用电负荷记录仪的制作方法

本实用新型属于建筑电气性能参数计量领域，具体涉及一种用电负荷记录仪。

背景技术：

公开号为cn102193544a，主题名称为一种智能建筑能源管理系统的发明专利申请，其技术方案公开了“所述智能建筑能源管理系统包括：系统设置单元，用于设置能耗管理对象、管理者信息，系统提供用户权限管理、系统通知、系统错误信息、系统操作记录、能耗术语解释以及系统参数设置；所述的系统参数设置包括外部供入能源的选择、设备的按日历计划运行的状态和关键参数的设定值，所述关键参数包括室内环境参数和设备运行参数；能耗数据采集单元，用于采集能耗管理对象的能耗数据；采用不同协议的现场计量设备进行通信，对建筑各种耗能设备和节能设备的相关数据进行采集，并自动在模拟图块上显示能耗设备的实时动静态属性；能源审计管理单元，用于审计能耗管理对象的能耗状态，包括无功功率的大小和相位角；自动采集各耗能设备实时运行参数，并自动保存到数据库，如发生异常运行状况，系统自动报警；设备能耗管理单元，用于对以设备为单位的实时监测和管理；系统具备自动统计各耗能设备历史数据和能源形态归类综合数据能力，以坐标曲线、格式报表的形式显示、输出和打印；区域能耗管理单元，用于以区域为单位的实时监测和管理”。

以上述发明专利申请为例，虽然也属于建筑电气性能参数计量领域，但侧重于建筑建成后运维阶段的综合管理，并未进一步延及建筑施工阶段的用电量的计量与管控。另一方面，在建筑施工阶段，特别是施工用电环节，当前仍普遍以建筑电气设计和施工用电设计的负荷计算为依据，负荷计算方式基本来自于电气设计手册。为了确保实际用电符合不超过设计上限，相关人员往往预留较为充裕的容量储备。尤其在施工用电方面，施工单位为了确保变压器容量绝对够用，导致在申请施工用电量时进行夸大(当然，施工单位申报的用电量应当经过理论计算)，造成资源浪费和建设单位的资金浪费。监测发现，在施工高峰时段，某施工单位的实际用电量约为申报用电量的10％，二者相差巨大。

在为了改善实际用电量与申报用电量相差巨大的问题，当前通常采用人工监测方式。然而，为了平衡量大和面广之间的矛盾，人工监测方式只能采用随机抽样，因此带有一定的偶然性，监测的精度和实效性都有限，同时也带来了较高的人力资源成本。换而言之，目前的人工监测方式，在建筑一线，仍然不能摆脱人工监测带来的弊端，还没有开始从人工监测到自动监测的转变过程。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的状况，克服以上缺陷，提供一种用电负荷记录仪。

本实用新型专利申请公开的用电负荷记录仪，其主要目的在于，在建筑施工阶段，对于用电量监测，为从人工监测向自动监测的转变过程提供其中一种解决方案。

本实用新型专利申请公开的用电负荷记录仪，其另一目的在于，利用较为成熟的单片机、sd卡等技术手段，降低建筑施工实际用电量在监测过程中的偶然性，提高监测过程的自动化效率。

本实用新型专利申请公开的用电负荷记录仪，其另一目的在于，利用本用电负荷记录仪获取并且掌握较为准确的建筑施工实际用电量后，可以缩小实际用电量和申报用电量之间的巨大差距，从而指导施工单位压缩不必要的容量储备，在保证施工安全的同时，减少资源浪费和资金浪费。

本实用新型采用以下技术方案，所述用电负荷记录仪包括：

一单片机模块arduinouno；

一时钟模块ds3231，所述时钟模块ds3231接于所述单片机模块arduinouno；

一sd卡读写模块，所述sd卡读写模块的输入端接于所述单片机模块arduinouno的输入端，所述sd卡读写模块用于向一sd卡写入建筑施工实际电气参数；

至少一电流变送器，每个电流变送器分别接入用电回路，每个电流变送器的二次侧分别接入所述单片机模块arduinouno的输入端，所述单片机模块arduinouno控制每个电流变送器采集所在用电回路的建筑施工实际电气参数。

