CN218734714U - 一种天然气智能抄表设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种天然气智能抄表设备，涉及智能抄表技术领域。包括：部署在天然气分配站的第一无线传输模块，与多个天然气流量计连接。第二无线传输模块与第一无线传输模块连接。处理设备与第二无线传输模块连接。第一无线传输模块用于将多个天然气流量计采集的天然气数据传输至第二无线传输模块，再将天然气数据发送至处理设备，处理设备用于对天然气数据进行相应处理。本申请可以实现在易燃易爆的天然气站，将天然气数据远程直接通过接收天然气流量计采集的天然气数据，对天然气数据进行记录处理，不需要特定的抄表设备，即可完成对天然气分配站中天然气用量的抄表，简化了工业上天然气抄表的设备。

Description

一种天然气智能抄表设备

技术领域

本申请涉及抄表系统领域，特别涉及一种天然气智能抄表装置以及系统。

背景技术

随着工业能源的发展，天然气已经成为重要的燃料，如浮法玻璃生产线，其主要燃料由天然气提供，而天然气用量等数据的监测对于工业生产有非常重要的作用。目前，对于天然气在工业领域的应用，远程抄表已成为智能天然气网系统中的重要部分。

现有技术中，天然气远程抄表系统对天然气用量的监测，需要借助发讯器、集中器、手抄器等，这使得天然气远程抄表系统结构复杂，成本高昂，操作不便，而且天然气站所处环境复杂，易燃易爆，具有强电磁干扰，这对天然气智能抄表设备造成较大的干扰。

实用新型内容

本申请提供了一种天然气智能抄表设备，用以实现在易燃易爆的天然气站，将天然气数据远程传输至处理设备，完成天然气数据监测与处理。

所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种天然气智能抄表设备，所述天然气智能抄表设备包括：

部署在天然气分配站的第一无线传输模块，所述第一无线传输模块与所述天然气分配站里的多个天然气流量计连接，

第二无线传输模块，所述第一无线传输模块与所述第二无线传输模块无线连接，

处理设备，所述处理设备与所述第二无线传输模块连接；

所述第一无线传输模块用于将多个所述天然气流量计采集的天然气数据传输至所述第二无线传输模块，所述第二无线传输模块用于将所述天然气数据发送至所述处理设备，以实现将所述天然气数据从多个所述天然气流量计传输到所述处理设备，所述处理设备用于对所述天然气数据进行相应处理。

本申请通过部署在天然气分配站的天然气流量计，采集天然气数据，并通过部署在天然气分配站的第一无线传输模块和靠近处理设备部署的第二无线传输模块完成天然气数据的无线传输，最终将天然气数据传输到处理设备上。因此可以实现在易燃易爆的天然气站，将天然气数据远程传输至处理设备，完成天然气数据监测与处理。此外，本申请可以直接通过接收天然气流量计采集的天然气数据，对天然气数据进行记录处理，不需要特定的抄表设备，即可完成对天然气分配站中天然气用量的抄表，简化了工业上天然气抄表的设备，且处理设备还可以对天然气数据进行相应处理，增加了天然气智能抄表设备的功能，提高了在天然气流量控制方面的精准性，可以更好的达到节能减排，节约成本的目的。

可选的，所述处理设备包括第一处理设备和第二处理设备，所述第一处理设备和所述第二处理设备均与所述第二无线传输模块连接，各个所述天然气流量计与所述第一处理设备之间采用Modbus通信协议传输所述天然气数据，各个所述天然气流量计与所述第二处理设备之间采用Modbus通信协议传输所述天然气数据；

所述第一处理设备和所述第二处理设备用于通过所述第二无线传输模块交替接收所述第一无线传输模块传输的所述天然气数据。

可选的，在第一周期内的第一时间段内，所述第一处理设备用于接收所述天然气数据，在所述第一周期内，除所述第一时间段外的其他时间段，所述第一处理设备控制所述第二无线传输设备停止接收所述天然气数据；

在第二周期内的第二时间段内，所述第二处理设备用于接收所述天然气数据，在所述第二周期内，除所述第二时间段外的其他时间段，所述第二处理设备控制所述第二无线传输设备停止接收所述天然气数据。

