摘要:针对目前电力系统管理自动化与现代化住宅水、电、燃气等管理智能化的需求,本文研究了多功能远程抄表系统的工作原理与设计方法,探讨了远程抄表系统设计原则与依据,并对系统的要求与工作环境要求作了分析,对现代化电力系统管理自动化水平提高有一定的参考意义。

关键词:电力系统;远程抄表系统;工作原理;研究

引言

随着建筑、住宅条件的不断提高及计算机技术、现代网络技术及信息集成技术的综合发展,电力系统管理已步入信息时代。居民对居住设施的智能化需求日益提高,另一方面相关管理部门出于对数据统计及收费管理的需要,要求对传统的人工上门抄表方式进行改革。因此,实现用户用仪表的远程集中抄录已是必然趋势。

1、设计原则

采用成熟及实用的技术

本系统具有较高科技含量、讲究简便实用,采用成熟的信息传输、信息存储技术,并结合远程抄表系统特点加以升级改进,成熟应用于多项不同工程中。

系统具有可靠性和稳定性

本系统在技术措施、设备性能的选择、系统结构上充分考虑系统的可靠性和稳定性。在充分提高系统的无故障运行时间的同时,做到了单采集点故障不影响模块中其它采集点的正常工作;一个采集模块故障不影响设备中其它模块的正常工作;一个设备故障不影响系统中其它设备的正常工作。

操作具有、保密性和容错性

由于多表远程抄收系统面临用户的数量众多,用户的层次和素质参差不齐,容易出现系统在使用过程中的被误操作现象。因此,本系统具有较强的容错性和自检功能,对系统操作人员具有操作权限控制,对业主通过网络查询信息具有密码操作,在方便使用的同时兼顾

信息保密。

国际化、标准化、规范化

系统按照国际化、标准化、规范化设计,同时与本系统相配套的各种表具(包括冷水、热水、燃气、电表等)以及系统选用的线材也应选择国际化、标准化、规范化的产品。

具有开放性、可扩性、兼容性和灵活

就目前而言,大多数小区均为分期工程,即建好一期入住一期,然后再建下一期。本系统具有良好的开放性,能紧密地与以往系统连接,合成一个整体,更好地为用户服务。由于工程范围、大小差异很大,故要求系统能适合多种规模的建筑,要有较强的扩展性,能随

时适应对系统的扩容要求。同时系统软件具有很强的兼容性和灵活,能适应升级换代及多种计费方式,满足用户的不同需要。

2、系统工作原理

远程抄表系统设计为:每单元安装1台CXT2-12型12路多表采集器,各采集器用来采集和储存各户相应表具的输出值。每单元用1台电源。管理处需配备计算机,并安装系统软件,运行系统软件通过转换器实现计算机与多表采集装置间通讯,实现远程抄表功能。

多表远程抄收与控制系统由三部分组成,即前端的表具,中间的采集器、中继器等,终端的转换器、计算机、打印机部分组成。多表远程抄收系统前端的冷水表、热水表、中水表、纯净水表、电表、气表、热能表等需为具有输出功能的远传表具。

中间的采集装置安装在各楼层电气竖井内,每个装置中根据采集、控制点数需要配备一个或多个相对独立的采集模块,采集器模块通过RVVP2×1.0(或RVVP 2×0.3)线缆对每户冷水表、热水表、中水表、纯净水表、电表、气表、热能表的输出进行数据采集,多表采集装置中的电源模块和蓄电池为采集器、控制器模块提供电源。

各多表采集装置之间通过RS485总线(RVVP 2×1.0双绞线)(TCP/IP、无线数传模块、GSM模块、GPRS模块等)或手持抄表器连接到小区管理处,通过RS485/232转换器接至计算机管理系统,采集模块在接收到计算机的指令后,将数据向计算机管理系统发送或执行计算机发出的远动指令。计算机管理系统可以对每个用户冷水表、热水表、中水表、纯净水表、电表、气表、热能表进行实时数据采集,可以设置各表具的初始值,可以设置单价和计量系数,可以随时进行数据查询、统计和计算管理,可以查询、打印交费情况和收据,业主可以通过园区网实时查询表具数值和应交费用。系统具有权限设定功能,操作员和管理员可设定不同的权限等级。

