蓄热式电采暖互动系统监控终端的制作方法

本发明涉及电采暖监控领域，特别涉及一种蓄热式电采暖互动系统监控终端。

背景技术：

电采暖就是用电来实现采暖，是一种将电能转化成热能直接放热或通过热媒介质在采暖管道中循环来满足供暖需求的采暖方式或设备。众所周知，电能因为无噪音、无废气，是最环保、清洁的能源，所以电采暖设备在众多采暖设备当中显得十分时尚、优越，特别是在其它能源不断涨价的今天，由于电采暖能够实现环保，光伏本地可以利用，人们十分明智地选择了电采暖方式。传统蓄热式电采暖监控终端监控的数据种类有限，且采集的数据保存在本地，不具有远程配置和调试功能，成本较高，自动化和智能化控制程度不高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能实时监测常规电参数、环境参数和非电气参数、电能质量参数、热量、热转换效率，具有控制输出和互动功能，具有远程配置和调试功能，能降低成本，自动化和智能化控制程度较高的蓄热式电采暖互动系统监控终端。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种蓄热式电采暖互动系统监控终端，包括采集终端、数据采集管理单元、常规电参数和电能质量参数监测单元、模拟量采集单元和智能io逻辑单元，所述采集终端与所述数据采集管理单元连接，所述常规电参数和电能质量参数监测单元通过rs485通讯方式与所述数据采集管理单元连接，所述模拟量采集单元和智能io逻辑单元均与所述数据采集管理单元连接。

在本发明所述的蓄热式电采暖互动系统监控终端中，所述常规电参数和电能质量参数监测单元包括工业级微处理器。

在本发明所述的蓄热式电采暖互动系统监控终端中，所述常规电参数和电能质量参数监测单元还包括基本测量单元、电能计量单元、电能质量计算单元、分时计费单元、冻结功能单元、需量单元、定时记录功能单元、最值记录功能单元、开关量监视单元和时间顺序记录单元，所述基本测量单元、电能计量单元、电能质量计算单元、分时计费单元、冻结功能单元、需量单元、定时记录功能单元、最值记录功能单元、开关量监视单元和时间顺序记录单元均与所述工业级微处理器连接。

在本发明所述的蓄热式电采暖互动系统监控终端中，所述数据采集管理单元包括电参数采集终端、流量计、压力计、气表、温湿度传感器、数据采集模块、存储器、以太网接口单元、串口通信单元、4g路由通信接口、lora无线组网模块、第一plc和供电电源，所述电参数采集终端、所述流量计、所述压力计、所述气表和所述温湿度传感器均与所述数据采集模块连接，所述数据采集模块还分别与所述存储器和第一plc连接，所述第一plc分别与所述以太网接口单元、串口通信单元、4g路由通信接口、lora无线组网模块、第一plc和供电电源连接。

在本发明所述的蓄热式电采暖互动系统监控终端中，所述以太网接口单元包括100base-tx接口、多模100base-fx光口和单模100base-fx光口。

在本发明所述的蓄热式电采暖互动系统监控终端中，所述串口通信单元包括1个rs-422接口和3个rs-485接口。

在本发明所述的蓄热式电采暖互动系统监控终端中，所述模拟量采集单元包括电动机温度监测模块、变压器温度监测模块、电锅炉数据采集模块、蓄热水箱温度监测模块、供热用户室内环境温度监测模块、供热站环境温度监测模块、流量计、压力监测模块、热电阻温度测量模块、第一plc和工作电源，所述电动机温度监测模块、变压器温度监测模块、电锅炉数据采集模块、蓄热水箱温度监测模块、供热用户室内环境温度监测模块、供热站环境温度监测模块、流量计、压力监测模块、热电阻温度测量模块和工作电源均与所述第一plc连接。

在本发明所述的蓄热式电采暖互动系统监控终端中，所述热电阻温度测量模块包括pt100热电阻温度测量模块、ni100热电阻温度测量模块、ni120热电阻温度测量模块和cu50热电阻温度测量模块。

