RU210153U1 - Электронное устройство для учета энергоресурсов, диспетчеризации и автоматизации «умная антенна» - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к средствам электронной техники для учета электроэнергии, тепловой энергии, воды, газа и других энергоносителей, диспетчеризации и автоматизации различных процессов в жилищно-коммунальном хозяйстве, на производстве, объектах связи, энергетики и транспорте.Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в упрощении конструкции устройства, которая позволяет упростить технологию изготовления, сборки, монтажа, а также обслуживание устройства в процессе эксплуатации, что в целом обеспечивает улучшенные герметичность и эксплуатационные свойства устройства.Заявленный технический результат достигается электронным устройством для учета энергоресурсов и диспетчеризации, содержащим радиопропрозрачный корпус, выполненный с возможностью крепления к установочной поверхности, внутри которого размещена печатная плата с функциональными электронными компонентами, которые включают блок питания и по меньшей мере модуль передачи данных с коммуникационным интерфейсом для соединения с цифровыми приборами учета энергоресурсов. Основа корпуса выполнена в форме кругового цилиндра с прямоугольным осевым сечением, с одного торца которого закреплена крышка, а с другого торца - съемное основание, выполненное с возможностью вывода через него проводников электронных компонентов, при этом точки крепления к установочной поверхности выполнены на наружной боковой поверхности цилиндрической основы корпуса. 15 з.п. ф-лы; 5 ил.

Description

Полезная модель относится к средствам электронной техники для учета электроэнергии, тепловой энергии, воды, газа и других энергоносителей, диспетчеризации различных процессов в жилищно-коммунальном хозяйстве, на производстве, объектах связи, энергетики и транспорте.

Из уровня техники известен мультимедийный измеритель-коммуникатор (Патент РФ на полезную модель №118067, МПК G01R 11/00, опубл. 10.07.2012 г.), содержащий корпус с основанием и съемной крышкой, снабженной крепежно-пломбировочным узлом, в котором размещены измерительный сегмент и коммутационный сегмент, при этом измерительный сегмент содержит плату измерителя с оптическим портом, модемом, модулем интерфейса, вычислительным модулем и цифровым индикатором, при этом корпус дополнительно содержит интерфейсный сегмент, в котором размещены от одного до четырех модемов с модулями интерфейса, со съемной крышкой интерфейсного сегмента, снабженной пломбировочным узлом, и интерактивный сегмент, оснащенный съемной прозрачной крышкой с крейтами для съемного информационного модуля, при этом пломбировочный узел измерительного сегмента фиксирует корпус и основание, пломбировочный узел интерфейсного сегмента фиксирует корпус и съемную крышку, а в коммутационном сегменте размещен коммутационный блок.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели является мультимедийный измеритель-коммуникатор (Патент РФ на полезную модель №127938, МПК G01R 11/00, опубл. 10.05.2013 г.), содержащий корпус, в котором размещены измерительный сегмент, коммутационный сегмент, интерфейсный сегмент и интерактивный сегмент, причем измерительный сегмент содержит плату измерителя, интерфейсный сегмент включает от одного до трех интерфейсных модулей и съемную крышку интерфейсного сегмента с крепежно-пломбировочным узлом, в коммутационном сегменте со съемной крышкой коммутационного сегмента с крепежно-пломбировочным узлом размещен коммутационный блок, а интерактивный сегмент оснащен разъемным соединением для подключения съемного информационного модуля с цифровым индикатором и съемной прозрачной крышкой интерактивного сегмента, при этом съемная крышка интерфейсного сегмента, съемная крышка коммутационного сегмента и съемная прозрачная крышка интерактивного сегмента выполнены полупрозрачными, интерфейсный сегмент содержит печатную плату, на которой размещены интерфейсные модули, специализированный блок питания и устройство сбора-передачи данных и управления, в коммутационном сегменте размещен фиксатор корпуса на DIN-рейке, модуль коммутации нагрузки выполнен съемным, а съемная полупрозрачная крышка коммутационного сегмента оснащена электронной пломбой, линзой для визуального контроля пломбы госповерителя и прозрачным окном со схемой подключения, в измерительный сегмент введена защитная крышка измерительного сегмента, верхняя часть которой выполнена с перфорированным по периметру участком для обеспечения возможности его удаления, с крепежно-пломбировочным устройством для пломбы госповерителя, при этом в интерактивном сегменте съемный информационный модуль с цифровым индикатором содержит светодиодный индикатор и излучатель-приемник акустических сигналов, наружная поверхность съемного информационного модуля с цифровым индикатором покрыта люминофором, а съемная полупрозрачная крышка интерактивного сегмента оснащена электронной пломбой, крепежными винтами с установочными пазами для крепления снабженного USB-кабелем адаптера интеллектуального блока ввода-вывода и оснащена прозрачным окном, размеры которого соответствуют размерам информационного модуля с цифровым индикатором, причем съемная полупрозрачная крышка интерфейсного сегмента снабжена электронной пломбой, а корпус имеет в интерфейсном сегменте оснащенные заглушками отверстия для ввода шлейфа адаптера интеллектуального блока ввода-вывода