在系统中加入中继器,用于延长RS485总线的传输距离和增加RS485系统的采集装置容量。中继器根据现场情况安装于某个采集装置中。

在计算机前端加入转换器,用于将RS485总线信号转换为RS232信号。

本系统采用RS485总线结构,软件运行在Windows98及以上操作系统,可方便地与其他管理系统实现互联,抄表数据库采用Microsoft Access可方便地与其他管理系统实现互联。(见图1)

3、系统功能

3.1硬件系统功能

系统采用RS485工业总线。

系统中采集器模块、控制器模块、中继器模块、转换器模块、电源模块、电池、箱体,相对独立,可以适合各个建筑单体。

能实时读取各路采集信息,包括脉冲式水、燃气、电表、热能表的输出脉冲。

可根据用户需求扩充输出控制点(如用电控制)。

每表两线制连接,能自动巡检各表具的开路、短路状态,并能远传故障告警。

自动巡检设备的通讯状态并能远传故障告警。

当交流220V停电时,现场多表采集装置可继续工作72小时。

多表采集装置本地保存数据的时间为10年。

可与干簧管、霍尔、三极管、光耦输出的远传表具连接。

3.2软件系统功能

操作员、管理员可设置各自独立的密码和不同的操作权限。可以设置各种表具的单价,并可以根据价格变化更改设置。系统自动从价格设置确定时起执行新的价格计费;可以进行业主设置,对业主的楼号、层号、房间号、业主姓名、用户密码进行登记,并生成对应的业主编号。通过业主编号对业主进行管理。可以根据需要随时采集数据,也可以定时采集数据;可以对本地采集装置进行远动操作,设置其表底值或实现归零,完成初始化或恢复原有记录;可以查询业主的当前表具数值和表具工作状况;以查询通讯成功率,用于查看在以往的通讯是否正常;可以查询设备告警信息,用于查询是否出现表具线路故障。

可以查询安防告警信息,用于查询是否有业主紧急求救;无论在设置、查询、检索、收费管理各画面下,若出现通讯、设备、安防告警时,软件管理系统自动推出告警画面及相关信息,并具有语音提示;可以检索任一业主(或部分、全部)在任一时间段内的各项使用

量和交费金额,并可将报表打印输出;可以检索任一业主(或部分、全部)在任一时间段内安防告警信息,并可打印输出;可以检索任一设备(或部分、全部)在任一时间段内设备告警信息,并可打印输出;以对业主进行收费记录查询,可以查询各次收费时的原表底值、交费时表底值、使用量和交费金额;可以完成对业主的收费。系统自动从上次交费后起始,业主自动选择交费截止时间,完成收费,并打印收据;如遇欠费或其他特殊情况,可进行远程控制,用于切断电、水、气等的供给。

4、系统要求与性质

4.1计算机配置

奔腾Ⅲ及以上CPU

128M及以上内存

20G及以上硬盘空间

至少有一个空余串口

Windows 98及以上操作系统

4.2系统对脉冲计量表具的要求

脉冲计量表具的输出方式可以是干簧管、霍尔、光耦三种。

对于干簧管、光耦输出的脉冲计量表具,输出阻值要求如下:

开路时:24kΩ;闭合时:2kΩ;强磁场时:0Ω(只限于干簧管输出)

脉冲计量表具的引出线是明线,要有金属护管,以防止施工时被损坏。

脉冲计量表具引出线的长度要满足实际连线要求。

电子式电表的脉冲常数:≤6400个脉冲/Kw.h。

脉冲水表应具有自保持功能。

4.3系统工作环境

大气压力:86~108kPa

环境温度:-10~+50℃

工作电压:标称值220V AC±百分之十

相对湿度:≤百分之九十五

4.4系统技术指标

功耗:每采集器模块功耗≤1W

与计算机的连接方式:标准232接口

系统通讯方式和速率:RS485,速率9600bps

每采集模块可管理的表具数:4-12表/模块

脉冲计量表输入:计量误差为计量表具±1个脉冲代表的计量值

状态量输入:闭合时为二进制码“1”,断开时为二进制码“0”