可选的，所述处理设备还用于对所述天然气数据进行校验，

在所述天然气数据校验正常的情况下，所述处理设备用于保留所述天然气数据，

在所述天然气数据校验不正常的情况下，所述处理设备舍弃所述天然气数据。

可选的，所述第二无线传输模块包括无线数传电台和无线转换器，所述无线数传电台至少接收来自所述第一无线传输模块的所述天然气数据；

所述无线数传电台连接所述无线转换器，所述无线转换器连接处理设备。

可选的，所述第一无线传输模块包括多个无线数传电台，

其中，多个所述无线数传电台与多个所述天然气流量计一一对应，每个所述无线数传电台连接一个所述天然气流量计。

可选的，所述第一无线传输模块还包括至少一个数据集线器，

在多个所述天然气流量计中的N个所述天然气流量计对应一个所述无线数传电台的情况下，N个所述天然气流量计通过一个所述数据集线器与一个所述无线数传电台连接，N大于或等于2。

可选的，所述设备包括显示装置，所述显示装置连接所述处理设备，

所述处理设备用于根据所述天然气数据在所述显示装置上显示天然气总流量、天然气瞬时流量、温度以及压力中的至少一个。

可选的，所述处理设备还用于根据所述天然气数据计算每个班次的天然气用量，以及利用所述显示装置显示所述每个班次的天然气用量。

可选的，所述处理设备还用于根据所述天然气数据生成包括每小时每个所述天然气流量计采集到的天然气的累计流量的文件。

第二方面，提供了一种天然气智能抄表系统，所述系统包括上述天然气智能抄表设备，应用于浮法玻璃生产线的天然气分配站。

可以理解的是，上述第二方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种天然气智能抄表设备的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种天然气智能抄表设备的具体结构图；

图3是本申请实施例提供的一种包含两个处理设备的天然气智能抄表设备结构示意图；

图4是本申请实施例提供的一种包含多个无线传输电台的天然气抄表设备示意图；

图5是本申请实施例提供的一种包含数据集线器的天然气智能抄表设备结构示意图；

图6是本申请实施例提供的一种流量计传感器实时数据界面示意图；

图7是本申请实施例提供的一种智能抄表界面示意图；

图8是本申请实施例提供的一种班组用气量界面示意图；

图9是本申请实施例提供的一种天然气智能抄表设备流程图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

应当理解的是，本申请提及的“多个”是指两个或两个以上。在本申请的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，比如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，比如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，为了便于清楚描述本申请的技术方案，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。

在对本申请实施例进行详细地解释说明之前，先对本申请实施例的应用场景予以说明。

目前，在天然气分配站进行天然气用量等数据的统计需要用到专用的抄表设备，或者需要用到发讯器、集中器以及手抄器硬件等来完成抄表。而且由于天然气分配站环境复杂，对许多电子设备具有干扰性，再加上天然气分配站易燃易爆，使抄表系统变的不稳定。现有技术中，对于天然气分配站的抄表系统功能也相对单一。

为此，需要一种结构简单的天然气智能抄表设备，来应用在易燃易爆的天然气分配站，实现对天然气的抄表记录以及数据处理。

下面对本申请实施例提供的一种天然气智能抄表设备进行详细地解释说明。

图1提供了一种天然气智能抄表设备，该设备包括：部署在天然气分配站的第一无线传输模块101，第一无线传输模块101用于连接天然气分配站里的多个天然气流量计104。第二无线传输模块102，第一无线传输模块101与第二无线传输模块102无线连接。处理设备103，处理设备103与第二无线传输模块102连接。第一无线传输模块101用于将多个天然气流量计104采集的天然气数据传输至第二无线传输模块102，第二无线传输模块102用于将天然气数据传输至处理设备103，以实现将天然气数据从多个天然气流量计104传输到处理设备103，处理设备103用于对天然气数据进行相应处理。

其中，天然气流量计104采集的天然气数据包括天然气总流量、天然气瞬时流量、天然气温度以及压力等，在此处不做限定。本申请实施例中第一无线传输模块101最多可以支持同时采集64个天然气流量计的数据，换言之第一无线传输模块101最多可连接64个天然气流量计。

可以理解的是，处理设备通常部署在远离天然气分配站的场所，比如部署在浮法玻璃生产线上，浮法玻璃生产线的燃料由距离较远的天然气分配站提供，即在生产线处便可以通过处理设备完成天然气数据的处理。

本申请通过部署在天然气分配站的天然气流量计104，采集天然气数据，并通过部署在天然气分配站的第一无线传输模块101和靠近处理设备部署的第二无线传输模块102完成天然气数据的无线传输，最终将天然气数据传输到处理设备103上。因此可以实现在易燃易爆的天然气站，将天然气数据远程传输至处理设备，完成天然气数据监测与处理。此外，本申请可以直接通过接收天然气流量计104采集的天然气数据，对天然气数据进行记录处理，不需要特定的抄表设备，即可完成对天然气分配站中天然气用量的抄表，简化了工业上天然气抄表的设备，且处理设备103还可以对天然气数据进行相应处理，增加了天然气智能抄表设备的功能，提高了在天然气流量控制方面的精准性，可以更好的达到节能减排，节约成本的目的。