在本发明所述的蓄热式电采暖互动系统监控终端中，所述模拟量采集单元还包括开关量输入节点，所述开关量输入节点与所述plc连接。

在本发明所述的蓄热式电采暖互动系统监控终端中，所述模拟量采集单元还包括电磁式继电器，所述电磁式继电器与所述plc连接。

实施本发明的蓄热式电采暖互动系统监控终端，具有以下有益效果：由于设有采集终端、数据采集管理单元、常规电参数和电能质量参数监测单元、模拟量采集单元和智能io逻辑单元，数据采集管理单元能够采集电、水、气表、温湿度等采集终端的数据，并进行适当处理和储存，实现云平台或综合能源管理平台与采集终端之间的数据交互，常规电参数和电能质量参数监测单元与数据采集管理单元实现数据交换，可实现智能化的电能管理，模拟量采集单元满足电动机、变压器等电力设备温度监测和电锅炉、蓄热水箱、供热用户、供热站等进水、回水、补水、出水、用户室内和供热站环境温度监测，流量、压力等监测要求，智能io逻辑单元采集开关量信息以及控制，满足最严酷的应用环境，符合宽运行温度要求，本发明能实时监测常规电参数、环境参数和非电气参数、电能质量参数、热量、热转换效率，具有控制输出和互动功能，具有远程配置和调试功能，能降低成本，自动化和智能化控制程度较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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为本发明蓄热式电采暖互动系统监控终端一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中常规电参数和电能质量参数监测单元的结构示意图；

图3为所述实施例中数据采集管理单元的结构示意图；

图4为所述实施例中模拟量采集单元的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明蓄热式电采暖互动系统监控终端实施例中，该蓄热式电采暖互动系统监控终端的结构示意图如图1所示。图1中，该蓄热式电采暖互动系统监控终端包括采集终端1、数据采集管理单元2、常规电参数和电能质量参数监测单元3、模拟量采集单元4和智能io逻辑单元5，采集终端1与数据采集管理单元2连接，常规电参数和电能质量参数监测单元3通过rs485通讯方式与数据采集管理单元2连接，模拟量采集单元4和智能io逻辑单元5均与数据采集管理单元2连接。

数据采集管理单元2能够采集电、水、气表、温湿度等采集终端1的数据，并进行适当处理和储存，实现云平台或综合能源管理平台与采集终端之间的数据交互。可实现远程配置功能，可远程对单元进行配置和调试，即可提高整个项目配置效率，还可以快速定位故障原因；节约人力成本、交通成本和时间成本。支持类似plc的逻辑运算和可编程功能，实现机械设备或生产过程的自动化管理和智能控制。

图2为本实施例中常规电参数和电能质量参数监测单元的结构示意图，图3中，常规电参数和电能质量参数监测单元3包括工业级微处理器301。电参数与电能质量参数监测单元3以工业级微处理器301为核心，处理速度高，具有很高的性价比。符合国标gb/t17215-2008中有功0.5s级(电流经ct接入)、有功1级(电流直接接入)、无功2级表要求。35mm标准din导轨安装，体积小巧，显示直观、安装方便；具有良好的抗电磁干扰、功耗低、稳定性好、使用寿命长等优点；直接接入电流可达100a；提供高精度的三相电压电流功率等基本测量数据，并具有分时计费、需量计算、历史电能记录、最大最小值记录等功能；通过rs485通讯方式与数据采集管理单元2实现数据交换，可实现智能化的电能管理。

模拟量采集单元4满足电动机、变压器等电力设备温度监测和电锅炉、蓄热水箱、供热用户、供热站等进水、回水、补水、出水、用户室内和供热站环境温度监测，流量、压力等监测要求，模拟量采集单元4具有极高的可靠性，能满足最严酷的应用环境：符合宽运行温度要求(-40℃～+85℃)和最严格的电磁兼容iv级要求。

智能io逻辑单元5可以作为单独的i/o模块使用，采集开关量信息以及控制，高性能处理器、无穷读写次数的大容量高速非易失存储芯片，标配一路rs485接口，两个以太网通信接口，支持modbus-tcp/rtu通信协议，支持iec61850的goose协议，支持gps对时、sntp网络对时、irig-b码对时和通信对时，满足最严酷的应用环境，符合宽运行温度要求(-25℃～+70℃)。

本发明能实时监测常规电参数、环境参数和非电气参数、电能质量参数、热量、热转换效率，具有控制输出和互动功能，具有远程配置和调试功能，能降低成本，自动化和智能化控制程度较高。

