宿遷澤達職業(yè)技術(shù)學(xué)院預付費宿舍水電管理系統的設計與應用

摘要：介紹宿遷澤達職業(yè)技術(shù)學(xué)院項目預付費宿舍水電管理系統，采用智能預付費儀表進(jìn)行遠程分合控制，達到預付費使用功能。系統采用現場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)通訊并遠傳至后臺，通過(guò)Acrel-3200型遠程預付費電能管理系統實(shí)現配電回路用電的收費和能效管理。

關(guān)鍵詞：學(xué)校；宿舍；用電安全；預付費電能表；Acrel-3200型；遠程預付費電能管理系統

0  概述

本項目為宿遷澤達職業(yè)技術(shù)學(xué)院項目預付費宿舍水電管理系統。根據預付費售電的要求，需要對宿遷澤達職業(yè)技術(shù)學(xué)院的宿舍配電回路進(jìn)行預付費電能管理，以保證先收費后用電。

1  系統結構描述

本監控系統主要實(shí)現宿遷澤達職業(yè)技術(shù)學(xué)院宿舍進(jìn)行收費管理和安全用電管理；監控范圍為樓層ADF300-III-36D(12S)-Y多回路計量箱6臺，分2條總線(xiàn)，現場(chǎng)電表通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)和設置于采集箱的串口服務(wù)器進(jìn)行通訊，將數據上傳至預付費系統后臺，實(shí)現總線(xiàn)上儀表與監控主機的數據連通，完成能效管理和收費管理的系統功能。

本監控系統采用分層分布式結構，即站控層，通訊層與間隔層；

如圖（1）所示：

圖（1）網(wǎng)絡(luò )拓撲圖

間隔設備層主要為：預付費多功能電表。這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣柜內，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過(guò)現場(chǎng)MODBUS總線(xiàn)組網(wǎng)通訊，實(shí)現數據現場(chǎng)采集。

網(wǎng)絡(luò )通訊層主要為：串口服務(wù)器，其主要功能為把分散在現場(chǎng)采集裝置集中采集并傳至站控層，完成現場(chǎng)層和站控層之間的數據交互。

站控管理層：設有高性能工業(yè)計算機、顯示器、UPS電源、打印機等設備。監控系統安裝在計算機上，集中采集顯示現場(chǎng)設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶(hù)。

以上網(wǎng)絡(luò )儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽線(xiàn)傳輸，一般都采用二根連線(xiàn)，接線(xiàn)簡(jiǎn)單方便；通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發(fā)送數據但是在同一時(shí)刻只能發(fā)送或接收數據，數據傳輸速率達到10Mbps。

RS485接口是采用平衡驅動(dòng)器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，總線(xiàn)上允許連接多達30個(gè)設備，傳輸距離能達到1.2km。

2  遠程預付費電能管理系統主要功能

整個(gè)系統軟件設計分為三個(gè)大塊，分別是集中抄表服務(wù)系統，遠程預付費電能管理系統，以及用戶(hù)查詢(xún)系統。

     集中抄表服務(wù)程序常年運行，不間斷定時(shí)對所有表進(jìn)行遠程抄表；遠程預付費系統包含所有開(kāi)戶(hù)、售電、遙控及報表功能。主要特點(diǎn)如下：

a. 快速配置，即裝即用：將電表和通訊管理機配置導入系統就可以使用；

b. 遠程集中抄表：免去人工抄表，電表狀態(tài)實(shí)時(shí)性可精確到3分鐘以?xún)龋?/span>

c. 支持單獨計價(jià)、多費率、階梯電價(jià)：可對每塊電表單獨設置電價(jià)、費率和階梯電價(jià)；

d. 遠程售電：財務(wù)集中管理，電量實(shí)時(shí)下發(fā)，并比對充值次數防止作bi；

e. 數據安全：網(wǎng)絡(luò )數據傳輸采用金融級的3DES加密算法，防止數據作bi竊電；

f. 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；

g. 能耗分析及查詢(xún)：用戶(hù)和管理員都可查詢(xún)預付費表或各類(lèi)接入的計量?jì)x表每天的用能狀況；

     傳統的IC卡預付費售電管理系統實(shí)現了先交費后用電的管理模式，但由于抄收電表數據依賴(lài)于購電卡，用戶(hù)用電數據滯后于發(fā)生時(shí)間，不僅需要人工抄表，也無(wú)法有效進(jìn)行用電管理、監控和實(shí)時(shí)控制。

    利用遠程預付費電能管理系統，無(wú)需IC卡，可以實(shí)現計算機遠程集中抄表、實(shí)時(shí)監控、遠程充值和遠程控制，物管部門(mén)即可完成整個(gè)抄表、收費、控制和核查工作，實(shí)現高度信息化和自動(dòng)化，大大提高用電營(yíng)銷(xiāo)管理效率和水平，節約人力物力的同時(shí)，也提高了經(jīng)濟效益，同時(shí)還具有防信息泄露防竊電的安全功能。

