CN116996794A - 一种能耗采集装置和能耗采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能耗采集装置和方法。装置包括：能源采集部件，包括连接至相应表具的多个采集端口且用于通过采集端口采集各个表具的能源使用数据；切换电路，至少一个采集端口连接到切换电路，切换电路具有第一线路和第二线路，第一线路用于将至少一个采集端口连接至表具中的第一表具，第二线路用于将至少一个采集端口连接至表具中的第二表具，第一表具用于检测第一能源的使用状况数据，第二表具用于测量第二能源的使用流量数据；控制器，用于控制切换电路在第一线路和第二线路之间切换。从原有的采集端口中分出一条线路用于测量例如水或燃气等能源的累计流量，从而将只关注累计流量的线路进行整合，而不需要另外再加一个能耗采集器，降低了成本。

Description

一种能耗采集装置和能耗采集方法

技术领域

本发明涉及能耗采集领域，特别涉及一种能耗采集装置和能耗采集方法。

背景技术

能源采集平台通常采集水耗、电耗、蒸汽能耗、燃气能耗等的表具读数。其中，蒸汽管线和用电管线除了关注表具读数外，还关注蒸汽温度、压力、电路阻抗等参数，属于实时数据监控；而水表和燃气表主要关注累计流量，进行日用水量和用气量的抄表和计算，属于关注累计流量。

市面上目前常见的能耗采集器为4串口(端口)。当出现采集数量不是4的整数倍时，例如当出现5路或6路总线需求时，一般的解决方案提出增加一个能耗采集器进行采集，这是属于比较粗放和机械式的处理方式。然而，这种方式会造成无端成本浪费，并且设备高耗低效运行，不符合能源节约和低碳的发展模式。

此外，部分厂家采用将单独表具改为无线传输的方式。该方式一方面需要对表具进行改造，另一方面需要接收设备采用无线或者4G，因此改造成本较大。

发明内容

为至少部分解决上述问题而做出本发明。

本发明提供了一种能耗采集装置，装置包括：能源采集部件，包括多个采集端口，每个采集端口连接至相应的表具，能源采集部件用于通过多个采集端口采集各个表具所检测的能源使用数据，切换电路，多个采集端口中的至少一个采集端口连接到切换电路，切换电路具有第一线路和第二线路，第一线路用于将至少一个采集端口连接至表具中的第一表具，第二线路用于将至少一个采集端口连接至表具中的第二表具，第一表具用于检测第一能源的使用状况数据，第二表具用于测量第二能源的使用流量数据；控制器，用于控制切换电路在第一线路和第二线路之间切换。

在一些实施例中，切换电路可以包括：第一继电器，其COM端口连接至至少一个采集端口的第一端子，NC端口连接至第一表具的第一端子，并且NO端口连接至第二表具的第一端子，以及第二继电器，其COM端口连接至至少一个采集端口的第二端子，NC端口连接至第一表具的第二端子，并且NO端口连接至第二表具的第二端子，并且第一继电器的接地端子连接至第二继电器的电源端子。

在一些实施例中，控制器可以在第一时间段Δt1内向第一继电器和第二继电器供电，以使第一线路关断且第二线路连通；控制器在第一时间段Δt1外的其他时间段Δt2内不向第一继电器和第二继电器供电，以使第一线路连通且第二线路关断。

在一些实施例中，切换电路可以进一步包括：第一二极管，其并联连接在第一继电器的线圈上，第一二极管的正极连接至第一继电器的接地端子而负极连接至第一继电器的电源端子，以及第二二极管，其并联连接在第二继电器的线圈上，第二二极管的正极连接至第二继电器的接地端子而负极连接至第二继电器的电源端子。

在一些实施例中，切换电路可以进一步包括：RC延时电路，其包括串联连接的电阻和电容，电阻的一端连接至第一继电器的电源端子，电阻的另一端连接至电容的一端，并且电容的另一端接地。

在一些实施例中，第一能源是电或蒸汽，第一能源的使用状况数据包括电使用量和/或电路阻抗或者包括蒸汽用量、蒸汽温度和蒸汽压力中的一种或多种，并且第二能源是水或燃气，第二能源的使用流量数据包括水累计用量或燃气累计用量。

本发明还提供一种能耗采集的方法，包括以下步骤：控制能耗采集装置的控制器，在第一时间段Δt1内向能耗采集装置的切换电路供电，以使切换电路的第一线路关断且第二线路连通；能耗采集装置包括权利要求1至6中任一项的能耗采集装置；根据采集指令，控制能耗采集装置的能源采集部件，通过多个采集端口采集相连接的各个表具所检测的能源使用数据，其中，在第一时间段Δt1内，能源采集部件采集的能源使用数据包括第二表具测量的第二能源的使用流量数据。