图2中，该常规电参数和电能质量参数监测单元3还包括基本测量单元302、电能计量单元303、电能质量计算单元304、分时计费单元305、冻结功能单元306、需量单元307、定时记录功能单元308、最值记录功能单元309、开关量监视单元310和时间顺序记录单元311，其中，基本测量单元302、电能计量单元303、电能质量计算单元304、分时计费单元305、冻结功能单元306、需量单元307、定时记录功能单元308、最值记录功能单元309、开关量监视单元310和时间顺序记录单元311均与工业级微处理器301连接。

基本测量单元302可提供实时单相、三相测量参数和状态参数，所有参数均能通过显示面板或通信获得。电能计量单元303计量的电能参数包括有功电能(kwh)、无功电能(kvarh)和视在电能(kvah)，读数分辨率为0.1。modbus通信规约时电能最大值为99,999,999.9，dl/t645通信规约时电能最大值为999,999.99，超出此值将翻转，重新累计。电能质量计算单元304提供不平衡度、谐波和k因子计算。

电力系统中，节假日和工作日的电价不同，负荷峰值期间和非峰值期间的电价也不同。tou分时计量功能可以将计费时段设定为季节(计费季)、节假日(特殊日)或一天中的某一时刻。电能和需量最值数据可以按最大4种费率时段进行分时计量。时间的设定以年为大周期，一年分为几个计费季，每个时区内以天为小周期，一天分为几个时段；每个时段对应一种费率，最多可设置4种费率。

分时计费单元305可设置最多12个计费季切换数，最多20个日费率表，每天最多12个时段切换，最多设置4种费率；可设置最多4种计费日类型，最多90个特殊日，可设置周休日采用的日时段表号；以上计费季表、日费率表和特殊日表均可设置两套；并可在指定时间对两套费季表、日费率表和特殊日表进行切换；百年日历、时间，闰年自动转换。正反向有功/无功电能、视在电能均可以分时计量，历史数据也均为分时数据。

冻结功能单元306具有冻结功能，可对单元的电能进行冻结并记录冻结数据和冻结时间。冻结功能包括定时冻结、瞬时冻结、整点冻结和日冻结。冻结功能仅适用于dl/t645规约。定时冻结可通过设定冻结时间，对指定时间的电能数据进行冻结和记录。当以月为周期进行定时冻结时，冻结时间可设置为每月的1～28日/0～23时/0～59分，单元最多可保存最近12次的定时冻结记录。瞬时冻结可通过给单元发送通讯命令可立刻冻结瞬时电量数据，单元最多可保存最近3次的瞬时冻结记录。整点冻结间隔时间可设置为：15min、30min、60min，单元最多可保存最近12次的整点冻结记录。日冻结可冻结并记录最近12天的电能数据。冻结时间可设置为每天的0～23时/0～59分，单元最多可保存最近12次的日冻结记录。单元记录的冻结数据及时间可通过通信进行读取。

对于需量单元307而言，电力系统中常根据用户的电能消耗(以有功电度的形式)和峰值用电水平(以有功功率形式)来收取费用。需量就是一定时间间隔(通常15分钟)内的平均功率。单元采用国内常用的滑动需量算法计算需量。

设置内容：

需量子周期(滑差时间)：依次递推来测量最大需量的时间间隔，设置范围为1～60min。

需量子周期个数：设置范围1～15个。例：选择需量子周期为1min，需量子周期个数为15，则需量周期为1×15＝15min。

最大需量转存时间：单元储存上一个月或上一个抄表周期的数据，数据转存分界时间为每月月末24时(月初零时)或其他抄表日的任意时刻。转存的同时，当月的最大需量值自动复零。

计算数据：有功功率、无功功率、视在功率、电流实时需量；

上月最大需量；本月最大需量；

上月费率1～4最大需量；本月费率1～4最大需量。

定时记录功能单元308可用于自动定时抄表、负荷趋势分析、电力系统动态稳定分析等。定时记录的数据都有日期和时间标志，并分配有较大的存储空间用于存储定时记录的数据，供微机监控软件读取、显示、存盘。本单元支持一组定时记录，记录容量28400条。用户通过上位机监控软件可根据需要进行设置，设置参数包括：