在本申请的一个实施例中，第二无线传输模块102包括无线数传电台1021和无线转换器1022。其中，该无线转换器支持远程数据通信。比如，无线转换器1022为RS485-RS232转换器。无线数传电台1021通过无线转换器1022与处理设备103连接。无线数传电台1021用于与第一无线传输模块101通信以获取第一无线传输模块101传输的各个天然气流量计104采集到的天然气数据。

其中，RS485-RS232转换器是指具有RS232/RS485接口类型的无线转换器，其中，RS232接口用于连接处理设备103。RS485接口用于连接无线数传电台1021。

其中，天然气数据的传输采用Modbus通信协议，即天然气流量计采集的天然气数据直接通过无线传输电台传输，在转换通讯格式后直接由处理设备处理。而Modbus通信协议为主从通讯方式，即同一时刻只能有一个处理设备可以接收天然气数据。

作为一种示例，以处理设备103为第一处理设备1031为例，如图2所示，天然气分配站部署多个天然气流量计104，多个天然气流量计104均连接第一无线传输模块101，第一无线传输模块101通过无线连接与无线数传电台1021连接，无线数传电台1021连接RS485-RS232转换器1022，RS485-RS232转换器1022连接第一处理设备1031。各个天然气流量计104将采集的天然气数据传输至第一无线传输模块101，通过无线通信，无线数传电台1021接收到天然气数据，再经过RS485-RS232转换器1022将天然气数据转换成第一处理设备1031可以处理的格式发送至第一处理设备1031。

在本申请的一个实施例中，处理设备103也可以是多个，比如，处理设备103包括第一处理设备1031和第二处理设备1032，第一处理设备1031和第二处理设备1032均与第二无线传输模块102连接。第一处理设备1031和第二处理设备1032用于通过第二无线传输模块102交替接收第一无线传输模块101传输的天然气数据。

作为一种示例，如图3所示，天然气分配站部署了多个天然气流量计104，多个天然气流量计104均连接第一无线传输模块101，第二无线传输模块102包括两个无线数传电台1021，一个无线数传电台1021通过一个RS485-RS232转换器1022连接第一处理设备1031，另一个无线数传电台1021连接另一个RS485-RS232转换器1022连接第二处理设备1032。其中，第一处理设备1031用于通过所对应的无线数传电台1021从第一无线传输模块101处获取各个天然气流量计104采集到的天然气数据。第二处理设备1032用于通过所对应的无线数传电台1021从第一无线传输模块101处获取各个天然气流量计104采集到的天然气数据。

可以理解的是，图3中以处理设备包括第一处理设备1031和第二处理设备1032时，第二无线传输模块102包括2个无线数传电台1021为例，在实际过程中，第二无线传输模块102也可以包括一个无线数传电台1021，该无线数传电台1021通过2个无线转换器1022与第一处理设备1031和第二处理设备1032一一通信连接。

在本申请的一个实施例中，在第一周期内的第一时间段内，第一处理设备1031用于接收天然气数据，在第一周期内，除第一时间段外的其他时间段，第一处理设备1031控制多个天然气流量计104关闭。在第二周期内的第二时间段内，第二处理设备1032用于接收天然气数据，在所述第二周期内，除第二时间段外的其他时间段，第二处理设备1032用于控制多个天然气流量计104关闭。

可选的，第一周期和第二周期不同。

作为一种示例，第一处理设备1031在第1～第5秒(第一周期，即5秒)内，用400毫秒(第一时间段)的时间通过第一无线传输模块101和第二无线传输模块102从多个天然气流量计处读取各个天然气流量计104的天然气数据，然后第一处理设备1031通过相关软件停止读取天然气数据。随后，第二处理设备1032在第6秒～第11秒(第二周期，即5秒)内，用500毫秒(第二时间段)完成读取天然气流量计104的天然气数据，然后第二处理设备1032通过相关软件停止读取天然气数据。其中，第二周期也可以与第一周期相等，第一时间段也可以与第二时间段相等，在此处不做限定。

值得说明的是，第一处理设备1031由于在5秒(第一周期)内，只用了400毫秒完成天然气数据采集，在采集完成后便停止采集天然气数据，可以理解的是，此时第一处理设备1031断开了与通信网络的连接，基于Modbus通信协议，断开连接就保证了同一时刻只有一个处理设备进行通信，这样就防止了多个处理设备接收天然气数据造成的对网络上传输的天然气数据造成的干扰。