Общими недостатками известных технических решений являются:

- использование для соединения основных деталей устройства (корпуса, крышек, печатных плат, блока питания) многочисленных винтов, что усложняет конструкцию, а также технологию изготовления и сборки;

- сложность закрепления устройства на установочной поверхности, обусловленная конструктивным выполнением корпуса (прямоугольная поверхность закрепления);

- сложность производства корпуса устройства, связанная с необходимостью в длительной и дорогостоящей разработке и изготовлении литьевых форм для многосекционного корпуса под печатные платы электронных модулей;

- сложность обслуживания внутреннего электронного оборудования;

- отсутствие герметичности устройства, в связи с чем для установки устройства на улице необходим защищенный шкаф, что в целом усложняет всю конструкцию, процесс монтажа и обслуживания.

В основу полезной модели поставлена задача создания устройства, в котором за счет отличий, связанных конструкцией корпуса, и печатных плат с электронными компонентами, устраняются недостатки прототипа.

Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в упрощении конструкции устройства, которое позволяет упростить технологию изготовления, сборки, монтажа, а также обслуживание устройства в процессе эксплуатации, что в целом обеспечивает улучшенные эксплуатационные свойства устройства.

Заявленный технический результат достигается электронным устройством для учета энергоресурсов и диспетчеризации, содержащим радиопропрозрачный корпус, выполненный с возможностью крепления к установочной поверхности, внутри которого размещена печатная плата с функциональными электронными компонентами, которые включают блок питания и по меньшей мере модуль передачи данных с коммуникационным интерфейсом для соединения с цифровыми приборами учета энергоресурсов, при этом согласно полезной модели, основа корпуса выполнена в форме кругового цилиндра с прямоугольным осевым сечением, с одного торца которого закреплена крышка, а с другого торца съемное основание, выполненное с возможностью вывода через него проводников электронных компонентов, при этом точки крепления к установочной поверхности выполнены на наружной боковой поверхности цилиндрической основы корпуса.

Выполнение основы корпуса в форме кругового цилиндра с прямоугольным осевым сечением, с одного торца которого закреплена крышка, а с другого торца съемное основание с возможностью вывода через него проводников электронных компонентов, позволяет упростить конструкцию устройства за счет отсутствия множества крепежных элементов, а также благодаря конструктивному выполнению основания, что позволяет облегчить доступ к электронным компонентам, упрощая тем самым процесс обслуживания устройства.

При этом крышка корпуса может выполняться в виде торцевой заглушки с резьбой или без резьбы, либо приваренной, припаянной, приклеенной или запресованной, а основание - в виде кабельного ввода или приваренной, припаянной, приклеенной или запресованной торцевой заглушки по меньшей мере с одним загерметизированным герметиком отверстием для вывода проводников питания и/или коммуникационных интерфейсов, либо термоусадочной трубки (или перчатки). Такое выполнение крышки и основания обеспечивает в целом герметичность корпуса.

Благодаря предложенной конструкции корпуса при разработке новых и доработке существующих устройств с измененным или расширенным составом функциональных элементов, размещаемых на плате, отсутствует необходимость в длительной дорогостоящей разработке и изготовлении литьевых пресс-форм для корпуса, поскольку цилиндрическая основа корпуса проста в изготовлении (применяется метод непрерывной экструзии) и возможна быстрая переналадка линии производства под любые размеры цилиндрического корпуса в зависимости от используемой печатной платы. В частных вариантах цилиндрическая основа корпуса может быть выполнена из полипропилена, пластика, поликарбоната, либо из любого другого радиопрозрачного материала/композита.