1)启动方式：不使用记录/连续记录；

2)记录方式：存储满停止/循环覆盖记录；

3)记录个数：0～28400；

4)间隔周期：1秒～40天；

如间隔时间为300秒，表示每间隔5分钟(10:00、10:05、10:10、……)采集一组变量并记录。

5)偏移时间：0～43200s；

偏移时间是相对于间隔周期的偏移，设置的偏移时间要小于间隔周期。

偏移时间为0，表示无偏移；1～43200：表示在一个间隔周期内的偏移量；如间隔周期设置为60秒，

偏移时间设置为15秒，则在整分过后的15秒开始启动记录，例如09:00:15，09:01:15，09:02:15……

记录变量个数：每组定时记录最多可选16个不同的电量；

记录变量选择：各相及平均电流、线电压、相电压；各相及总有功功率、无功功率、视在功率、功率因数；有功电能、无功电能；实时需量；需量周期最大值、需量周期最小值；总谐波含有率、总偶次谐波含有率、总奇次谐波含有率；ai输入值等变量。

最值记录功能单元309实时监控电流、相电压、线电压、频率、总有功功率、总无功功率和总视在功率的变化，记录最值发生的时间和测量值。最值转存时间：单元储存上一个月或上一个抄表周期的数据，数据转存分界时间为每月月末24时(月初零时)或其他抄表日(每月的1～28日hh时0分0秒)。转存的同时，当月的最值自动复零。如果上月最值的时间为0，所对应的数据无效。

开关量监视单元310可选配3路开关量输入，内部有24v直流电源提供自激。每路开关量输入可以根据实际应用需要设置选择实现以下功能：

1)外部状态监视：用于检测外部无源接点的状态。

可用来监测断路器的状态、隔离开关的状态、继电保护动作或其他外部接点的状态。通过液晶显示或通信可以观测到开关量输入的实时状态。开关量变位事件记入soe，时间分辨率1ms。

2)脉冲计数器：可以接收电能表或其他装置发出的脉冲并计数。

当di状态由开→合变化时，计数器加1，此时不产生soe。每个脉冲计数器具有单独的折算系数，可以设置定值及清零。

装置根据设定的脉冲系数和起始值计算出数值，通过通信可以读取到脉冲数值。

脉冲系数x表示，每x单位的电能、水或燃气，产生1个脉冲。

3)费率切换：用于控制分时计费费率。

设置该模式时，分时计费的当前费率由di2和di1的状态来控制，未设置费率控制模式时，分时计费的当前费率将由分时计费参数设置的时间表来决定。比如，设置di2和di1为费率控制模式，di2和di1的状态为0、1，则当前费率为t2。用户可以选择1个或者2个di来控制费率，选择1个di时，能控制t1和t2两个费率；选择2个di来控制费率时，能控制4个费率t1、t2、t3、t4。设置费率控制模式，必须从di1开始设置，否则通讯设置会返回失败。比如，di1为开关量模式，此时，设置di2为费率控制模式，则通讯返回非法数据的异常。每路di去抖时间可整定，整定范围：1～1000ms。

事件顺序记录(soe)：可记录16个事件，停电不丢失。可记录包括装置断电、开关量输入变位和参数修改等事件，并记录发生日期和时间。时间分辨率为1ms。所有事件记录可通过通信口供上位机读取，如果16个事件记录满将从第一个事件开始覆盖旧记录。为了及时读取到所有事件记录，应保持装置和上位机实时通信。通过面板或上位机可以清除soe记录。

图3为本实施例中数据采集管理单元的结构示意图，图3中，该数据采集管理单元2包括电参数采集终端201、流量计202、压力计203、气表204、温湿度传感器205、数据采集模块206、存储器207、以太网接口单元208、串口通信单元209、4g路由通信接口210、lora无线组网模块211、第一plc212和供电电源213，电参数采集终端201、流量计202、压力计203、气表204和温湿度传感器205均与数据采集模块206连接，数据采集模块206还分别与存储器207和第一plc212连接，第一plc212分别与以太网接口单元208、串口通信单元209、4g路由通信接口210、lora无线组网模块211、第一plc212和供电电源213连接。

电参数采集终端201采集常规电参数，流量计202采集水的流量，压力计203采集压力数据，气表204计量使用气体的量，温湿度传感器205采集温湿度数据，数据采集模块206能够采集电参数采集终端201、流量计202、压力计203、气表204和温湿度传感器205的数据，并进行适当处理和储存，实现云平台或综合能源管理平台与采集终端之间的数据交互。可实现远程配置功能，可远程对单元进行配置和调试，即可提高整个项目配置效率，还可以快速定位故障原因；节约人力成本、交通成本和时间成本；可以采集电气量参数和非电气量参数、适应多种能源信息采集和环境参数采集、适用范围宽。支持类似第一plc212的逻辑运算和可编程功能，实现机械设备或生产过程的自动化管理和智能控制。

