CN215813023U - 环保用电设施分表计电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种环保用电设施分表计电装置，包括：第一电能转换单元与电量检测单元双向连接，第一电能转换单元的输出端与电量计算单元的输入端和第一无线射频单元的输入端连接，电量检测单元的输出端与电量计算单元的输入端连接，电量计算单元的输出端与第一数据处理单元的输入端连接，第一数据处理单元的输出端与第一无线射频单元的输入端和显示单元的输入端连接；智能网关包括：第二无线射频单元、第二数据处理单元、第二电能转换单元、4G传输单元和异常报警指示单元；其中，第二无线射频单元与第一无线射频单元和第二数据处理单元双向连接；第二数据处理单元进一步与4G传输对单元、第二电能转换单元和异常报警指示单元双向连接。

Description

环保用电设施分表计电装置

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，特别涉及一种环保用电设施分表计电装置。

背景技术

同领域已有的环保用电设施分表计电系统具备基本的电压、电流、功率、电能监测的功能，但是不具备互感器被打开、设备异常破坏、用电设备启停、电表停上电等状态监测或异常报警功能。且大多数采用每个电表单独通过4G网络上传的方式与数据平台进行交互，少数具有无线组网的方式进行数据传输的系统也不具备终端中继的功能。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本实用新型的目的在于提出一种环保用电设施分表计电装置。

为了实现上述目的，本实用新型的实施例提供一种环保用电设施分表计电装置，包括：多个监测终端和一个智能网关，每个所述监测终端与所述智能网关无线连接，其中，每个所述监测终端包括：第一电能转换单元、电量检测单元、电量计算单元、第一数据处理单元、第一无线射频单元和显示单元；其中，所述第一电能转换单元与所述电量检测单元双向连接，所述第一电能转换单元的输出端与所述电量计算单元的输入端和所述第一无线射频单元的输入端连接，所述电量检测单元的输出端与所述电量计算单元的输入端连接，所述电量计算单元的输出端与所述第一数据处理单元的输入端连接，所述第一数据处理单元的输出端与所述第一无线射频单元的输入端和所述显示单元的输入端连接；所述智能网关包括：第二无线射频单元、第二数据处理单元、第二电能转换单元、4G传输单元和异常报警指示单元；其中，所述第二无线射频单元与所述第一无线射频单元和所述第二数据处理单元双向连接；所述第二数据处理单元进一步与所述4G传输对单元、所述第二电能转换单元和所述异常报警指示单元双向连接。

进一步，所述显示单元采用LCD显示屏和显示控制电路。

进一步，所述电量检测单元包括：共模电感、RS485芯片、多组二极管、多组光耦。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本实用新型实施例的环保用电设施分表计电装置的结构图；

图2为根据本实用新型实施例的电量计算单元的电路图；

图3为根据本实用新型实施例的电量检测单元的电路图；

图4为根据本实用新型实施例的显示单元的电路图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型实施例的环保用电设施分表计电装置，包括：多个监测终端和一个智能网关，每个监测终端与智能网关无线连接。

具体的，每个监测终端包括：第一电能转换单元、电量检测单元、电量计算单元、第一数据处理单元、第一无线射频单元和显示单元；其中，第一电能转换单元与电量检测单元双向连接，第一电能转换单元的输出端与电量计算单元的输入端和第一无线射频单元的输入端连接，电量检测单元的输出端与电量计算单元的输入端连接，电量计算单元的输出端与第一数据处理单元的输入端连接，第一数据处理单元的输出端与第一无线射频单元的输入端和显示单元的输入端连接。图2为根据本实用新型实施例的电量计算单元的电路图。

在本实用新型的实施例中，显示单元采用LCD显示屏和显示控制电路，如图4所示。电量检测单元包括：共模电感、RS485芯片、多组二极管、多组光耦，如图3所示。

智能网关包括：第二无线射频单元、第二数据处理单元、第二电能转换单元、4G传输单元和异常报警指示单元；其中，第二无线射频单元与第一无线射频单元和第二数据处理单元双向连接；第二数据处理单元进一步与4G传输对单元、第二电能转换单元和异常报警指示单元双向连接。

