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淺析遠程多功能抄表系統的研究與應用
更新時間：2021-05-25點擊次數：1349次
淺析遠程多功能抄表系統的研究與應用
摘要：針對目前電力系統管理自動化與現代化住宅水、電、燃氣等管理智能化的需求，本文研究了多功能遠程抄表系統的工作原理與設計方法，探討了遠程抄表系統設計原則與依據，并對系統的要求與工作環境要求作了分析，對現代化電力系統管理自動化水平提高有一定的參考意義。
關鍵詞：電力系統；遠程抄表系統；工作原理；研究
引言
隨著建筑、住宅條件的不斷改善及計算機技術、現代網絡技術及信息集成技術的綜合發展，電力系統管理已步入信息時代。居民對居住設施的智能化及安全性、舒適性、性需求日益提高，另一方面相關管理部門出于對數據統計及收費管理的需要，要求對傳統的人工上門抄表方式進行改革。因此，實現用戶用儀表的遠程集中抄錄已是必然趨勢。
1、設計原則
采用、成熟及實用的技術
本系統具有較高科技含量、講究簡便實用，采用成熟的信息傳輸、信息存儲技術，并結合遠程抄表系統特點加以升級改進，成熟應用于多項不同工程中。
系統具有可靠性和穩定性
本系統在技術措施、設備性能的選擇、系統結構上充分考慮系統的可靠性和穩定性。在充分提高系統的*運行時間的同時，做到了單采集點故障不影響模塊中其它采集點的正常工作；一個采集模塊故障不影響設備中其它模塊的正常工作；一個設備故障不影響系統中其它設備的正常工作。
操作具有安全性、保密性和容錯性
由于多表遠程抄收系統面臨用戶的數量眾多，用戶的層次和素質參差不齊，容易出現系統在使用過程中的被誤操作現象。因此，本系統具有較強的容錯性和自檢功能，對系統操作人員具有操作權限控制，對業主通過網絡查詢信息具有密碼操作，在方便使用的同時兼顧
信息的安全和保密。
國際化、標準化、規范化
系統按照國際化、標準化、規范化設計，同時與本系統相配套的各種表具（包括冷水、熱水、燃氣、電、熱能表等）以及系統選用的線材也應選擇國際化、標準化、規范化的產品。
具有開放性、可擴性、兼容性和靈活性
就目前而言，大多數小區均為分期工程，即建好一期入住一期，然后再建下一期。本系統具有良好的開放性，能緊密地與以往系統連接，融合成一個整體，更好地為用戶服務。由于工程范圍、大小差異很大，故要求系統能適合多種規模的建筑，要有較強的擴展性，能隨
時適應對系統的擴容要求。同時系統軟件具有很強的兼容性和靈活性，能適應升級換代及多種計費方式，滿足用戶的不同需要。
2、系統工作原理
遠程抄表系統設計為：每單元安裝1臺CXT2-12型12路多表采集器，各采集器用來采集和儲存各戶相應表具的輸出值。每單元用1臺電源。管理處需配備計算機，并安裝系統軟件，運行系統軟件通過轉換器實現計算機與多表采集裝置間通訊，實現遠程抄表功能。
多表遠程抄收與控制系統由三部分組成，即前端的表具，中間的采集器、中繼器等，終端的轉換器、計算機、打印機部分組成。多表遠程抄收系統前端的冷水表、熱水表、中水表、純凈水表、電表、氣表、熱能表等需為具有輸出功能的遠傳表具。
中間的采集裝置安裝在各樓層電氣豎井內，每個裝置中根據采集、控制點數需要配備一個或多個相對獨立的采集模塊，采集器模塊通過RVVP2×1.0（或RVVP 2×0.3）線纜對每戶冷水表、熱水表、中水表、純凈水表、電表、氣表、熱能表的輸出進行數據采集，多表采集裝置中的電源模塊和蓄電池為采集器、控制器模塊提供電源。
各多表采集裝置之間通過RS485總線（RVVP 2×1.0雙絞線）（TCP/IP、無線數傳模塊、GSM模塊、GPRS模塊等）或手持抄表器連接到小區管理處，通過RS485/232轉換器接至計算機管理系統，采集模塊在接收到計算機的指令后，將數據向計算機管理系統發送或執行計算機發出的遠動指令。計算機管理系統可以對每個用戶冷水表、熱水表、中水表、純凈水表、電表、氣表、熱能表進行實時數據采集，可以設置各表具的初始值，可以設置單價和計量系數，可以隨時進行數據查詢、統計和計算管理，可以查詢、打印交費情況和，業主可以通過園區網實時查詢表具數值和應交費用。系統具有權限設定功能，操作員和管理員可設定不同的權限等級。