以太网接口单元包括100base-tx接口、多模100base-fx光口和单模100base-fx光口。串口通信单元包括1个rs-422接口和3个rs-485接口。

该数据采集管理单元2的工作环境如下：工作温度：-25℃～+70℃；贮存温度：-40℃～+85℃；相对湿度：5％～95％；大气压力：70kpa～106kpa；海拔高度：＜3000m。

工作电源如下：电压范围：95v～250vac/dc，47hz～440hz；功率消耗：≤6w。

通信参数如下：

1)以太网参数

具有2个以太网口，可以选择以下之一：

100base-tx，标准rj45型，内建1.5kv磁隔离保护；

100base-fx光口，多模，2km；

100base-fx光口，单模，60km；

2)串口通信参数

配置：1个rs-422/485口，3个rs-485口；

工作方式：rs-422/485口为半双工/全双工，rs-485口为半双工；

保护：具有防雷和防静电保护、3kv隔离保护；esd(静电保护)，非接触15kv，接触6kv；

波特率：300bps～115200bps；

数据位：5、6、7、8；

停止位：1、2；

校验位：none、even、odd、mark、space。

3)4g通信参数

支持的网络类型：gsm、cdma2000/evdo、wcdma、td-scdma、lte-fdd、lte-tdd；

通道数：3个。

4)lora通信参数

工作频段：470mhz～510mhz免费频段；

通信信道：17个；

调制方式：lora调制方式，同时兼容并支持gfsk、fsk等传统调制方式；

发射功率：17±1dbm；

接收灵敏度：-136±1dbm；

波特率：1200，2400，3800，7500，15000bps；

极限通信距离：空旷条件3000m。

电气绝缘性能如下：介质强度：能承受gb/t14598.3-2006规定的交流电压为2kv(弱电回路为500v)、频率为50hz、历时1min的介质强度试验，无击穿和闪络现象。绝缘电阻：能满足gb/t14598.3-2006规定的开路电压为500v时绝缘电阻值不小于100mω。冲击电压：能承受gb/t14598.3-2006规定的峰值为5kv(额定电压为220v)或1kv(额定电压≤60v)的标准雷电波的冲击电压试验。

机械性能：1)振动试验：振动响应试验：符合gb/t11287-2000规定，严酷等级为1级。振动耐久试验：符合gb/t11287-2000规定，严酷等级为1级。

冲击试验：冲击响应试验：符合gb/t14537-1993规定，严酷等级为1级。冲击耐久试验：符合gb/t14537-1993规定，严酷等级为1级。

碰撞试验：符合gb/t14537-1993规定，严酷等级为1级。

电磁兼容性能：静电放电抗扰度试验：符合gb/t17626.2-2018(iec61000-4-2：2008)规定，严酷等级为4级。射频电磁场辐射抗扰度试验：符合gb/t17626.3-2006(iec61000-4-3：2006)规定，严酷等级为3级。电快速瞬变脉冲群抗扰度试验：符合gb/t17626.4-2008(iec61000-4-4：2004)规定，严酷等级为4级。浪涌抗扰度试验：符合gb/t17626.5-2008(iec61000-4-5：2005)规定，严酷等级为4级。射频传导抗扰度试验：符合gb/t17626.6-2008(iec61000-4-6：2006)规定，严酷等级为3级。工频磁场抗扰度试验：符合gb/t17626.6-2006(iec61000-4-8：2001)规定，严酷等级为4级。振荡波抗扰度试验：符合gb/t17626.12-1998(iec61000-4-12：1995)规定，严酷等级为4级。

透明传输功能：即串口服务器功能，实现以太网与rs485/lora无线通信链路之间报文的透明转发。

数据采集功能：采集接口：rs-485接口(4个)、lora、以太网接口；采集规约：支持dl/t645、modbusrtu、cj/t188、iec103、modbustcp，也可以扩展其他类型采集规约；采集方式：实时采集，在线轮询方式采集各电表数据；定时自动采集：按照设置的采集时间间隔采集数据；通过数据中心的查询命令，立即进行采集；支持分类分项能耗数据采集。