本实用新型实施例的环保用电设施分表计电装置，工作原理如下：本实用新型由多个监测终端和一个智能网关组成，监测终端由电量监测单元、电量计算单元、电能转换单元、数据处理单元、无线射频单元、显示单元等组成，智能网关由无线射频单元、4G传输单元、数据处理单元、异常报警指示单元、电能转换单元等组成。

监测终端工作流程为电量监测单元进行电量信息(电压、电流)采集，并将采集到的电量信息传输给电量计算单元，同时将采集到的市电电压提供给电能转换单元即监测终端电源模块，电能转换单元为各单元和模块进行供电。电量计算单元根据电量采集单元的电压和电流信号及其相位关系计算出各相电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数以及总有功功率、总无功功率、正向总电能等参数并将这些参数传输给数据处理单元。数据处理单元将收到的数据以相应的方式显示在显示单元，同时将数据依据指定的协议和格式转换为数字信号通过无线射频单元发送给智能网关。

智能网关的工作流程为无线射频单元将接收到的监测终端发来的电量相关数据传送至数据处理单元，数据处理单元对数据进行分析，依据电压、电流、功率等信息的变化情况，如电流突变、电压突变、功率异常、各相电压和电流异常等情况，分析被监测点位的运行状态，如设备启停、互感器异常打开，设备负荷情况等。并根据预先设定的工业企业产污设施和污染物治理设施的对应关系，判断产污设施开启时是否开启了污染物治理设施。在监测到异常数据发生时通过异常报警指示单元进行现场报警提示。数据处理单元将接收到的电量相关数据和监测到的相关报警数据依据指定的协议和格式转换为数字信号通过4G传输单元发送给相关主管部门的管理平台。电能转换单元为各模块或单元进行供电。

监测终端的数据处理单元还能将无线射频单元收到的数据进行分析判断，如果接收到的数据需要转发，数据处理单元将数据进行相应处理后通过无线射频单元进行转发，实现数据中继的功能，提高系统组网的覆盖能力。

本实用新型通过采用具有无线数据传输功能的物联网电表，对监测点位的各相电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数以及总有功功率、总无功功率、正向总电能等参数进行采集后通过无线组网的方式传送至环保数据智能网关，环保数据智能网关对数据进行汇总、编码后通过4G网络传送至环保分表计电监管平台，通过对排污企业的总用电量以及产生污染物的生产设备、污染物治理设备、污染物排放设备等重要环节的用电监测和数据分析，实现对排污企业的生产情况、污染物治理情况和污染物排放情况的动态监管。

本实用新型的各监测点位之间通过无线方式进行数据传输，数据稳定可靠，传输距离可达1000米，互感器采用开口设计，可选择穿刺取电，无需停产，无需断电，安装快速，不影响生产。环保数据智能网关可以本地配置也可以通过平台进行远程配置，支持多中心传输，可以采集互感器被打开、设备异常破坏、用电设备启停、电表停上电机箱门状态等。环保数据智能网关可同时支持10个点位的数据采集传输，无线数据有效传输距离可达1000米，是专为环保设施分表计电监测设计的一种物联网无线数据终端，利用公用4G/LTE网络为用户提供无线长距离数据传输功能。该产品采用高性能的工业级32位通信处理器和工业级无线模块，以嵌入式实时操作系统为软件支撑平台，提供RS232、RS485或TTL接口，方便与工控机、PLC等设备进行连接。具备LoRa无线通信功能，可以与LoRa终端实时进行数据交互。标准配置可搭载10个LoRa无线终端，还可根据需要进行扩展。支持HJ/T-212协议，污染源代码和参数可灵活配置，可以方便与各环保监测平台进行对接。支持本地和远程参数配置和固件升级。

环保用电设施分表计电系统(即:工业企业治污设施分表计电、环保设施运行状态在线监控系统(分表计电))主要用于对工业企业污染防治全过程监管，对企业污染处理设施运行情况进行精准管理。环保分表计电是智慧环保全新监管手段，分表计电系统能够实现省、市、县三级企业电量数据共享，对企业污染处理水平全过程监控、精细化管理，可以为大气污染防治工作提供强有力科技支撑和数据支撑。从而有效杜绝企业偷排偷产、治污设备不使用、治污设备不按规定使用等问题，实现对生产企业生产过程和治污过程的在线监控，提高环境监管能力，从根源上对污染物产生、治理、排放进行监管。