根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述电流变送器的数量为3个。

根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，第一个电流变送器接入所述单片机模块arduinouno的a0引脚；第二个电流变送器接入所述单片机模块arduinouno的a1引脚；第三个电流变送器接入所述单片机模块arduinouno的a2引脚。

根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述时钟模块ds3231的vcc引脚于所述单片机模块arduinouno的5v引脚；所述时钟模块ds3231的gnd引脚接于所述单片机模块arduinouno的gnd引脚；所述时钟模块ds3231的scl引脚接于所述单片机模块arduinouno的a5引脚；所述时钟模块ds3231的sda引脚接于所述单片机模块arduinouno的a4引脚。

根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述sd卡读写模块的vcc引脚接于所述单片机模块arduinouno的5v引脚；所述sd卡读写模块的gnd引脚接于所述单片机模块arduinouno的gnd引脚；所述sd卡读写模块的msio引脚接于所述单片机模块arduinouno的12号引脚；所述sd卡读写模块的mosi引脚接于所述单片机模块arduinouno的11号引脚；所述sd卡读写模块的sck引脚接于所述单片机模块arduinouno的13号引脚；所述sd卡读写模块的cs引脚接于所述单片机模块arduinouno的4号引脚。

本实用新型公开的用电负荷记录仪，其有益效果在于，利用较为成熟的arduino单片机、sd卡等技术手段，降低建筑施工实际用电量在监测过程中的偶然性，提高监测过程的自动化效率。

附图说明

图1是本实用新型的系统框图。

图2是本实用新型的部分电路结构示意图(未示出vcc电源等)。

附图标记：10-单片机模块u1；20-时钟模块；30-sd卡读写模块；40-sd卡；50-电流变送器。

具体实施方式

本实用新型公开了一种用电负荷记录仪，下面结合优选实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。

参见附图的图1至图2，图1示出了所述用电负荷记录仪的主要系统组成部分，图2示出了所述用电负荷记录仪的单片机模块u1等主要功能模块的电路结构。

优选实施例。

优选地，所述用电负荷记录仪用于读写一sd卡40，所述用电负荷记录仪包括：

一单片机模块u110；

一时钟模块u220，所述时钟模块u220的输出端接于所述单片机模块u1的输入端；

一sd卡读写模块u330，所述sd卡读写模块u330的输入端接于所述单片机模块u110的输出端，所述sd卡读写模块u330用于向上述sd卡40写入建筑施工实际电气参数；

至少一电流变送器50，每个电流变送器50分别接入(建筑施工现场的其中一个)用电回路，每个电流变送器50的二次侧(次级侧)分别接入所述单片机模块u110的输入端，所述单片机模块u110控制每个电流变送器50采集(该电流变送器50的)所在用电回路的建筑施工实际电气参数。

值得一提的是，在优选实施例中，并不限定电流变送器50的数量(至少一个)，可根据单片机模块u1的具体接口配置和建筑施工现场的实际监测需要灵活搭配。

第一实施例。

优选地，所述用电负荷记录仪包括：

一单片机模块arduinouno；

一时钟模块ds3231，所述时钟模块ds3231接于所述单片机模块arduinouno；

一sd卡读写模块，所述sd卡读写模块的输入端接于所述单片机模块arduinouno的输入端，所述sd卡读写模块用于向一sd卡写入建筑施工实际电气参数；

至少一电流变送器，每个电流变送器分别接入(建筑施工现场的其中一个)用电回路，每个电流变送器的二次侧(次级侧)分别接入所述单片机模块arduinouno的输入端，所述单片机模块arduinouno控制每个电流变送器采集(该电流变送器的)所在用电回路的建筑施工实际电气参数。