数据转发功能如下：转发接口：支持以太网接口、4g路由接口；转发规约：modbustcp、iec104、q/gdw376.1-2013《电力用户用电信息采集系统通信协议：主站与采集终端通信协议》、《mqtt物联网协议》；支持dns域名解析和自动获取ip功能，支持静态路由功能；支持最多同时与三个主站后台系统通信；支持md5身份认证机制，支持128位aes及des、3des等高级加密标准算法；支持ssl安全协议；支持通信状态实时监控、通信状态故障定位和诊断功能，支持向主站系统上传故障信息；网络故障恢复后，能够自动恢复连接；支持历史数据断点续传功能。

自定义数据及运算功能：支持自定义数据，即虚拟测点，并支持简单的计算公式运算。

逻辑运算功能：能够实现遥测、遥信、电能数据的算术运算与逻辑运算，可将计算结果上传主站，还可根据运算结果遥控出口，并记录自定义事件。

维护功能：支持应用程序在线升级。支持内部时钟rtc、sntp校时、手动校时、主站通信对时，走时精度误差小于0.5秒每天。

远程配置功能：可通过自身4g或就近的网络环境接入公网，通过web页面正确设置数据采集单元远程配置参数如服务器地址、服务器端口、网关标识、用户名、密码等，就可以登录远程配置服务器，与服务器建立通信连接。

该数据采集管理单元2的环境条件如下：环境温度：-25℃～+70℃；贮存温度：-40℃～+85℃；相对湿度：5％～95％；大气压力：70kpa～106kpa；海拔高度：＜3000m。

对于电压线路而言，额定电压un：220vac；测量范围：176～264vac；频率：45hz～65hz；功率消耗：＜10va/相；＜2w/相。

对于电流线路而言，a)直接接入式：基本电流ib(最大电流imax)：3×20(100)a；测量范围：0.004ib～imax；启动电流：0.004ib；功率消耗：＜4va/相；线缆：最大线径35mm²。b)经互感器接入式：额定电流in(最大电流imax)：3×5(6)a；测量范围：(0.001～1.2)in；启动电流：0.001in；功率消耗：＜0.5va/相。

对于电能脉冲而言，1个光电脉冲输出和1路接点脉冲输出；脉冲常数：1、10、100、1000、3200imp/kwh(imp/kvarh)；脉冲宽度：60ms～150ms。

对于通信接口而言，接口类型：rs-485，二线方式；工作方式：半双工；通信速率：1200、2400、4800、9600、19200bit/s；通信协议：modbusrtu，dl/t645。

图4为本实施例中模拟量采集单元的结构示意图，图4中，模拟量采集单元4包括电动机温度监测模块401、变压器温度监测模块402、电锅炉数据采集模块403、蓄热水箱温度监测模块404、供热用户室内环境温度监测模块405、供热站环境温度监测模块406、流量计407、压力监测模块408、热电阻温度测量模块409、第二plc410和工作电源411，电动机温度监测模块401、变压器温度监测模块402、电锅炉数据采集模块403、蓄热水箱温度监测模块404、供热用户室内环境温度监测模块405、供热站环境温度监测模块406、流量计407、压力监测模块408、热电阻温度测量模块409和工作电源411均与第二plc410连接。热电阻温度测量模块409包括pt100热电阻温度测量模块、ni100热电阻温度测量模块、ni120热电阻温度测量模块和cu50热电阻温度测量模块。

模拟量采集单元4还包括开关量输入节点412，开关量输入节点412与第二plc410连接。模拟量采集单元4还包括电磁式继电器413，电磁式继电器413与第二plc410连接。

该模拟量采集单元4的环境条件如下：a)运行温度：-40℃～+85℃；b)存储温度：-40℃～+85℃；c)大气压力：70kpa～106kpa；d)相对湿度：5％～95％(无冷凝)。

额定参数如下：a)模块工作电源：交直流：额定110v/220v，电压允许范围95v～250v±10％；b)ai电流输入：测量范围：0～20ma准确度等级：±0.5％；c)热电阻输入。

d)开关量接点输入(di)：开关量输入为24v内激励，无源干接点输入，去抖时间为20ms；e)alarm接点输出：电磁式继电器；常闭触点；触点容量：额定250vdc/5a，30vdc/5a；f)功率消耗：模块电源回路：小于4w；g)rs485通信接口：工作方式：半双工；通信速率：1200、2400、4800、9600、19200、38400bps；通信规约：modbus-rtu；h)光纤通信接口：st接口；最远传送距离；单模：20km；接入光纤；单模：1310nm单模光纤(9/125um(g.652a、g.652b或者b1.1标准))。