3  案例分析

宿遷澤達職業(yè)技術(shù)學(xué)院項目預付費宿舍水電管理系統采用DTSY1352-NK系列預付費計量?jì)x表，該儀表主要測量所有常規電力參數，如：三相電壓、電流、有功功率、功率因數、頻率、有功電度、剩余電量、剩余金額。

現場(chǎng)實(shí)現了以下功能：

1.集中抄表服務(wù)系統

集中抄表服務(wù)程序包含三大模塊，除了常年運行的定時(shí)對所有儀表進(jìn)行集中遠程抄表以外，還集成了報警短信發(fā)送服務(wù)，能將電費金額預警和欠費預警自動(dòng)生成手機短信自發(fā)送給對應的商鋪用戶(hù)，該功能需要與硬件短xin貓配合使用。

系統默認半小時(shí)對所有表進(jìn)行一次遠程集中抄表，時(shí)間間隔支持個(gè)性化配置。

2.遠程預付費電能管理系統

本系統分為五大模塊，分別是操作員登陸模塊、系統配置模塊、用戶(hù)（宿舍）管理模塊、售電管理模塊、報表中心模塊，系統大致運行和操作流程如下：

本系統所有的報表及記錄查詢(xún)，都支持excel格式導出的功能。

a) 登陸管理：管理操作員賬戶(hù)及權限分配，查看系統日志等功能；

b) 系統設置：對建筑、儀表及默認參數進(jìn)行配置；

c) 用戶(hù)管理：對商鋪用戶(hù)執行開(kāi)戶(hù)、銷(xiāo)戶(hù)、遠程分合閘、抄表導出及記錄查詢(xún)等操作；

d) 售電管理：對已開(kāi)戶(hù)的表進(jìn)行遠程售電、退電、沖正及記錄查詢(xún)等操作；

e) 報表中心：提供售電財務(wù)報表、用能報表、報警報表等查詢(xún)。

系統針對商鋪開(kāi)戶(hù)不僅支持一戶(hù)一表，也支持一戶(hù)掛多表的需要；同時(shí)支持和解決了項目改造后新老表切換時(shí)，老表金額轉入的問(wèn)題；支持峰谷電價(jià)，支持一表一電價(jià)；可對單表設置功率過(guò)載的閾值，也支持設置單表金額報警的兩級閾值。

批量遠程操作場(chǎng)景中，系統提供了多項功能，針對開(kāi)戶(hù)、報警1、報警2、欠費、未開(kāi)戶(hù)、失聯(lián)狀態(tài)都有不同的顏色顯示；并且支持遠程對儀表進(jìn)行遙控，遙控的命令類(lèi)型如下：

1.電價(jià)下發(fā)；2.設置下發(fā)（下發(fā)報警金額閾值和過(guò)載功率閾值）；3.保電（強制儀表合閘）；4.恢復預付費（欠費自動(dòng)跳閘的模式）；5.拉閘（強制斷電）；6.抄表導出（導出當前所有表狀態(tài)為EXCEL）

系統還將電能計量?jì)x表接入系統，進(jìn)行遠程集中抄表后，提供了輔助的能耗查詢(xún)報表，為能耗分析、用能比對和安全用電提供強有力的依據。該功能用于替代部分能耗分析和管理系統的功能

系統還提供了多個(gè)報表以供查詢(xún)，分別是日/月/年財務(wù)銷(xiāo)售統計報表、失聯(lián)表/通訊管理機查詢(xún)報表、能耗查詢(xún)報表、實(shí)時(shí)報警/歷史報警查詢(xún)報表，支持導出。以下是財務(wù)報表和預付費表日用能查詢(xún)報表：

4  結束語(yǔ)

隨著(zhù)社會(huì )生產(chǎn)的進(jìn)步，在高校宿舍用電量不斷增長(cháng)、對供電質(zhì)量要求不斷提高的同時(shí)，也存在大量安全隱患的情況，加重了高校宿舍管理的困難。為了使高校宿舍提高電費收繳率，規避惡意欠費造成的經(jīng)濟損失，方便宿舍管理、避免安全隱患，我公司特提供成套的預付費解決方案，系統不但可以預收電費，實(shí)現“先交錢(qián)、后用電"，又可針對用戶(hù)有選擇性的進(jìn)行限電。

參照標準：

ISO/IEC11801       《綜合布線(xiàn)標準》

GB/50198           《監控系統工程技術(shù)規范》

GB50052-2009       《供配電系統設計規范》

GB50054-2011       《低壓配電設計規范》

IEC 61587          《電子設備機械結構系列》

DL/T448-2000       《電能計量裝置技術(shù)管理規程》

DL/T 698.1-2009    《第1部分：總則》

DL/T 698.2-2010    《第2部分：主站技術(shù)規范》

DL/T 698.31-2010   《第3.1部分：電能信息采集終端技術(shù)規范-通用要求》

DL/T/814-2002      《配電自動(dòng)化系統功能規范》

DL/T5137-2001      《電測量及電能計量裝置設計技術(shù)規程》

GB2887             《計算站場(chǎng)地技術(shù)條件》

GB/T18460.3        《IC卡預付費售電系統 第3部分： 預付費電度表》