EA019062B1

EA019062B1 - Система учета энергоресурсов

Info

Publication number: EA019062B1
Application number: EA200901010A
Authority: EA
Inventors: Сергей Александрович Шермаков; Игорь Валерьевич Бобров
Original assignee: Сергей Александрович Шермаков; Игорь Валерьевич Бобров
Priority date: 2009-06-04
Filing date: 2009-06-04
Publication date: 2013-12-30
Also published as: EA200901010A1

Abstract

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к системе учета энергоресурсов, таких как электрическая энергия, вода, газ и т.п., на базе данных, полученных от удаленных устройств измерения расхода энергоресурсов, и может быть использовано при организации систем учета энергоресурсов как в промышленности, в частности энергетике, так и в коммунальном хозяйстве. Предложена система учета энергоресурсов, включающая множество территориально распределенных электронных приборов учета энергоресурсов, каждый из которых содержит узел измерения и обработки информации о расходе энергоресурсов и оптический порт, связанный оптическим каналом связи с соответствующим коллективным оптическим портом, выход которого связан с входом соответствующего коллективного формирователя интерфейсных сигналов с формированием преобразователя интерфейсов, выполненного в виде отдельного удаленного блока, выход которого связан с удаленным терминалом сбора и обработки информации о расходе энергоресурсов. Предложенная система учета энергоносителей обеспечивает возможность учета энергоносителей в автоматическом или автоматизированном режиме, имеет повышенную ремонтопригодность и более низкую стоимость и обеспечивает возможность модернизации системы учета энергоресурсов без необходимости демонтажа приборов учета энергоресурсов.

Description

(57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к системе учета энергоресурсов, таких как электрическая энергия, вода, газ и т.п., на базе данных, полученных от удаленных устройств измерения расхода энергоресурсов, и может быть использовано при организации систем учета энергоресурсов как в промышленности, в частности энергетике, так и в коммунальном хозяйстве. Предложена система учета энергоресурсов, включающая множество территориально распределенных электронных приборов учета энергоресурсов, каждый из которых содержит узел измерения и обработки информации о расходе энергоресурсов и оптический порт, связанный оптическим каналом связи с соответствующим коллективным оптическим портом, выход которого связан с входом соответствующего коллективного формирователя интерфейсных сигналов с формированием преобразователя интерфейсов, выполненного в виде отдельного удаленного блока, выход которого связан с удаленным терминалом сбора и обработки информации о расходе энергоресурсов. Предложенная система учета энергоносителей обеспечивает возможность учета энергоносителей в автоматическом или автоматизированном режиме, имеет повышенную ремонтопригодность и более низкую стоимость и обеспечивает возможность модернизации системы учета энергоресурсов без необходимости демонтажа приборов учета энергоресурсов.

019062 Β1

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к системе учета энергоресурсов, таких как электрическая энергия, вода, газ и т.п., на базе данных, полученных от удаленных устройств измерения расхода энергоресурсов, и может быть использовано при организации систем учета энергоресурсов как в промышленности, в частности энергетике, так и в коммунальном хозяйстве.

Традиционно, для целей оплаты показатели счетчиков энергоресурсов учитывают сами потребители энергоресурсов, а периодический контроль проводят сотрудники организаций, осуществляющих продажу потребителям этих энергоресурсов. Такой процесс достаточно трудоемок и малоэффективен. Вопервых, каждому потребителю необходимо по меньшей мере ежемесячно визуально снимать текущие численные показания счетчика, производить расчет расхода по отношению к предыдущему показанию (т.е. необходимо вести постоянный учет), уточнять действующие тарифы, заполнять платежные документы, производить оплату в банковских учреждениях и т.д. Во-вторых, организациям, осуществляющим продажу энергоресурсов, учитывая большое количество потребителей, распределенных по большим территориям, необходимо содержать достаточно большой штат сотрудников, контролирующих правильность учета и оплаты потребителями энергоресурсов. В связи с этим во всем мире стремятся максимально автоматизировать процессы учета энергоресурсов. Для этих целей создаются электронные приборы учета энергоресурсов, обеспечивающие возможность преобразования данных о расходе энергоресурса в форму, обеспечивающую возможность их передачи по определенным каналам передачи данных (проводным или беспроводным) на удаленный терминал сбора и обработки информации о расходе энергоресурсов.