环保用电设施分表计电系统依托的物联网电力传感技术，实时采集企业生产设备用电数据、环保治理设备用电数据、污染物排放设备用电数据，通过无线传感网络和运营商4G网络将企业产污设备、治污设备、排污设备等与污染物排放有关的重要环节的用电情况采集、汇总后传输至环保用电管理平台。平台通过关联分析、超限分析、停电分析、停限产分析，及时发现环保治理设备未开启、异常关闭及减速、空转、降频等异常情况，同时通过数据分析还可以实时监控限产和停产整治企业运行状态。

对环保相关用电设施安装分表计电系统可以提升环境监管水平、推进重点工业企业精细化、精准化的环保治理。通过精准化设计分表计电点位，精细化设计平台接入参数，为错峰生产、重污染天气应急督导把控企业生产状态、把控企业治污设施运行状况和运行质量提供支撑，解决监管人员少、监管任务重的矛盾。

根据本实用新型实施例的环保用电设施分表计电装置，除具有互感器被打开、设备异常破坏、用电设备启停、电表停上电等状态监测和异常报警功能外，每个监测终端都可以具备数据中继功能，在某一终端与网关无线通信信号弱时，可以选取其中一个终端作为中继器来进行无线信号的中继，大大提高了系统的组网范围和稳定性。本实用新型具有以下特点：

各监测之间采用无线数据传输，数据稳定可靠；互感器采用开口穿刺设计，无需停产，无需断电；安装快速，不影响生产；支持采集停上电状态；支持采集被监测设备状态；支持监测机箱门状态；支持多中心数据传输；支持远程配置；支持云端固件升级；电源接口内置反相保护和过压保护。

本实用新型不仅实现了传统的电量信息的监测，还可以在无联网或无平台响应的情况下对产生污染物排放的工业企业的污染物治理设施的正常运行起到监测的作用，及时发现污染物治理设施的电流突变、电压突变、功率突变、设备启停、以及未正常开启等问题，并根据工业企业产污设施的用电情况进行相应的报警指示并及时将报警信息传输至相关主管部门管理平台，督促污染型工业企业正确及时的使用污染物治理设施，从源头上减少工业企业污染物的排放。

1.在设备端根据排污型工业企业的产污设施用电数据和污染物治理设施用电数据的比对分析，及时发现污染物治理设施未正常开启或设备异常。

2.根据数据分析结果在设备端及时发出报警指示，避免了网络异常导致报警信息无法及时收到的问题。

3.设备在未联网时和联网时都能进行数据的分析和报警提示。

4.监测终端作为监测设备的同时又可以作为中继设备进行数据转发，扩大系统组网能力。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (3)

1.一种环保用电设施分表计电装置，其特征在于，包括：多个监测终端和一个智能网关，每个所述监测终端与所述智能网关无线连接，其中，

每个所述监测终端包括：第一电能转换单元、电量检测单元、电量计算单元、第一数据处理单元、第一无线射频单元和显示单元；其中，所述第一电能转换单元与所述电量检测单元双向连接，所述第一电能转换单元的输出端与所述电量计算单元的输入端和所述第一无线射频单元的输入端连接，所述电量检测单元的输出端与所述电量计算单元的输入端连接，所述电量计算单元的输出端与所述第一数据处理单元的输入端连接，所述第一数据处理单元的输出端与所述第一无线射频单元的输入端和所述显示单元的输入端连接；

所述智能网关包括：第二无线射频单元、第二数据处理单元、第二电能转换单元、4G传输单元和异常报警指示单元；其中，所述第二无线射频单元与所述第一无线射频单元和所述第二数据处理单元双向连接；所述第二数据处理单元进一步与所述4G传输对单元、所述第二电能转换单元和所述异常报警指示单元双向连接。

2.如权利要求1所述的环保用电设施分表计电装置，其特征在于，所述显示单元采用LCD显示屏和显示控制电路。

3.如权利要求1所述的环保用电设施分表计电装置，其特征在于，所述电量检测单元包括：共模电感、RS485芯片、多组二极管、多组光耦。

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