专利名称：多回路电能数据采集装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及能耗计量技术领域，特别是涉及一种可对多个回路进行分项电能 消耗计量的多回路电能数据采集装置。
背景技术：
目前国家正大力推广节能减排工作，节能方式主要有主动节能(即管理节能)、被 动节能(即技术节能)、主动节能和被动节能相结合等方式。主动节能主要通过提高用能人 员节能意识实现，其中一个主要的途径是通过实时提供建筑能耗数据的数字图形显示，加 强人们对能耗、二氧化碳排放和气候变化的理解，调动人们对环保、节能热情及意识。能耗 数据可以以碳排放量、耗煤量等表现形式显示，使得用能人员能直观体验到能耗情况。现有楼宇系统一般只能显示整栋建筑的能耗情况，对普通办公人员无针对性。为 了使建筑中每个人都能切身感受到自身行为与节能减排的关系，提高节能意识，实现主动 节能，就需要分别对每个楼层和楼层各房间能耗情况进行分项计量，但现有电能表只能对 一个回路的电能消耗情况进行计量，若要实现对每个子回路的分项计量，就需要根据子回 路的数量安装多个电能表，一方面，需要较高的设备成本；另一方面，数量众多的电表还可 能因楼宇系统为计量设备保留的空间限制而无法正常安装。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种多回路电能数据采集装置，可对多个 电流回路的电能消耗情况进行分项计量，解决现有技术因一回路一电表带来的需要较大的 安装空间以及系统配置成本较高的问题。为了解决上述问题，本实用新型公开了一种多回路电能数据采集装置，包括电能 计量单元、控制单元和通讯接口，其中电能计量单元包括2组或2组以上的单路计量电路， 每组单路计量电路分别与一个独立电流回路耦合，并输出该独立电流回路的能耗数据；控 制单元接收来自每组单路计量电路的所述能耗数据，并通过所述通讯接口发送。优选的，上述电能计量单元的各组单路计量电路通过总线与控制单元建立连接。优选的，上述多回路电能数据采集装置还包括根据控制单元的请求保存能耗数据 的存储单元。优选的，上述存储单元为NOR闪存或NAND闪存。优选的，上述通讯接口具体采用如下接口中的至少一种通过电力线路传递数据 的电力载波接口、通过无线网络传递数据的无线收发接口、通过双绞线或RS485专用电缆 传递数据的RS485接口。优选的，上述多回路电能数据采集装置还包括用户接口，该用户接口具体包括显 示各独立电流回路的能耗数据的液晶显示器。优选的，上述用户接口还包括供用户输入相关显示参数，从而对所述液晶显示器 的显示信息进行控制的键盘模块。[0012]优选的，上述单路计量电路包括将被测量回路的交流电流转变为等效的小信号 电流的电流变换子单元；将被测量回路的交流电压转变为等效的小信号电压的电压变换子 单元；接收电流变换子单元输出的小信号电流和电压变换子单元输出的小信号电压，并将 上述小信号电流和小信号电压转换能耗数据的电能计算子单元。优选的，上述电能计算子单元具体包括完成小信号电压和小信号电流瞬时值相 乘，输出一个与一段时间内的平均功率成正比的直流电压值的乘法器；接收乘法器生成的 直流电压值，并将上述直流电压值转换为脉冲频率的电压/频率转换器；对上述脉冲频率 进行计数，形成相应的能耗数据的计数器。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点本实用新型多回路电能数据采集装置优选实施例的电能计量单元设置有2组或 2组以上的单路计量电路，控制单元可同时接收上述各组单路计量单路采集的电能消耗数 据、并通过通讯接口发送出去。这样可以把现有技术下电表中最核心的计量电路在每个需 要进行计量的回路上单独设置，而现有技术中处于电表外围的部分则由各个计量电路共 用。这样，就解决了现有技术当需要对多个回路进行分项计量时，因每个回路需要一块电表 带来的需要较大的安装空间以及设备配置成本较高的问题。由于通过通讯接口发送各个单 路计量电路的计量数据，接收这些数据的设备可以采用具有较强数据处理能力的设备，该 设备可以根据各种需要设置相关的程序来处理获得的数据。因此，该多回路电能数据采集 装置便于相关设备对计量数据进行集中处理。在本实用新型的另一优选实施例中，还包括用于保存各单路计量电路分项采集的 电能消耗数据的存储器，控制电路可将保存在本地存储器中的分项计量数据通过电力载波 通讯接口或无线通讯接口直接发送至数据采集中心，解决现有电能表配置的RS485等接口 类型只能近距离传输数据以及每个电能表只能采集和传输一个回路的数据，数据采集中心 为获得这些末端计量设备的数据，需要在末端计量设备相对集中的区域额外配置数据采集 器的问题，从而可简化系统的整体配置结构，减少系统出现故障的几率，节约系统维护时间 和费用。