Известны различные системы учета энергоносителей с системами передачи данных о расходе энергоресурсов с территориально распределенных электронных приборов учета энергоресурсов на удаленный терминал сбора и обработки информации о расходе энергоресурсов, в которых в качестве каналов передачи данных используются электрические сети, радиолинии, оптоволоконные линии связи и т.д. [13]. При этом в настоящее время в подобных системах в качестве каналов передачи данных достаточно активно используются волоконно-оптические линии связи (как имеющие наиболее широкую полосу пропускания сигнала и как наиболее устойчивые к внешним, в том числе электромагнитным, воздействиям и, как следствие, передающие данные с максимально высокой скоростью и достоверностью), а современные электронные приборы учета энергоресурсов снабжаются оптическим портом.

Так, в частности, известно устройство для снятия показания счетчика энергоносителя, содержащее волоконно-оптическую линию передачи данных между счетчиком и блоком интерфейса счетчика, включающую пару оптических волокон [4]. В этой публикации говорится, свет от источника света из состава интерфейса счетчика по одному из двух волокон (каналов) через фокусирующую головку подается на вращающуюся круговую шкалу счетчика, и на приемнике-преобразователе из состава интерфейса счетчика регистрируется возвращенный через фокусирующую головку по второму волокну (каналу) пульсирующий отраженный от стрелки свет. Таким образом, обеспечивается возможность простого и экономичного считывания информации с множества счетчиков.

Известна также система учета энергоносителей АСКУЭ-Быт, состоящая из приборов учета энергоносителей, содержащих формирователь интерфейсных сигналов, причем выходы формирователей интерфейсных сигналов всех приборов учета энергоносителей объединены в единую интерфейсную сеть для группового информационного обмена [5]. В различных вариантах системы используются различные каналы передачи данных от приборов учета энергоносителей. В описываемой системе в то же время приборы учета энергоносителей не содержат дополнительных технических средств для локального сбора информации и параметризации на месте установки.

По совокупности существенных признаков в качестве прототипа может быть принят комплекс технических средств Энергомера ТУ 4222-026-46146329-99 [6], включающий множество территориально распределенных электронных приборов учета энергоресурсов, каждый из которых содержит узел измерения и обработки информации о расходе энергоресурсов, оптический порт и формирователь интерфейсных сигналов, входы которых связаны с выходом узла измерения и обработки информации о расходе энергоресурсов, а также удаленный терминал сбора и обработки информации о расходе энергоресурсов. В такой системе блоки формирователя интерфейсных сигналов входят в состав каждого электронного прибора учета энергоресурса (расположены в одном общем корпусе прибора учета энергоресурса вместе с измерительным блоком и т.д., т.е. вместе с механической, электрической и т.п. частями прибора учета энергоресурсов). В то же время скорости развития технических решений в области механики и электричества значительно отстают от скоростей развития технических решений в области средств передачи данных, и, таким образом, формирователи интерфейсных сигналов требуют постоянной модернизации или замены по мере развития средств интерфейсного обмена. Кроме того, формирователи интерфейсных сигналов являются наименее защищенной от внешних воздействий частью приборов учета энергоресурсов, а также имеют существенную стоимость по сравнению с механической и/или электрической частью приборов. При этом в случае неисправности формирователя интерфейсных сигналов, как правило, замене подлежит весь прибор учета энергоресурсов. В том случае, если прибор все же подлежит ремонту в части формирователя интерфейсных сигналов, требуется проведение повторной поверки механической и/или электрической частей прибора учета и пломбирование всего прибора в целом уполно

- 1 019062 моченными организациями. Следует также учесть, что большинство в уже существующем фонде приборов учета энергоресурсов составляют приборы старой конструкции, не содержащие в своем составе формирователей интерфейсных сигналов. Все это делает экономически невыгодным, а иногда и технически невозможным создание территориальных автоматических или автоматизированных систем учета энергоносителей с использованием известных из уровня техники способов и технических средств.

Таким образом, задачей изобретения является создание современной системы учета энергоносителей, которая обеспечивала бы возможность учета энергоносителей в автоматическом или автоматизированном режиме. Система должна иметь повышенную ремонтопригодность и более низкую стоимость и обеспечивать возможность модернизации системы учета энергоресурсов без необходимости демонтажа приборов учета энергоресурсов.