在一些实施例中，方法还可以包括：控制控制器，在第一时间段Δt1外的其他时间段Δt2内不向切换电路供电，以使切换电路的第一线路连通且第二线路关断，其中，在其他时间段Δt2内，能源采集部件采集的能源使用数据包括第一表具检测的第一能源的使用状况数据。在一些实施例中，第一时间段Δt1与其他时间段Δt2之和可以为一天24小时，并且第一时间段Δt1小于其他时间段Δt2。

在一些实施例中，方法还可以包括：在第三时间段和第四时间段内，不向能源采集部件发出采集指令，其中，第一时间段Δt1对应的时间为t1～t2，第三时间段对应的时间为t1-a1～t2+a2，第四时间段对应的时间为t2-a3～t1+a4，a1、a2、a3及a4大于0。

根据本发明，当出现采集数量大于能耗采集器的采集端口的数量时，能够在原有设备的基础之上，通过为其中至少一个采集端口提供切换电路，从原有的至少一个采集端口中分出一条线路用于测量例如水或燃气等能源的累计流量，从而将只关注累计流量的线路进行整合，在特定的时间统计采集线路的表具参数(数据)，而不需要另外再加一个能耗采集器。因此，既满足企业运行的需求，也提高了设备使用效率、安装效率和运行效率，并且降低了成本，还解决了线路不足的问题。

附图说明

图1是示出根据本发明的示例性实施例的能耗采集装置的示意图，其中切换电路处于第一线路连通的状态；

图2是图1所示的能耗采集装置的切换电路的示意性放大图；

图3是示出根据本发明示例性实施例的能耗采集装置在处于第一线路连通时的示意图；

图4是示出根据本发明示例性实施例的能耗采集装置在处于第二线路连通时的示意图；以及

图5是示出根据本发明示例性实施例的使用能耗采集装置进行能耗采集的方法的流程图。

具体实施方式

下面参考附图并结合若干具体实施例可以更好地理解本发明的技术的许多方面。附图中的部件并非按比例绘制，因此不能用来解释本发明的保护范围。反而，重点放在清楚地说明本发明的技术的原理上。为了便于参考，在本发明的整个公开中，相同的附图标记可用于标识相同或至少大体上相似或类似的部件或特征。

下面，将参考附图1至图5，通过示例性实施例来详细描述根据本发明的能耗采集装置和使用能耗采集装置进行能耗采集的方法。图1是示出根据本发明的示例性实施例的能耗采集装置的示意图，其中切换电路200处于第一线路连通的状态。图2是图1所示的能耗采集装置的切换电路200的示意性放大图。图3是示出根据本发明示例性实施例的能耗采集装置在切换电路200处于第一线路连通时的示意图。图4是示出根据本发明示例性实施例的能耗采集装置在切换电路200处于第二线路连通时的示意图。图5是示出根据本发明示例性实施例的能耗采集方法1000的流程图。

如图1和图2所示，根据本发明示例性实施例的能耗采集装置可以包括能源采集部件100和切换电路200。能源采集部件100可以包括多个采集端口，每个采集端口可以连接至相应的表具。能源采集部件100用于通过多个采集端口采集各个表具所检测的能源使用数据。在本实例中，能源采集部件100包括四个采集端口1、2、3、4。表具可以包括用于检测第一能源的使用状况数据的第一表具和用于测量第二能源的使用流量数据的第二表具。

其中，能源采集部件可以采用相关技术中的能源耗采集器。能源采集部件的采集端口数量可由能源采集部件的型号确定，例如为4、6、8等，本公开对采集端口的具体数量不做限制。

多个采集端口1、2、3、4中的至少一个采集端口可以连接到切换电路200。在本实例中，只有一个采集端口4连接到切换电路200。该切换电路200具有第一线路和第二线路，第一线路用于将采集端口4连接至用于检测第一能源的使用状况数据的第一表具300(参见图3)，第二线路用于将采集端口4连接至用于测量第二能源的使用流量数据的第二表具400(参见图4)。第一能源可以是电或蒸汽，因此第一表具300可以是电表或蒸汽表并且可以用于检测例如电使用量和/或电路阻抗或者蒸汽用量、蒸汽温度和蒸汽压力中的一种或多种。第二能源可以是水或燃气，因此第二表具400可以是水表或燃气表并且可以用于测量例如水累计用量或燃气累计用量。