图1是本实用新型多回路电能数据采集装置第一实施例的结构框图；图2是本实用新型多回路电能数据采集装置第二实施例的结构框图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，
以下结合附图和具 体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。参照图1，示出了本实用新型多回路电能数据采集装置第一实施例的结构框图，具 体包括电能计量单元1、控制单元2、存储单元3和通讯接口 4，其中电能计量单元1 包括第一单路计量电路1-1和第二单路计量电路1-2，其中的每 组单路计量电路分别与一个独立电流回路耦合，并输出该独立电流回路的能耗数据；需要 说明的是，本优选实施例并不限制单路计量单路的组数，可以根据需要设置2组以上的组 数，常用的组数有4组、8组、16组等；[0022]控制单元2 用于接收来自每组单路计量电路(单路计量电路1-1和单路计量电 路1-2)的能耗数据，并通过通讯接口 4发送出去；存储单元3 用于依据控制单元2的请求保存能耗数据；在本优选实施例中，为减 少存储单元的尺寸，存储单元3优选采用NOR闪存或NAND闪存；通讯接口 4 包括具体地电力载波接口 4-1和RS485接口 4_2，控制单元2可根据 系统的实际配置，将保存在存储单元3中的能耗数据通过电力载波接口 4-1或RS485接口 4-2发送出去；需要说明的是，通讯接口 4可根据系统配置的实际需要，采用如下接口中的 一种或多种通过电力线路传递数据的电力载波接口、通过无线网络传递数据的无线收发 接口、通过双绞线或RS485专用电缆传递数据的RS485接口等，本优选实施例对此并不加以 限制。另外，在本优选实施例中，第一单路计量电路1-1具体包括第一电流变换子单元 1-1-1、第一电压变换子单元1-1-2和第一电能计算子单元1-1-3，第二单路计量电路1-2 具体包括第二电流变换子单元1-2-1、第二电压变换子单元1-2-2和第二电能计算子单元 1-2-3，其中电流变换子单元1-1-1和电流变换子单元1-2-1用于将被测量回路的交流电流转 变为等效的小信号电流；电压变换子单元1-1-2和电压变换子单元1-2-2用于将被测量回路的交流电压转 变为等效的小信号电压；电能计算子单元1-1-3和电能计算子单元1-2-3用于接收上述电流变换子单元 1-1-1或电流变换子单元1-2-1输出的小信号电流，以及上述电压变换子单元1-1-2或电压 变换子单元1-2-2输出的小信号电压，并将上述小信号电流和小信号电压转换能耗数据。电能计算子单元(电能计算子单元1-1-3或电能计算子单元1-2- 具体可包括 乘法器、电压/频率转换器和计数器，其中乘法器用于完成小信号电压U和小信号电流i的瞬时值相乘，输出一个与一段时 间内的平均功率成正比的直流电压值U ；电压/频率转换器用于接收上述乘法器生成的直流电压值U,并将上述直流电压 值U转换为脉冲频率f;计数器用于对上述脉冲频率f进行计数，形成相应的能耗数据，完成对本电流回 路的计量。参照图2，示出了本实用新型多回路电能数据采集装置第二实施例的结构框图，除 包括前述第一实施例所包含的电能计量单元1、控制单元2、存储单元3、通讯接口 4之外，还 包括总线5和用户接口 6，另外，本优选实施例中电能计量单元1包括有第一单路计量电路1-1、第二单路计量电路1-2、第三单路 计量电路1-3和第四单路计量电路1-4等4组单路计量电路，可实现对4个电流回路的分 项计量；电能计量单元1中的各单路计量电路(1-1 1-4)通过总线5与控制单元2连接， 从而，可保证本实用新型多回路电能数据采集装置可接入的单路计量单路有足够的组数， 如4组、8组、16组等；通讯接口 4具体包括RS485接口 4_2和无线收发接口 4_3 ；控制单元2可根据系统的实际配置，将保存在存储单元3中的能耗数据通过RS485接口 4-2发送出去，也可以通 过无线收发接口 4-3以无线方式(如GPRS、CDMA或蓝牙等)发送出去；另外，通讯接口 4还 可以根据需要设置1个或多个上述RS485接口、无线通讯接口或其他类型的接口(如RS232 接口、以太网接口等)，本实用新型对此并不加以限制；用户接口 6具体包括键盘�？�6-1和液晶显示器6-2，其中的液晶显示器6_2用于 显示各独立电流回路的能耗数据；键盘�？