При этом значительно упрощается процесс монтажа/демонтажа устройства, поскольку цилиндрическая форма основы корпуса в отличие от других форм обеспечивает прямой доступ к наружным точкам крепления. Причем, в частных случаях элементы крепления к установочной поверхности могут быть выполнены как в виде резьбовых крепежных элементов, так и в виде клипс, обеспечивающих упругий охват цилиндрической поверхности корпуса (или части поверхности), либо в виде хомутов, стяжек, кронштейнов или клеевого соединения.

При этом электронные компоненты печатной платы могут быть выполнены как на единой, так и на составной печатной плате, соседние модули которой могут образовывать между собой неразъемное межплатное соединение входными контактными площадками посредством пайки или разъемное соединение посредством контактных штырей и/или межплатных разъемов. При этом по меньшей мере часть контактных площадок и/или контактных штырей и/или межплатных разъемов может выполняться на концевой части печатной платы со стороны крышки, что обеспечивает возможность наращивания модульной сборки из составных печатных плат в продольном направлении корпуса, улучшая таким образом эксплуатационные свойства устройства.

При этом установленные на печатной плате электронные компоненты могут включать блок питания, выполненный с возможностью работы от внешнего постоянного или переменного напряжения и/или от встроенной перезаряжаемой или неперезаряжаемой батареи, и по меньшей мере один модуль передачи данных с проводным и/или беспроводным коммуникационным интерфейсом, а также, предпочтительно, процессорный модуль, который может быть выполнен по меньшей мере на одном микропроцессоре и содержать по меньшей мере один проводной интерфейс Ethernet (например, выполненный с возможностью приема питания по технологии РоЕ) и/или RS-485, и/или RS-232 и/или CAN и/или LIN и/или KNX и/или M-Bus. Причем, процессорный модуль может содержать по меньшей мере один вход для подключения датчиков различных типов и по меньшей мере один выход для подключения исполнительных устройств различных типов.

Модуль передачи данных может быть выполнен в виде радиомодема, причем антенна радиомодема может быть выполнена как на одной печатной плате с радиомодемом, так и в виде самостоятельного модуля.

При этом цилиндрическая основа корпуса может быть снабжена элементами внутренней фиксации печатной платы, например, в виде продольных пазов во внутренней боковой поверхности корпуса или рельсовых направляющих, смонтированных на внутренней боковой поверхности корпуса. Такое выполнение упомянутых элементов фиксации позволяет в целом обеспечить надежность фиксации печатной платы внутри корпуса и, в частности, зафиксировать на стадии монтажа положение антенны с целью достижения максимальных приемо-передающих свойств радиомодема.

Полезная модель поясняется чертежами, где:

- на Фиг. 1 показано схематичное изображение корпуса электронного устройства, вид спереди;

- на Фиг. 2 - то же самое, с размещенной внутри платой;

- на Фиг. 3 - составная печатная плата, вид спереди;

- на Фиг. 4 - то же самое, вид сзади;

- на Фиг. 5 - корпус с установленной внутри печатной платой, вид снизу.

Предложенное электронное устройство содержит цилиндрический корпус 1 (Фиг. 1) с крышкой 2 и основанием в виде кабельного ввода 3. На наружной боковой поверхности имеются точки крепления 11. Внутри корпуса (в предпочтительном варианте) размещена составная печатная плата 4 (Фиг. 2), которая состоит из последовательно соединенных между собой модулей 5, 6, 7 (фиг.3, 4). На модуле 5 размещен источник питания с разъемом 8 для подключения к питающей сети (Фиг. 3, 5), на модуле 6 - процессорный модуль и радиомодем с разъемами 9 (Фиг. 4). На модуле 7 размещена приемопередающая антенна модема.

Подготовка к работе электронного устройства осуществляется следующим образом.

Из модулей 5, 6, 7 собирается составная печатная плата 4 (рассматривается частный случай, поскольку модулей, входящих в сборку составной платы, может быть и больше). Модули 5, 6, 7 соединяются последовательно параллельными плоскостями, например, пайкой. Такие надежные соединения обеспечивают необходимую прочность всей сборки. Затем провода для подключения к питающей сети и соединения, например, с цифровыми приборами учета энергоресурсов, продеваются через отверстия кабельного ввода и подсоединяются к разъемам 8, 9. Далее производится установка печатной платы 4 в цилиндрический корпус 1, после чего в корпус вкручивается своей резьбовой частью кабельный ввод 3. Для обеспечения герметичности корпуса резьбовое соединение кабельного ввода может быть герметизировано герметиком или термоусадкой. Собранная конструкция устройства крепится на несущей поверхности, например, с помощью двух клипс 10 (Фиг. 1).