能耗采集装置还可以包括控制器(未示出)，该控制器用于控制切换电路200在第一线路(图3)与第二线路(图4)之间切换。该控制器通过对能耗采集器内部编程的方式实现，对切换电路供电时间进行控制，例如在设定时间段内给切换电路供电，从而控制切换电路中的继电器切换电路。该控制器也可以采用外部的定时器实现，本公开对控制器的具体实现方式不做限制。

其余三个采集端口1、2、3可以连接至例如电表、蒸汽表、水表和燃气表中的任一种。

根据本发明，当出现采集数量大于能耗采集器的采集端口的数量时，可以在原有设备的基础之上，即在不改变原有表具(例如与采集端口1、2、3相连的原表具以及第一线路上连接的原电表或蒸汽表)和原有4端口能耗采集器(能源采集部件100)的基础之上，通过例如为其中一个采集端口4提供切换电路200，从原有的采集端口4中分出一条线路用于测量例如水或燃气等能源的累计流量，从而将只关注累计流量的线路进行整合，在特定的时间统计采集线路的表具参数(数据)，而不需要另外再加一个能耗采集器。因此，既满足企业运行的需求，也提高了设备使用效率、安装效率和运行效率，并且降低了成本，还解决了线路不足的问题。

在具体实例中，特别如图2所示，切换电路200可以包括第一继电器210和第二继电器220。在第一继电器210中，COM端口211可以连接至能源采集部件100的采集端口4的第一端子4-1，NC端口212可以连接至第一表具300的第一端子，并且NO端口213可以连接至第二表具400的第一端子。在第二继电器220中，COM端口221可以连接至能源采集部件100的采集端口4的第二端子4-2，NC端口222可以连接至第一表具300的第二端子，并且NO端口223可以连接至第二表具400的第二端子。此外，第一继电器210的接地端子215连接至第二继电器220的电源端子224，从而将两个继电器210、220串联连接。这样能够实现两个继电器的同步切换，保证两路通讯线一致性。

在这种情况下，两个继电器210、220的控制逻辑为：当第一、第二继电器210、220中的相应线圈216、226中无电流时，两个COM端口211、221分别与相应的常闭的NC端口212、222连通，并且当两个线圈216、226中通电时，两个COM端口211、221分别与相应的常开的NO端口213、223连通。

在一些实施例中，控制器可以在第一时间段Δt1内向第一继电器210和第二继电器220供电，以使第一线路关断且第二线路连通，并且在第一时间段Δt1外的其他时间段Δt2内不向第一继电器210和第二继电器220供电，以使第一线路连通且第二线路关断。这将在下面详细描述。

此外，切换电路200可以进一步包括第一二极管217和第二二极管227。第一二极管217可以并联连接在第一继电器210的线圈216上，并且第一二极管217的正极可以连接至第一继电器210的接地端子215而负极可以连接至第一继电器210的电源端子214。第二二极管227可以并联连接在第二继电器220的线圈226上，并且第二二极管227的正极可以连接至第二继电器220的接地端子225而负极连接至第二继电器220的电源端子224。本发明中，两个继电器均并联有二极管，因此可以保护继电器关停产生的互感电流。在一些实施例中，两个二极管的型号可以为4184。

此外，切换电路200可以进一步包括RC延时电路，该RC延时电路可以包括串联连接的电阻218和电容219，电阻218的一端可以连接至第一继电器210的电源端子214，电阻218的另一端可以连接至电容219的一端，并且电容219的另一端可以接地。在一些实施例中，电阻218可以为5MΩ，电容219可以为100μF，并且延时时间可以约为8分钟。设置延时电路能够确保系统的稳定性。

下面，将参考图5并结合图1至图4来说明使用根据本发明示例性实施例的能耗采集装置进行能耗采集的方法。

如图5所示，能耗采集方法1000主要包括：

步骤1001，控制如上所述的能耗采集装置的控制器，在第一时间段Δt1(也可以称为“设定时间段”)内向能耗采集装置的切换电路200供电，以使切换电路200的第一线路关断且第二线路连通；以及

步骤1002，根据采集指令，控制能耗采集装置的能源采集部件100，通过多个采集端口1、2、3、4采集相连接的各个表具所检测的能源使用数据，其中，在第一时间段Δt1内，能源采集部件100采集的能源使用数据包括第二表具400测量的第二能源的使用流量数据。