�6-1用于供用户输入相关显示参数，从而对所 述液晶显示器的显示信息进行控制，如可以根据需要显示某一个回路的能耗数据情况，也 可以对多个回路的能耗数据对比显示，或与历史数据进行对比显示；需要说明的是，用户接 口 6可以同时包括上述2个�？椋部梢愿菪枰錾柚闷渲械囊壕允酒�6-2。需要说明的是，上述装置实施例属于优选实施例，所涉及的单元和模块并不一定 是本实用新型所必须的。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与 其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。以上对本实用新型所提供的一种多回路电能数据采集装置进行了详细介绍，本文 中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用 于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实 用新型的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不 应理解为对本实用新型的限制。
权利要求1.一种多回路电能数据采集装置，其特征在于，包括电能计量单元、控制单元和通讯接 口，其中所述电能计量单元包括2组或2组以上的单路计量电路，每组单路计量电路分别与一 个独立电流回路耦合，并输出该独立电流回路的能耗数据；所述控制单元接收来自每组单路计量电路的所述能耗数据，并通过所述通讯接口发送。
2.如权利要求1所述的多回路电能数据采集装置，其特征在于所述电能计量单元的 各组单路计量电路通过总线与所述控制单元建立连接。
3.如权利要求1所述的多回路电能数据采集装置，其特征在于，所述多回路电能数据 采集装置还包括根据所述控制单元的请求保存所述能耗数据的存储单元。
4.如权利要求3所述的多回路电能数据采集装置，其特征在于，所述存储单元为NOR闪 存或NAND闪存。
5.如权利要求1所述的多回路电能数据采集装置，其特征在于，所述通讯接口具体采 用如下接口中的至少一种通过电力线路传递数据的电力载波接口、通过无线网络传递数 据的无线收发接口、通过双绞线或RS485专用电缆传递数据的RS485接口。
6.如权利要求1所述的多回路电能数据采集装置，其特征在于，所述多回路电能数据 采集装置还包括用户接口，所述用户接口具体包括显示各独立电流回路的能耗数据的液 晶显示器。
7.如权利要求6所述的多回路电能数据采集装置，其特征在于，所述用户接口还包括 供用户输入相关显示参数，从而对所述液晶显示器的显示信息进行控制的键盘�？�。
8.如权利要求1所述的多回路电能数据采集装置，其特征在于，所述单路计量电路包括将被测量回路的交流电流转变为等效的小信号电流的电流变换子单元； 将被测量回路的交流电压转变为等效的小信号电压的电压变换子单元； 接收所述电流变换子单元输出的小信号电流和所述电压变换子单元输出的小信号电 压，并将上述小信号电流和小信号电压转换所述能耗数据的电能计算子单元。
9.如权利要求8所述的多回路电能数据采集装置，其特征在于，所述电能计算子单元 具体包括完成小信号电压和小信号电流瞬时值相乘，输出一个与一段时间内的平均功率成正比 的直流电压值的乘法器；接收所述乘法器生成的直流电压值，并将上述直流电压值转换为脉冲频率的电压/频 率转换器；对上述脉冲频率进行计数，形成相应的能耗数据的计数器。
专利摘要本实用新型提供了一种多回路电能数据采集装置，包括电能计量单元、控制单元和通讯接口，其中所述电能计量单元包括2组或2组以上的单路计量电路，每组单路计量电路分别与一个独立电流回路耦合，并输出该独立电流回路的能耗数据；所述控制单元接收来自每组单路计量电路的所述能耗数据，并通过所述通讯接口发送。本实用新型方案可以把现有技术下电表中最核心的计量电路在每个需要进行计量的回路上单独设置，而现有技术中处于电表外围的部分则由各个计量电路共用，从而可解决现有技术当需要对多个回路进行分项计量时，因每个回路需要一块电表带来的需要较大的安装空间以及设备配置成本较高的问题。
文档编号G01R11/02GK201886078SQ20102054402
公开日2011年6月29日 申请日期2010年9月27日 优先权日2010年9月27日
发明者于海超, 李丹, 沈钢, 秘松波, 魏玉倩 申请人:北京泰豪智能工程有限公司
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