值得一提的是，一般地，电流变送器一次侧额定电流等级有50a、100a、150a、200a…1000a等。电流变送器二次侧，既可以是小电流也可以是低电压(与单片机相连，一般选择直流5伏特)。考虑到单片机的模拟输入电压范围通常为0～5伏特，这样电流变送器二次侧输出的直流电压信号(直流5伏特)与单片机正好匹配。作为优选，在本实用新型专利申请中，电流变送器型号可以具体实施为50a/5v、100a/5v、150a/5v…1000a/5v等。一次侧电流则根据用电回路的额定电流来选择，二次侧电压必须是直流0～5v。

其中，所述电流变送器的数量优选为3个。

其中，第一个电流变送器接入所述单片机模块arduinouno的a0引脚。

其中，第二个电流变送器接入所述单片机模块arduinouno的a1引脚。

其中，第三个电流变送器接入所述单片机模块arduinouno的a2引脚。

进一步地，所述时钟模块ds3231的vcc引脚于所述单片机模块arduinouno的5v引脚；所述时钟模块ds3231的gnd引脚接于所述单片机模块arduinouno的gnd引脚；所述时钟模块ds3231的scl引脚接于所述单片机模块arduinouno的a5引脚；所述时钟模块ds3231的sda引脚接于所述单片机模块arduinouno的a4引脚。

进一步地，所述sd卡读写模块的vcc引脚接于所述单片机模块arduinouno的5v引脚；所述sd卡读写模块的gnd引脚接于所述单片机模块arduinouno的gnd引脚；所述sd卡读写模块的msio引脚接于所述单片机模块arduinouno的12号引脚；所述sd卡读写模块的mosi引脚接于所述单片机模块arduinouno的11号引脚；所述sd卡读写模块的sck引脚接于所述单片机模块arduinouno的13号引脚；所述sd卡读写模块的cs引脚接于所述单片机模块arduinouno的4号引脚。

根据上述优选实施例和第一实施例，本实用新型专利申请公开的用电负荷记录仪，其工作原理阐述如下，主要通过单片机模块u1/单片机模块arduinouno(以下简称单片机，下同)利用现有的功能模块实现。单片机可控制控制电流变送器每秒钟采用一次建筑施工实际电气参数(例如，单相电流值/三相电流值)。作为优选，单片机可每三十分钟统计三相电流平均值，以及在该三十分钟内出现的电流最大值，并且对电量模拟值进行累积。利用sd卡模块，单片机把采集到的建筑施工实际电气参数记录到sd卡上。利用高精度的时钟模块u2/时钟模块ds3231(以下简称时钟模块，下同)，单片机把每次电流采样的时间点(年/月/日/时/分/秒)同时记录到sd卡上。作为优选，建筑施工实际电气参数和电流采样时间点等以txt文本文件形式记录在sd卡上(记录值为电流变送器的次级值，换算成实际电流值需要辅以电流变送器的变比)。

第二实施例。

第二实施例在优选实施例或者第一实施例的基础上，对于已经记录在sd卡上，以txt文本文件形式存储的建筑施工实际电气参数和电流采样时间点等数据，进一步做以下拓展(需要说明的是，以下拓展不再作为本实用新型专利的请求保护的技术方案的一部分)。针对以txt文本文件形式存储的建筑施工实际电气参数和电流采样时间点等数据，在需要数据分析时，相关人员可以现场取出sd卡，将sd卡插入位于pc机等电脑的读取装置，即可将txt文本文件导入电脑。进一步利用安装于电脑的软件将存储于txt文件的数据转化成excel图表等文件，方便阅读、更加直观。此外，作为拓展的另一部分，从节能角度考虑，通过对每个用电回路的数据观察，可以直观地看出各时段用电负荷的分布情况，基于以上分析，相关人员可以有意识地主动关闭空闲时段不再使用的用电器(譬如，深夜时段的电梯、电脑等)，从而达到减少能耗的目的。

值得一提的是，本实用新型专利申请涉及的sd卡读写模块的具体选型等应被视为现有技术，这些技术特征的具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可，不应被视为本实用新型专利的发明点所在，本实用新型专利不做进一步具体展开详述。

对于本领域的技术人员而言，依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围。