在系統中加入中繼器，用于延長RS485總線的傳輸距離和增加RS485系統的采集裝置容量。中繼器根據現場情況安裝于某個采集裝置中。
在計算機前端加入轉換器，用于將RS485總線信號轉換為RS232信號。
本系統采用RS485總線結構，軟件運行在Windows98及以上操作系統，可方便地與其他管理系統實現互聯，抄表數據庫采用Microsoft Access可方便地與其他管理系統實現互聯。（見圖1）
3、系統功能
3.1硬件系統功能
系統采用RS485工業總線。
系統中采集器模塊、控制器模塊、中繼器模塊、轉換器模塊、電源模塊、電池、箱體，相對獨立，可以適合各個建筑單體。
能實時讀取各路采集信息，包括脈沖式水、燃氣、電表、熱能表的輸出脈沖。
可根據用戶需求擴充輸出控制點（如用電控制）。
每表兩線制連接，能自動巡檢各表具的開路、短路狀態，并能遠傳故障告警。
自動巡檢設備的通訊狀態并能遠傳故障告警。
當交流220V停電時，現場多表采集裝置可繼續工作72小時。
多表采集裝置本地保存數據的時間為10年。
可與干簧管、霍爾、三極管、光耦輸出的遠傳表具連接。
3.2軟件系統功能
操作員、管理員可設置各自獨立的密碼和不同的操作權限。可以設置各種表具的單價，并可以根據價格變化更改設置。系統自動從價格設置確定時起執行新的價格計費；可以進行業主設置，對業主的樓號、層號、房間號、業主姓名、、用戶密碼進行登記，并生成對應的業主編號。通過業主編號對業主進行管理。可以根據需要隨時采集數據，也可以定時采集數據；可以對本地采集裝置進行遠動操作，設置其表底值或實現歸零，完成初始化或恢復原有記錄；可以查詢業主的當前表具數值和表具工作狀況；以查詢通訊成功率，用于查看在以往的通訊是否正常；可以查詢設備告警信息，用于查詢是否出現表具線路故障。
可以查詢安防告警信息，用于查詢是否有業主緊急求救；無論在設置、查詢、檢索、收費管理各畫面下，若出現通訊、設備、安防告警時，軟件管理系統自動推出告警畫面及相關信息，并具有語音提示；可以檢索任一業主（或部分、全部）在任一時間段內的各項使用
量和交費金額，并可將報表打印輸出；可以檢索任一業主（或部分、全部）在任一時間段內安防告警信息，并可打印輸出；可以檢索任一設備（或部分、全部）在任一時間段內設備告警信息，并可打印輸出；以對業主進行收費記錄查詢，可以查詢各次收費時的原表底值、交費時表底值、使用量和交費金額；可以完成對業主的收費。系統自動從上次交費后起始，業主自動選擇交費截止時間，完成收費，并打印；如遇欠費或其他特殊情況，可進行遠程控制，用于切斷電、水、氣等的供給。
4、系統要求與性質
4.1計算機配置
奔騰Ⅲ及以上CPU
128M及以上內存
20G及以上硬盤空間
至少有一個空余串口
Windows 98及以上操作系統
4.2系統對脈沖計量表具的要求
脈沖計量表具的輸出方式可以是干簧管、霍爾、光耦三種。
對于干簧管、光耦輸出的脈沖計量表具，輸出阻值要求如下：
開路時：24kΩ；閉合時：2kΩ；強磁場時：0Ω（只限于干簧管輸出）
脈沖計量表具的引出線是明線，要有金屬護管，以防止施工時被損壞。
脈沖計量表具引出線的長度要滿足實際連線要求。
電子式電表的脈沖常數：≤6400個脈沖/Kw.h。
脈沖水表應具有自保持功能。
4.3系統工作環境
大氣壓力：86～108kPa
環境溫度：-10～+50℃
工作電壓：標稱值220V AC±百分之十
相對濕度：≤百分之九十五
4.4系統技術指標
功耗：每采集器模塊功耗≤1W
與計算機的連接方式：標準232接口
系統通訊方式和速率：RS485，速率9600bps
每采集模塊可管理的表具數：4-12表/模塊
脈沖計量表輸入：計量誤差為計量表具±1個脈沖代表的計量值
狀態量輸入：閉合時為二進制碼“1”，斷開時為二進制碼“0”