在本申请的一个实施例中，处理设备103还用于对天然气数据进行校验。在天然气数据校验正确的情况下，处理设备103用于保留天然气数据。在天然气数据校验不正确的情况下，处理设备103舍弃天然气数据。

作为一种示例，以处理设备103包括第一处理设备1031和第二处理设备1032为例，第一处理设备1031与第二处理设备1032均须采用Modbus通信协议中的循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check，CRC)。如果天然气数据校验正常，则采用该天然气数据，如果天然气数据校验不正常，则舍弃该天然气数据，等待采集到正确的天然气数据。

在本申请的一个实施例中，第一无线传输模块101包括多个无线数传电台1011。其中，多个无线数传电台1011与多个天然气流量计104一一对应，每个无线数传电台1011连接一个天然气流量计104。

在本申请的一个实施例中，无线数传电台采用无线防爆数传电台，无线防爆数传电台支持远距离无线数据传输。比如，无线传输距离为3km。且无线防爆数传电台提供16个信道，可以满足多种通信组合方式的需求，比如1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps以及38400bps等多种通信波特率。无线防爆数传电台的空中速率大于串口速率时可连续传输无限大的数据，空中速率小于或等于串口速率时，一帧可传输512字节的数据。无线防爆数传电台还可以自动完成如空中收/发转换、网络连接、控制等操作。

作为一种示例，如图4所示，天然气分配站部署四个天然气流量计104，第一无线传输模块101包括四个无线数传电台1011，每个无线数传电台1011连接一个天然气流量计104。四个无线数传电台1011将分别接收到的天然气数据发送至第二无线传输模块102，以处理设备103为第一处理设备1031为例，第二无线传输模块102包括一个无线数传电台1021和一个RS485-232转换器1022，无线数传电台1021接收第一无线传输模块101中的四个无线数传电台1011发送的天然气数据，并传输至RS485-232转换器1022，进行转换后将天然气数据传输至第一处理设备1031。

在本申请的一个实施例中，第一无线传输模块101还包括至少一个数据集线器1012。在多个天然气流量计104中的N个天然气流量计104对应一个无线数传电台1011的情况下，N个天然气流量计104通过一个数据集线器1012与一个无线数传电台1011连接，N大于或等于2。

值得说明的是，本申请实施例中的天然气流量计104具有第一通信接口，该第一通信接口用于连接第一无线传输模块101中的无线数传电台1011，比如该第一接口可以为RS485通信接口，包括同相输出端和反相输出端，分别连接无线数传电台1011的同相输入端和反相输入端。或者该第一通信接口用于连接数据集线器1012，比如第一通信接口为RS485通信接口，数据集线器包括8个数据输入端，分别接收4个天然气流量计的RS485通信接口，即4个同相输出端和4个反相输出端。数据集线器1022还包括两个输出端，用于连接无线数传电台1011的同相输入端和反相输入端。

作为一种示例，如图5所示，天然气分配站部署八个天然气流量计104，第一无线传输模块101包括两个数据集线器1012，两个无线数传电台1011。每四个天然气流量计104连接一个数据集线器1012，数据集线器1012连接无线数传电台1011。两个无线数传电台1011将分别接收到的天然气数据发送至第二无线传输模块102，以处理设备103为第一处理设备1031和第二处理设备1032为例，第二传输模块包括两个无线数传电台1021，每个无线数传电台1021都接收第一无线传输模块101中的两个无线数传电台1011发送的天然气数据。

在本申请的一个实施例中，该设备还可以包括显示装置，显示装置连接处理设备103。处理设备103用于根据天然气数据在显示装置上显示天然气总流量、天然气瞬时流量、温度以及压力中的至少一个。

作为一种示例，显示装置显示如图6所示的界面，该界面为天然气流量计104传感器实时数据，其中包括总管累计流量、标况瞬时流量、压力以及温度。

作为另一种示例，显示装置显示如图7所示的抄表数据，可以显示当天抄表数据，也可以显示昨天抄表数据，具体的，还可以显示出每一天中固定时间点的抄表数据，比如，在当天0：00时的数据。

在本申请的一个实施例中，处理设备103还用于根据天然气数据计算每个班次的天然气用量，以及利用显示装置显示每个班次的天然气用量。

作为一种示例，处理设备103通过相关软件，根据采集到的天然气数据，计算出每班次的用气量，如图8所示，包括夜班用量、白班用量以及中班用量。

在本申请的一个实施例中，处理设备103还用于根据天然气数据生成包括每小时每个所述天然气流量计104采集到的天然气的累计流量的文件。处理设备103还可以将文件以表格的形式导出，还可以根据文件中数据生成曲线，并通过曲线分析每小时的用气情况。比如，可以通过昨天与今天的用气量比对分析，这样更便于节能降碳工作的开展。