电气绝缘性能：a)介质强度：符合gb/t14598.3-2006规定。工频电压2kv，时间1分钟。b)绝缘电阻：符合gb/t14598.3-2006规定。500v兆欧表测试，绝缘电阻值不小于100mω。c)冲击电压：符合gb/t14598.3-2006规定；承受1.2/50μs峰值为5kv的标准雷电波的冲击。

机械性能：a)振动：振动响应：符合gb/t11287-2000标准规定，严酷等级为1级；振动耐久性：符合gb/t11287-2000标准规定，严酷等级为1级；b)冲击：冲击响应：符合gb/t14537-1993标准规定，严酷等级为1级；冲击耐久性：符合gb/t14537-1993标准规定，严酷等级为1级。c)碰撞：符合gb/t14537-1993标准规定，严酷等级为1级。

电磁兼容性能：a)静电放电抗扰度：符合gb/t17626.2-2006(iec61000-4-2：2001)规定，严酷等级为4级。b)射频电磁场辐射抗扰度：符合gb/t17626.3-2006(iec61000-4-3：2006)规定，承受10v/m的最严酷等级。c)电快速瞬变脉冲群抗扰度：符合gb/t17626.4-2008(iec61000-4-4：2004)规定，严酷等级为4级。d浪涌抗扰度：符合gb/t17626.5-2008(iec61000-4-5：2005)规定，严酷等级为4级。e)射频传导抗扰度：符合gb/t17626.6-2008(iec61000-4-6：2006)规定，严酷等级为3级。f)工频磁场抗扰度：符合gb/t17626.8-2006(iec61000-4-8：2001)规定，严酷等级为4级。g)振荡波抗扰度：符合gb/t17626.12-1998(iec61000-4-12：1995)规定，严酷等级为3级。

该模拟量采集单元4具有测量功能、di监测功能和自检告警功能；对于测量功能而言，支持二线制或三线制热电阻；自适应pt100、ni100、ni120和cu50四种热电阻类型，提供高精度的温度测量功能。模块的ai通道支持小电流信号接入，测量结果以实测的ma电流值供通信读取。若输入电流超过。则测量结果保持为24ma。

对于di监测功能而言，该模拟量采集单元4具有两路开关量输入接点，内置24v直流电源激励，可检测外部无源接点的状态。通过模块指示灯及通信标志位状态可以监测到开关量输入的实时状态。

该模拟量采集单元4具有自检告警功能，本模块具有一路告警继电器输出接点，标识为alarm，为常闭接点，可指示装置异常状态，不可遥控。该模拟量采集单元4断电时，alarm默认为闭合；上电自检正确后，alarm断开。运行中当监测到adc自检故障、存储器错误或参数错误时，继电器动作，alarm闭合，直到故障恢复。

智能io逻辑单元5具有遥信功能、goose功能、控制功能、通信功能、记录功能、对时功能和可编程功能。可编程逻辑包括：逻辑变量、自保持变量、出口、自定义事件等。其中对时功能分为软件对时和硬件对时，软件对时支持sntp网络对时和通信对时。sntp网络对时是装置自动从网络时间服务器获取高精度时间；通信对时是上位机通过modbus协议对装置进行对时。硬件脉冲对时支持gps秒脉冲/分脉冲对时以及irig-b码对时，由于gps脉冲同步只包含整分/整秒的边沿信号、不能提供具体时/分/秒的值，实际使用过程中应与软件对时配合使用，以达到全站精确时钟同步、误差在1ms以内。当采用gps硬件脉冲、irig-b码对时时，将对时接口接入rs485通信口，可自适应对时信号(此时不能进行rs485通信)。若运行环境没有时钟同步设备，装置会根据内部时钟源(rtc)走时，以保证系统走时的精确性。通过modbus规约进行软件对时，不受装置时钟源设置影响。

总之，本发明能实时监测常规电参数、环境参数和非电气参数、电能质量参数、热量、热转换效率，具有控制输出和互动功能，具有远程配置和调试功能，能降低成本，自动化和智能化控制程度较高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。