采集器的外型尺寸：125×85×30(mm)（壁掛式）
5.安科瑞遠程預付費系統的介紹及選型
5.1系統簡介
系統為B/S架構，主要包括前端管理網站和后臺集抄服務，配合公司的預付費電表DDSY1352和DTSY1352系列以及多用戶計量箱ADF300L系列，實現電能計量和電費管理等功能。
另外可以選配遠傳閥控水表組成水電一體預付費系統，達到先交費后用水的目的，剩余水量用完自動關閥。
5.2 系統功能
AcrelCloud-3200預付費水電云平臺由云平臺-網關-預付費電能表組成，通過通信網絡完成系統到表的充值、查詢、監控、控制及短信報警等功能。
本系統適用于一些大集團和大物業，往往需要將多個物業環境、分散于各地的物業集中式收費和管理，面臨著數據公網傳輸，財務操作分散，在線支付，總部財務扎口等復雜的需求。
遠程集中抄表：抄表信息通過網關實時上傳到云平臺，快速便捷，免去人工抄表 。
水表預付費:可是查看某區域水表的實時狀態信息，并可以進行單表或批量設置水價控閥等操作。
遠程售電:財務集中管理，電量實時下發，并比對充值次數防止，方便快捷。
能耗分析:用戶和管理員都可查詢預付費表或管控表每天的用能狀況；可提供能耗分析+財務軌跡一體式綜合管理報表，包含用戶表的能耗、財務數據、能耗和財務的期初期末值等數據。
在線支付:商戶可以通過小程序或者微信實現在線自助充值水電費，也可以實時關注商鋪用水用況。
短信提醒:金額不足或金額欠費提醒、電表充值到賬提醒，都可及時短信通知商戶。
遠程控制:可對任意一塊電表執行遠程拉閘或保電等一系列遠程控制操作，方便管理。
5.3設備選型
6、結論
系統特點
該系統采用了改進型485總線結構，具有以下特點：
多表遠程抄收系統為保證數據采集的準確可靠，在每個采集模塊上都設計了硬件濾波器、軟件濾波器、防抖動電路，克服電磁干擾、表具臨界抖動和水錘等原因產生的異常干擾信號。
多表遠程抄收系統各型號的多表采集裝置中，每4、8、10或12具的接口故障、通訊故障、cpu故障等），可對本模塊進行更換或維修，不影響設備中其它模塊的供電和正常工作。
多表遠程抄收系統具有4、8、10、12個數據采集點的采集模塊，在每個模塊中，表具的數據采集和安防點的信息采集可由用戶任意組合。并可根據用戶的需要擴充輸出控制點。每層安裝一臺多表采集裝置使系統中水平布線（設備到本層表具的連線）和垂直布線（設備與設備之間的連線）節減、系統結構清晰。大量減少了施工、調試、維護費用。
多表遠程抄收系統及系統的網絡配套設備。改變了傳統485的單向總線結構，使之具有多分枝性，加強了系統連接的靈活性。為與后期工程的聯網作好了準備。
總線傳輸速度能滿足用戶對遠程抄表的速度要求。每秒9600bit的傳輸速度也*適應物業對管理和收費的需求。
系統容量能滿足目前小區的需求。遠程抄表系統可以采集至6萬個表位。個采集點為一個獨立數據采集模塊。每個模塊發生故障時（如與表系統中各部件在結構、工藝、功能上經過在工程上的多次應用已適應了各種工程的復雜結構。
多表采集與控制系統是集計算機技術、現代信息傳輸技術、網絡技術及信息集成技術于一體的高新技術產品。該產品能夠對水表、電表、氣表、熱能表實現遠程集中抄表、收費，并能控制各種閥門打開、關閉，滿足自來水公司、電力公司、燃氣公司、熱力公司及小區物業管理公司等部門的需求；也可以對吸塵、溫度、濕度、壓力、流量等物理量進行遠傳采集和控制，滿足住宅、學校、石油、化工、倉庫等行業的應用需求。
參考文獻：
[1]于國霞,張春,袁玉湘,謝翔,劉俊華,喬凡,李國林,王志華.基于SOC的無線自動抄表系統設計[J]電測與儀表,2004,(03).
[2]楊震.遠程多功能抄表系統研究[J]信息傳媒.
[3]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06版.
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