Поставленная задача решается заявляемой системой учета энергоресурсов, включающей множество территориально распределенных электронных приборов учета энергоресурсов, каждый из которых содержит узел измерения и обработки информации о расходе энергоресурсов, оптический порт и формирователь интерфейсных сигналов, входы которых связаны с выходом узла измерения и обработки информации о расходе энергоресурсов, а также удаленный терминал сбора и обработки информации о расходе энергоресурсов. Поставленная задача решается, в частности, за счет того, что система дополнительно содержит по меньшей мере один коллективный оптический порт, связанный оптическим каналом связи с оптическим портом каждого по меньшей мере из двух приборов учета энергоресурсов посредством системы световодов, выход которого связан с входом соответствующего формирователя интерфейсных сигналов, выполненного в виде коллективного формирователя интерфейсных сигналов, при этом коллективный оптический порт объединен с коллективным формирователем интерфейсных сигналов с формированием преобразователя интерфейсов, выполненного в виде отдельного удаленного блока, выход которого связан с удаленным терминалом сбора и обработки информации о расходе энергоресурсов. Таким образом, с учетом конфигурации заявляемой системы, в частности с учетом того, что формирователь интерфейсных сигналов выполнен в виде коллективного преобразователя интерфейсных сигналов для ряда электронных приборов учета энергоресурсов в составе отдельного блока преобразователя интерфейсов, простым, оригинальным и экономичным образом удается решить проблему ремонтопригодности и модернизации системы в целом. Так, в случае необходимости ремонта, модернизации или замены формирователя интерфейсных сигналов все распределенные электронные приборы учета энергоресурсов остаются в неизменном виде, а ремонту, модернизации или замене подлежит только один блок преобразователь интерфейсов. В то же время предложенная конфигурация значительно снижает стоимость создания таких систем учета энергоносителей в жилом фонде и на предприятиях, оснащенных приборами учета энергоносителей устаревшей конструкции. В этом случае необходимо лишь заменить устаревшие приборы учета энергоносителей на современные, оснащенные оптическим портом, установить преобразователь интерфейсов с коллективным формирователем интерфейсных сигналов и связать территориально распределенные приборы учета энергоносителей системой световодов.

Заявляемая система упрощает также учет с помощью одного блока (преобразователя интерфейсов) различных видов энергоресурсов - электрической энергии, газа, воды, тепловой энергии на подогрев воды и отопление.

В различных предпочтительных формах реализации заявляемой системы учета энергоресурсов в качестве формирователя интерфейсных сигналов может содержать модем РЬС или модем локальной компьютерной сети.

В заявляемой системе учета энергоресурсов оптические порты и световоды системы световодов предпочтительно выполнены с возможностью функционирования в инфракрасном диапазоне.

По меньшей мере один преобразователь интерфейсов в системе, кроме формирователя интерфейсных сигналов и коллективного оптического порта, может дополнительно содержать средство отображения информации, в том числе информации о расходе энергоресурсов, а также органы управления отображением информации, в том числе информации о расходе энергоресурсов, получаемой от каждого прибора учета энергоресурсов по соответствующим оптическим каналам связи.

С учетом того, что заявляемая система учета энергоресурсов может функционировать в автоматическом или автоматизированном режиме и потребителю энергоресурсов нет необходимости осуществлять постоянный съем информации, для удешевления электронных приборов учета энергоресурсов они могут быть выполнены без средств отображения информации и/или органов управления. В этом случае, при необходимости, потребитель может получить информацию о расходе им того или иного вида энергоносителя, например, на преобразователе интерфейсов.

Кроме того, преобразователь интерфейсов в заявляемой системе учета энергоресурсов может дополнительно содержать схему накопления информации, в том числе информации о расходе энергоресурсов, получаемой от каждого прибора учета энергоресурсов по соответствующим оптическим каналам связи.

В заявляемой системе учета энергоресурсов приборы учета энергоресурсов могут также дополнительно содержать встроенные часы, при этом преобразователь интерфейсов дополнительно содержит схему синхронизации встроенных часов приборов учета энергоресурсов.

- 2 019062

Упомянутые выше и другие достоинства и преимущества заявляемой системы учета энергоресурсов будут рассмотрены ниже на примере одной из возможных предпочтительных, но не ограничивающих форм реализации со ссылкой на позиции чертежа, представляющего собой блок-схему системы в рассматриваемой частной форме реализации.