此外，方法1000还可以包括：控制控制器，在第一时间段Δt1外的其他时间段Δt2(也可以称为“常规时间段”)内不向切换电路200供电，以使切换电路200的第一线路连通且第二线路关断，其中，在其他时间段Δt2内，能源采集部件100采集的能源使用数据包括第一表具300检测的第一能源的使用状况数据。

此外，在一些实施例中，第一时间段Δt1与其他时间段Δt2之和可以为例如一天24小时，并且第一时间段Δt1小于其他时间段Δt2。

若第一时间段Δt1对应的时间为t1～t2，那么在一些实施例中，t1可以例如设置为每天的15：00，而t2可以例如设置为每天的16：00。因此，第一时间段Δt1对应于每天的15：00～16：00，其他时间段Δt2对应于每天的0：00～15：00和16：00～24：00。本公开对第一时间段和其他时间段的具体时长和对应的起止时刻均不做限制。

因此，在该具体实例中，在其他时间段Δt2(常规时间段)内，即每天的0：00～15：00和16：00～24：00，可以控制控制器不给切换电路200供电，即不给两个继电器210、220通电，使得第一继电器210的电源端子214的电压为0，此时两个继电器210、220的相应线圈216、226中无电流，因此切换电路200的第一线路连通且第二线路关断。更具体地，第一继电器210和第二继电器220均连通常闭开关，其中第一继电器210的COM端口211与NC端口212连通，第二继电器220的COM端口221与NC端口222连通。因此，能源采集部件100的采集端口4连接至第一表具300(例如参见图3)。在这种第一线路连通的情况下，响应于接收到采集指令(例如，来自独立于能耗采集装置的采集平台)，能源采集部件100通过采集端口4采集第一表具300的读数。换句话说，在该常规时间段内，能源采集部件100采集的能源使用数据包括第一表具300检测的第一能源的使用状况数据。

另一方面，在第一时间段Δt1(设定时间段)内，即每天的15：00～16：00，可以控制控制器向切换电路200供电，即给两个继电器210、220提供电压(例如，+6V)，此时两个继电器210、220的相应线圈216、226中通有电流，因此切换电路200的第一线路关断且第二线路连通。更具体地，继电器210、220同时切换至连通常开电路，其中第一继电器210的COM端口211与NO端口213连通，第二继电器220的COM端口221与NO端口223连通。因此，能源采集部件100的采集端口4连接至第二表具400(例如参见图4)。在这种第二线路连通的情况下，响应于接收到采集指令，能源采集部件100通过采集端口4采集第二表具400的读数。换句话说，在该设定时间段内，能源采集部件100采集的能源使用数据包括第二表具400测量的第二能源的使用流量数据。

此外，在一些实施例中，为了确保数据准确性和稳定性，优选地，可以在t1和t2前后的两段时间内，不向能源采集部件100发出信息采集指令。具体地，在每天的t1-a1～t1+a2(对应于“第三时间段”)以及t2-a3～t2+a4(对应于“第四时间段”)内(其中，a1、a2、a3及a4大于0)，不向能源采集部件100发出采集指令，以避免误采集。例如可以设定为t1＝15：00、a1＝15(分钟)、a2＝10(分钟)且t2＝16：00且a3＝15(分钟)、a4＝10(分钟)，那么将在每天的14：45～15：10以及15：45～16：10，不向能源采集部件100发出采集指令，以避免误采集。

或者，采集平台可以通过软件设置将例如在15：10～15：45由采集端口4采集的表具读数赋值给第二表具400，而将其它时间例如在0：00～15：10和15：45～24：00由采集端口4采集的表具数据赋值给第一表具300，从而实现了一个采集端口4采集多路计量数据，即节省了采集器设备的投入，又增加了采集器的运行效率。

在根据本发明的示例性实施例中，对于例如5路、6路或7路总线需求，不需要另外增加一个能耗采集器，而是只需增加一个电路控制就可以实现两路采集线路的切换。因此可以将只关注累计流量不关注实时数据的表具(例如，水表或燃气表)接入能耗采集器的一根总线，并通过电路控制定时地读取累计流量参数。例如，可以通过每天固定时间采集水表或燃气表的读数，利用时间结合生产线(第一线路和第二线路)运行时间进行设置，选择生产线运行后时间段进行水表或燃气表的读数采集。此外，根据本发明的能耗采集器之间可以使用RS-485进行通讯，因此各设备(例如水表、蒸汽表、电表或燃气表)之间不能相互通信，信息交换是由主机(平台)发出接受指令，并采集信息，所以此种接线方式不会产生信息干扰或紊乱。

