理方法，其特征在于，使用至少两个转接装置，以彼此不同的在检测装置侧的协议来将检测值提供给所述至少两个转接装置。

4.根据前述权利要求之一所述的能量管理方法，其特征在于，通过所述中央装置和/或通过所述转接装置来实现能通过所述网络调用的功能。

5.根据权利要求4所述的能量管理方法，其特征在于，通过所述中央装置在预先给定的时间点将识别请求传输给所有与所述网络连接的转接装置，由此实施由相应的转接装置来实现的识别功能，通过所述识别功能将如下识别数据集传输给所述中央装置，所述识别数据集描述所述相应的转接装置和/或被分配给所述相应的转接装置的检测装置或者检测装置的组。

6.根据权利要求4或5所述的能量管理方法，其特征在于，通过所述中央装置调用由所述转接装置实现的配置功能，以便适配至少一个配置参数，所述至少一个配置参数涉及对所述检测值的检测和/或计算和/或对所述能量值的计算。

7.根据权利要求6所述的能量管理方法，其特征在于，适配针对所述检测值的采样的采样速率或精确度作为配置参数。

8.根据前述权利要求之一所述的能量管理方法，其特征在于，被提供给所述转接装置的检测值由所述转接装置来暂存，据此，所述能量值定期地或者在满足预先给定的条件时被传输给所述中央装置。

9.根据前述权利要求之一所述的能量管理方法，其特征在于，所述中央装置和所述转接装置分别包括内部时钟，而且所述内部时钟通过所述网络来同步。

10.根据前述权利要求之一所述的能量管理方法，其特征在于，通过所述转接装置将相应的能量值作为数据结构的部分来传输，所述数据结构描述一个或多个相应的检测值和/或相应的检测装置或者检测装置的相应的组。

11.一种用于能量管理装置的转接装置，其特征在于，所述转接装置被构造用于参与根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述转接装置能被分配给所述检测装置（8、9、10、11、12、13、14、21、22、25、26、27、28、33、34、35、46）之一和/或所述检测装置（8、9、10、11、12、13、14、21、22、25、26、27、28、33、34、35、46）的组，而且所述转接装置被构造用于按照预先给定的在检测装置侧的协议来接收通过所述被分配的检测装置（8、9、10、11、12、13、14、21、22、25、26、27、28、33、34、35、46）或者所述检测装置（8、9、10、11、12、13、14、21、22、25、26、27、28、33、34、35、46）的被分配的组检测到的和/或计算出的检测值，并且被构造用于按照预先给定的与所述在检测装置侧的协议不同的、在中央装置侧的协议来将所述相应的能量值通过所述网络（42）传输给所述中央装置（1、43）。

12.根据权利要求11所述的转接装置，其特征在于，所述转接装置提供多个潜在的在检测装置侧的协议，其中根据所述被分配的检测装置（8、9、10、11、12、13、14、21、22、25、26、27、28、33、34、35、46）或者检测装置（8、9、10、11、12、13、14、21、22、25、26、27、28、33、34、35、46）的被分配的组能够将所述潜在的在检测装置侧的协议之一用作所述在检测装置侧的协议。

13.根据权利要求11或12所述的转接装置，其特征在于，所述转接装置能够通过独立于所述转接装置地构造的适配元件（48）与所述检测装置（8、9、10、11、12、13、14、21、22、25、26、27、28、33、34、35、46）和/或检测装置（8、9、10、11、12、13、14、21、22、25、26、27、28、33、34、35、46）的组连接，其中能够使用不同的适配元件，并且其中所述转接装置（2、3、4、5、6、23、24、29、30、31、32、37、38、47）能够根据所使用的适配元件（48）与不同的检测装置（8、9、10、11、12、13、14、21、22、25、26、27、28、33、34、35、46）和/或检测装置（8、9、10、11、12、13、14、21、22、25、26、27、28、33、34、35、46）的组连接。

14.一种能量管理装置，其用于检测被连接到能量供应网上的耗电器的能量消耗，其中所有耗电器的最大功率消耗的总和至少是5kW，其特征在于，所述能量管理装置包括：多个检测装置（8、9、10、11、12、13、14、21、22、25、26、27、28、33、34、35、46），通过所述多个检测装置来分别检测和/或计算涉及能量消耗的检测值；一个中央装置（1、43），所述检测值和/或从所述检测值计算出的值作为能量值被传输给所述中央装置（1、43）并且在那里被存储和/或被分析；以及至少一个根据权利要求11至13之一所述的转接装置（2、3、4、5、6、23、24、29、30、31、32、37、38、47）。

15.一种计算机程序，其特征在于，在可编程的计算装置上执行所述计算机程序时，所述计算装置被构造用于作为转接装置（2、3、4、5、6、23、24、29、30、31、32、37、38、47）来参与根据权利要求1至10之一所述的方法，所述计算装置具有用于与网络进行连接的至少一个连接装置（52、53）和用于与检测装置（8、9、10、11、12、13、14、21、22、25、26、27、28、33、34、35、46）进行连接的至少一个其它的连接装置（49），所述转接装置能被分配给所述检测装置（8、9、10、11、12、13、14、21、22、25、26、27、28、33、34、35、46）之一和/或所述检测装置（8、9、10、11、12、13、14、21、22、25、26、27、28、33、34、35、46）中的一组，而且所述转接装置被构造用于按照所述预先给定的在检测装置侧的协议来接收通过所述被分配的检测装置（8、9、10、11、12、13、14、21、22、25、26、27、28、33、34、35、46）或者所述检测装置（8、9、10、11、12、13、14、21、22、25、26、27、28、33、34、35、46）的被分配的组检测到的检测值，并且按照所述预先给定的与所述在检测装置侧的协议不同的、在中央装置侧的协议将所述能量值通过所述网络（42）传输给所述中央装置（1、43）。