На чертеже на блок-схеме заявляемой системы изображены одно из множеств территориально распределенных электронных приборов 1!, 1₂, 1₃, ..., 1_к учета энергоресурсов. В состав каждого из электронных приборов 1₁, 1₂, 1₃, ..., 1_к учета энергоресурсов входит узел 2₁, 2₂, 2₃, ..., 2_к соответственно измерения и обработки и оптический порт 3₁, 3₂, 3₃, ..., 3_к соответственно. Электронные приборы 1!, 1₂, 1₃, ..., 1_к учета энергоресурсов в рамках рассматриваемой системы могут быть однотипными (приборы учета расхода электроэнергии, воды, газа и т.д.) и устанавливаться, например, по одному или более в каждой квартире. Электронные приборы 1₁, 1₂, 1₃, ..., 1_к учета энергоресурсов могут быть также предназначены для учета различных энергоресурсов. Основным требованием, предъявляемым к электронным приборам 11, 12, 13, ..., 1_к учета энергоресурсов в рамках заявляемой системы является наличие у них оптических портов. В системе для каждого определенного множества территориально распределенных электронных приборов

11, 1₂, 1₃, ..., 1_к учета энергоресурсов (например, для одного этажа или одного подъезда жилого дома) предусмотрен выполненный в виде отдельного удаленного блока преобразователь 4 интерфейсов. В состав преобразователя 4 интерфейсов входит коллективный оптический порт 3 и коллективный формирователь 5 интерфейсных сигналов. Коллективный оптический порт 3 преобразователя 4 интерфейсов связан оптическим каналом связи с оптическим портом 31, 32, 33, ..., 3к соответственно каждого прибора 1₁,

1₂, 1₃, ..., 1_к учета энергоресурсов посредством системы 6 световодов. Выход преобразователя 4 интерфейсов связан с удаленным терминалом 7 сбора и обработки информации о расходе энергоресурсов. В представленной форме реализации преобразователь 4 интерфейсов дополнительно содержит средство 8 отображения информации, в том числе информации о расходе энергоресурсов, а также органы 9 управления отображением информации, в том числе информации о расходе энергоресурсов, получаемой от каждого прибора 1₁, 1₂, 1₃, ..., 1_к учета энергоресурсов по соответствующим оптическим каналам связи системы 6 световодов.

Удаленный терминал 7 сбора и обработки информации о расходе энергоресурсов, как правило, связан с множеством территориально распределенных преобразователей 4 интерфейсов. Форма выполнения терминала 7 сбора и обработки информации о расходе энергоресурсов, его расположение, техническое и программное оснащения не являются существенными в рамках заявляемой системы и в связи с этим рассматриваться не будут.

Заявляемая система учета энергоресурсов работает следующим образом.

Информация о расходе энергоресурсов с узла 2₁, 2₂, 2₃, ..., 2_к измерения и обработки каждого из множества территориально распределенных электронных приборов соответственно 1₁, 1₂, 1₃, ..., 1_к учета энергоресурсов через оптический порт 31, 32, 33, ..., 3к соответствующего прибора по соответствующему оптическому каналу связи системы 6 световодов и через коллективный оптический порт 3 преобразователя 4 интерфейсов поступает на вход коллективного формирователя 5 интерфейсных сигналов. В заявляемой системе в качестве формирователя 5 интерфейсных сигналов может быть использован модем РЬС, модем локальной компьютерной сети или любое иное подходящее и известное специалистам в данной области устройство. После соответствующего преобразования информация о расходе энергоресурсов, полученная с каждого электронного прибора 1₁, 1₂, 1₃, ..., 1_к учета энергоресурсов, любым подходящим и доступным специалистам в данной области образом передается на вход удаленного терминала 7 сбора и обработки информации о расходе энергоресурсов. На удаленном терминале 7 сбора и обработки информации о расходе энергоресурсов информация обрабатывается по заданным алгоритмам и направляется на хранение в соответствующие базы данных. По результатам обработки информации производится, в частности, расчет стоимости расходованного за определенный период каждым потребителем определенного и/или каждого вида энергоресурса. Система может предусматривать информирование каждого потребителя в автоматическом режиме или по запросу о количестве и стоимости расходованных энергоносителей и рассылку платежных документов. Информация о потребленном количестве энергоресурса для каждого из электронных приборов 1!, 1₂, 1₃, ..., 1_к учета энергоресурсов может также отображаться на средстве 8 отображения информации преобразователя 4 интерфейсов, форма выполнения которого может быть выбрана любой подходящей и может предусматривать как одновременное отображение информации по каждому из приборов в постоянном режиме, например, в виде отдельных средств отображения, так и отображение информации по определенному прибору в режиме по требованию. В этом случае в преобразователе 4 интерфейсов предусмотрены соответствующие органы 9 управления отображением информации. Преобразователь 4 интерфейсов дополнительно может также содержать схему накопления информации, в том числе с возможностью ее отображения на средстве 8 отображения информации. При этом электронные приборы 1₁, 1₂, 1₃, ..., 1_к учета энергоресурсов могут содержать или могут не содержать средств отображения информации и/или органов управления. В качестве средств отображения информации и органов управления отображением информации могут быть использованы любые подходящие средства (предпочтительно дисплеи) и органы (кнопки, клавиши и т.д.), известные из электротехники и электроники.