根据本发明，不改变表具设备和采集器，由采集器内部分出一路电路(即，第二线路)，通过采集器内部编程在特定的时间，例如在每天下午15:00～16:00给切换电路供电，控制继电器从第一线路切换至第二线路，实现了采集线路的切换，提高了设备安装效率、运行效率、减少了成本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种能耗采集装置，所述装置包括：

能源采集部件，包括多个采集端口，每个采集端口连接至相应的表具，所述能源采集部件用于通过所述多个采集端口采集各个表具所检测的能源使用数据，

切换电路，所述多个采集端口中的至少一个采集端口连接到所述切换电路，所述切换电路具有第一线路和第二线路，所述第一线路用于将所述至少一个采集端口连接至所述表具中的第一表具，所述第二线路用于将所述至少一个采集端口连接至所述表具中的第二表具，所述第一表具用于检测第一能源的使用状况数据，所述第二表具用于测量第二能源的使用流量数据；

控制器，用于控制所述切换电路在所述第一线路和所述第二线路之间切换。

2.根据权利要求1所述的能耗采集装置，其中，所述切换电路包括：

第一继电器，其COM端口连接至所述至少一个采集端口的第一端子，NC端口连接至所述第一表具的第一端子，并且NO端口连接至所述第二表具的第一端子，以及

第二继电器，其COM端口连接至所述至少一个采集端口的第二端子，NC端口连接至所述第一表具的第二端子，并且NO端口连接至所述第二表具的第二端子，并且

所述第一继电器的接地端子连接至所述第二继电器的电源端子。

3.根据权利要求2所述的能耗采集装置，其中，

所述控制器在第一时间段Δt1内向所述第一继电器和所述第二继电器供电，以使所述第一线路关断且所述第二线路连通；

所述控制器在所述第一时间段Δt1外的其他时间段Δt2内不向所述第一继电器和所述第二继电器供电，以使所述第一线路连通且所述第二线路关断。

4.根据权利要求2所述的能耗采集装置，其中，所述切换电路进一步包括：

第一二极管，其并联连接在所述第一继电器的线圈上，所述第一二极管的正极连接至所述第一继电器的所述接地端子而负极连接至所述第一继电器的电源端子，以及

第二二极管，其并联连接在所述第二继电器的线圈上，所述第二二极管的正极连接至所述第二继电器的接地端子而负极连接至所述第二继电器的所述电源端子。

5.根据权利要求4所述的能耗采集装置，其中，所述切换电路进一步包括：

RC延时电路，其包括串联连接的电阻和电容，所述电阻的一端连接至所述第一继电器的所述电源端子，所述电阻的另一端连接至所述电容的一端，并且所述电容的另一端接地。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的能耗采集装置，其中，

所述第一能源是电或蒸汽，所述第一能源的使用状况数据包括电使用量和/或电路阻抗或者包括蒸汽用量、蒸汽温度和蒸汽压力中的一种或多种，并且所述第二能源是水或燃气，所述第二能源的使用流量数据包括水累计用量或燃气累计用量。

7.一种能耗采集的方法，包括以下步骤：

控制能耗采集装置的控制器，在第一时间段Δt1内向所述能耗采集装置的切换电路供电，以使所述切换电路的第一线路关断且第二线路连通；所述能耗采集装置包括权利要求1至6中任一项所述的能耗采集装置；

根据采集指令，控制所述能耗采集装置的能源采集部件，通过多个采集端口采集相连接的各个表具所检测的能源使用数据，

其中，在所述第一时间段Δt1内，所述能源采集部件采集的能源使用数据包括第二表具测量的第二能源的使用流量数据。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述方法还包括：

控制所述控制器，在所述第一时间段Δt1外的其他时间段Δt2内不向所述切换电路供电，以使所述切换电路的第一线路连通且第二线路关断，

其中，在所述其他时间段Δt2内，所述能源采集部件采集的能源使用数据包括第一表具检测的第一能源的使用状况数据。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，

所述第一时间段Δt1与所述其他时间段Δt2之和为一天24小时，并且所述第一时间段Δt1小于所述其他时间段Δt2。

10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述方法还包括：

在第三时间段和第四时间段内，不向所述能源采集部件发出采集指令，

其中，所述第一时间段Δt1对应的时间为t1～t2，所述第三时间段对应的时间为t1-a1～t1+a2，所述第四时间段对应的时间为t2-a3～t2+a4，a1、a2、a3及a4大于0。