Устройство работает следующим образом.

В режиме «модем» устройство размещается между сетью общего пользования, например, GSM, и оконечным интеллектуальным устройством (одним или несколькими). Таким устройством может быть, например, прибор учета электроэнергии с цифровым проводным интерфейсом RS485 (далее - ПУ). Устройство обеспечивает «прозрачный» канал передачи данных «сервер - gsm-сеть - ПУ», передавая команды от сервера в одну сторону и ответы от ПУ - в другую.

В режиме «УСПД» подключение производится аналогично, но в отличие от предыдущего примера, устройство по собственной программе опрашивает ПУ, формирует встроенную нормализованную базу данных и передает полученные данные на сервер по одному или нескольким протоколам (обычно стандартным, а не проприетарным протоколам ПУ, например OPC-UA, МЭК-104, SNMP и т.п.). Одной из функций УСПД является «прозрачная» передача команд от сервера (как в предыдущем примере).

Указанные режимы работы устройства приведены в качестве примеров и не ограничивают способы реализации устройства.

Claims (16)

1. Электронное устройство для учета энергоресурсов и диспетчеризации, содержащее радиопропрозрачный корпус, выполненный с возможностью крепления к установочной поверхности, внутри которого размещена печатная плата с функциональными электронными компонентами, которые включают блок питания и по меньшей мере модуль передачи данных с коммуникационным интерфейсом для соединения с цифровыми приборами учета энергоресурсов, отличающееся тем, что основа корпуса выполнена в форме кругового цилиндра с прямоугольным осевым сечением, с одного торца которого закреплена крышка, а с другого торца - съемное основание, выполненное с возможностью вывода через него проводников электронных компонентов, при этом точки крепления к установочной поверхности выполнены на наружной боковой поверхности цилиндрической основы корпуса.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что элементы крепления к установочной поверхности выполнены в виде клипс, обеспечивающих упругий охват цилиндрической поверхности или части цилиндрической поверхности корпуса, либо в виде хомутов или стяжек, или кронштейнов, или клеевого соединения.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что цилиндрическая основа корпуса выполнена из полипропилена или пластика, или поликарбоната, либо из любого другого радиопрозрачного материала/композита.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что крышка выполнена в виде торцевой заглушки с резьбой или без резьбы, либо приваренной или припаянной, или приклеенной, или запрессованной.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что основание выполнено в виде кабельного ввода или приваренной, припаянной, приклеенной или запресованной торцевой заглушки по меньшей мере с одним загерметизированным отверстием для вывода проводников питания и/или коммуникационных интерфейсов, либо термоусадочной трубки (или перчатки).

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что все электронные компоненты выполнены на единой или составной печатной плате.

7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что соседние модули составной печатной платы образуют между собой неразъемное межплатное соединение входными контактными площадками посредством пайки или разъемное соединение посредством контактных штырей и/или межплатных разъемов.

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что по меньшей мере часть контактных площадок и/или контактных штырей и/или межплатных разъемов выполнена на концевой части печатной платы со стороны крышки.

9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что цилиндрическая основа снабжена элементами внутренней фиксации печатной платы, например, в виде продольных пазов во внутренней боковой поверхности корпуса или рельсовых направляющих, смонтированных на внутренней боковой поверхности корпуса.

10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок питания и модуль передачи данных выполнены с проводным и/или беспроводным коммуникационным интерфейсом.

11. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что электронные компоненты включают процессорный модуль.

12. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что модуль передачи данных выполнен в виде радиомодема, причем антенна радиомодема выполнена на одной печатной плате с радиомодемом или в виде самостоятельного модуля.

13. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что процессорный модуль выполнен по меньшей мере на одном микропроцессоре и содержит по меньшей мере один проводной интерфейс Ethernet и/или RS-485, и/или RS-232, и/или CAN, и/или LIN, и/или KNX, и/или M-Bus.

14. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что процессорный модуль содержит по меньшей мере один вход для подключения датчиков различных типов и по меньшей мере один выход для подключения исполнительных устройств различных типов.

15. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что проводной интерфейс Ethernet выполнен с возможностью приема питания по технологии РоЕ.

16. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что блок питания выполнен с возможностью работы от внешнего постоянного или переменного напряжения и/или от встроенной перезаряжаемой или неперезаряжаемой батареи.

Images