- 3 019062

При возникновении неисправности в формирователе 4 интерфейсных сигналов или при необходимости его модернизации в заявляемой системе ремонту или замене подлежит только один отдельный блок - преобразователь 4 интерфейсов, что значительно упрощает и удешевляет ремонтные работы. Кроме того, поскольку один преобразователь 4 интерфейсов в заявляемой системе может обслуживать достаточно большое количество территориально распределенных электронных приборов 1!, 1₂, 1₃, ..., 1_к учета энергоресурсов, он может быть выполнен с возможностью выполнения более широкого спектра операций по сбору и обработке информации о потреблении энергоресурсов, причем это, практически, не приведет к удорожанию системы в целом, значительно повысив ее эффективность и универсальность.

Заявляемая система с высокой эффективностью может быть использована при модернизации систем учета энергоресурсов в жилом фонде и на предприятиях, оборудованных приборами учета энергоресурсов устаревшей конструкции, поскольку такие приборы могут быть заменены на недорогие современные приборы, снабженные оптическим портом, и нет необходимости в установке дорогостоящих приборов, каждый из которых снабжен дорогостоящими формирователями интерфейсных сигналов, которые, кроме прочего, имеют малый по сравнению с механической и/или электрической частью приборов учета энергоресурсов рабочий ресурс.

Описанная система исключает также необходимость визуального контроля показаний приборов учета энергоресурсов на месте их установки и, как следствие, необходимость расширения штата сотрудников организации(ий), осуществляющей(их) продажу энергоресурсов, в том числе энергоресурсов различных видов.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Система учета энергоресурсов, включающая множество территориально распределенных электронных приборов учета энергоресурсов, каждый из которых содержит узел измерения и обработки информации о расходе энергоресурсов, выход которого связан с входами оптического порта и формирователя интерфейсных сигналов, по меньшей мере одно коллективное устройство сбора и передачи данных для каждых по меньшей мере двух приборов учета энергоресурсов, вход которого связан с выходами формирователей интерфейсных сигналов соответствующих приборов учета энергоресурсов, а выход связан с удаленным терминалом сбора и обработки информации о расходе энергоресурсов, отличающаяся тем, что дополнительно содержит по меньшей мере один коллективный оптический порт, связанный оптическим каналом связи с оптическим портом каждого из соответствующих приборов учета энергоресурсов посредством системы световодов, при этом формирователи интерфейсных сигналов по меньшей мере части приборов учета энергоресурсов выполнены отдельно от приборов учета энергоресурсов в виде одного коллективного формирователя интерфейсных сигналов, вход которого связан с выходом соответствующего коллективного оптического порта, причем соответствующие коллективный оптический порт и коллективный формирователь интерфейсных сигналов объединены с формированием преобразователя интерфейсов, выполненного в виде отдельного блока в составе коллективного устройства сбора и передачи данных, выход которого связан с удаленным терминалом сбора и обработки информации о расходе энергоресурсов.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что в качестве формирователя интерфейсных сигналов содержит модем РЬС.
3. Система по п.1, отличающаяся тем, что в качестве формирователя интерфейсных сигналов содержит модем локальной компьютерной сети.
4. Система по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что оптические порты и световоды выполнены с возможностью функционирования в инфракрасном диапазоне.
5. Система по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что по меньшей мере один преобразователь интерфейсов дополнительно содержит средство отображения информации, в том числе информации о расходе энергоресурсов, а также органы управления отображением информации, в том числе информации о расходе энергоресурсов, получаемой от каждого прибора учета энергоресурсов по соответствующим оптическим каналам связи.
6. Система по п.5, отличающаяся тем, что по меньшей мере один прибор учета энергоресурсов выполнен без средств отображения информации и/или органов управления.

- 4 019062
7. Система по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что преобразователь интерфейсов дополнительно содержит схему накопления информации, в том числе информации о расходе энергоресурсов, получаемой от каждого прибора учета энергоресурсов по соответствующим оптическим каналам связи.
8. Система по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что приборы учета энергоресурсов дополнительно содержат встроенные часы, при этом преобразователь интерфейсов дополнительно содержит схему синхронизации встроенных часов приборов учета энергоресурсов.