在本申请的一个可能的实现方式中，如图9为天然气智能抄表设备的实现流程。天然气分配站部署的天然气流量计104采集天然气数据，比如总流量、瞬时流量、温度以及压力，通过无线传输，传输至处理设备103的接口。处理设备103中的软件将天然气数据转换成具体数据，比如在0：00时的瞬时流量。处理设备103再通过显示装置显示出具体数据。处理设备103的软件可以按一定的时间记录，生成多种形式的数据文件，如智能抄表、每小时累计用气曲线图、EXCEL表格等，其中智能抄表还可以显示当天抄表和昨天抄表。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种天然气智能抄表设备，其特征在于，所述天然气智能抄表设备包括：

部署在天然气分配站的第一无线传输模块，所述第一无线传输模块与所述天然气分配站里的多个天然气流量计连接，

第二无线传输模块，所述第一无线传输模块与所述第二无线传输模块无线连接，

处理设备，所述处理设备与所述第二无线传输模块连接；

所述第一无线传输模块用于将多个所述天然气流量计采集的天然气数据传输至所述第二无线传输模块，所述第二无线传输模块用于将所述天然气数据发送至所述处理设备，以实现将所述天然气数据从多个所述天然气流量计传输到所述处理设备，所述处理设备用于对所述天然气数据进行相应处理。

2.根据权利要求1所述的天然气智能抄表设备，其特征在于，所述处理设备包括第一处理设备和第二处理设备，所述第一处理设备和所述第二处理设备均与所述第二无线传输模块连接，各个所述天然气流量计与所述第一处理设备之间采用Modbus通信协议传输所述天然气数据，各个所述天然气流量计与所述第二处理设备之间采用Modbus通信协议传输所述天然气数据；

所述第一处理设备和所述第二处理设备用于通过所述第二无线传输模块交替接收所述第一无线传输模块传输的所述天然气数据。

3.根据权利要求2所述的天然气智能抄表设备，其特征在于，包括：

在第一周期内的第一时间段内，所述第一处理设备用于接收所述天然气数据，在所述第一周期内，除所述第一时间段外的其他时间段，所述第一处理设备控制所述第二无线传输设备停止接收所述天然气数据；

在第二周期内的第二时间段内，所述第二处理设备用于接收所述天然气数据，在所述第二周期内，除所述第二时间段外的其他时间段，所述第二处理设备控制所述第二无线传输设备停止接收所述天然气数据。

4.根据权利要求1所述的天然气智能抄表设备，其特征在于，所述处理设备还用于对所述天然气数据进行校验，

在所述天然气数据校验正常的情况下，所述处理设备用于保留所述天然气数据，

在所述天然气数据校验不正常的情况下，所述处理设备舍弃所述天然气数据。

5.根据权利要求1～4任一项所述的天然气智能抄表设备，其特征在于，所述第二无线传输模块包括无线数传电台和无线转换器，所述无线数传电台至少接收来自所述第一无线传输模块的所述天然气数据；

所述无线数传电台连接所述无线转换器，所述无线转换器连接处理设备。

6.根据权利要求1～4任一项所述的天然气智能抄表设备，其特征在于，所述第一无线传输模块包括多个无线数传电台，

其中，多个所述无线数传电台与多个所述天然气流量计一一对应，每个所述无线数传电台连接一个所述天然气流量计。

7.根据权利要求6所述的天然气智能抄表设备，其特征在于，所述第一无线传输模块还包括至少一个数据集线器，

在多个所述天然气流量计中的N个所述天然气流量计对应一个所述无线数传电台的情况下，N个所述天然气流量计通过一个所述数据集线器与一个所述无线数传电台连接，N大于或等于2。

8.根据权利要求1～4任一项所述的天然气智能抄表设备，其特征在于，所述设备包括显示装置，所述显示装置连接所述处理设备，

所述处理设备用于根据所述天然气数据在所述显示装置上显示天然气总流量、天然气瞬时流量、温度以及压力中的至少一个。

9.根据权利要求8所述的天然气智能抄表设备，其特征在于，所述处理设备还用于根据所述天然气数据计算每个班次的天然气用量，以及利用所述显示装置显示所述每个班次的天然气用量。

10.根据权利要求1～4任一项所述的天然气智能抄表设备，其特征在于，所述处理设备还用于根据所述天然气数据生成包括每小时每个所述天然气流量计采集到的天然气的累计流量的文件。

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