水电气表集中抄表系统解决方案.docx
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水电气表集中抄表系统解决方案
水电气表
远程集中抄表系统方解决方案
第一章直读式远程抄表系统介绍
一、系统结构
直读式集抄系统由四级网络组成,从下至上分别是读数转换层、中继/供电层、数据集中层和管理层(见图1)。
读数转换层
读数转换层的作用是把各种计量表上计数器的显示值转换成与其对应的读数,并传送给上层设备。
该层的主要设备是各种直读式远传计量表。
中继/供电层
中继/供电层的作用有两个:
一是向下属的直读式表计提供可控的工作电源;二是对通信线路上的信息进行中继。
该层的主要设备是中继器(CRU)。
图1直读式集抄系统结构框图
数据集中层
数据集中层的作用是定时读取和储存下属各表计的数据及传递实时操作命令。
该层的主要设备是集中器(TCU)。
管理层
管理层的作用是对整个系统所采集的数据进行处理、储存,并提供查询、打印等功能。
该层的主要设备是电脑、打印机等。
通过管理层还可以将ENMS系统的数据提供给其它管理系统使用。
直读式集抄系统的工作原理如下:
投入运行后,系统进入“待命”状态,此时只有集中器和中继器处于工作状态,可以随时接收来自管理中心的命令。
如果集中器接收到来自上层的操作命令,或者集中器内预设的定时抄表时间到,系统即进入“工作”状态,此时中继器先接通各直读表的电源,然后就可根据操作命令执行各项操作了。
如果连续15分钟(此时间可设置)内没有新的操作,则系统自动返回“待命”状态。
在日常情况下,管理层电脑不干预系统的运行,由集中器根据预先设定的时间和次数对其下属表计进行抄表,并对所抄数据按一定格式存储在具有掉电保护功能的存储器中。
集中器对下的定时抄表次数至少每天1次。
根据需要,管理层电脑可随时读取集中器中所储存的数据;也可以通过集中器实时地对任一表计进行操作(如读取抄表数据、执行通断控制、设置相关参数等等)。
管理层电脑对所读取的数据作进一步处理后,向用户提供查询服务及输出各种报表。
二、通信方式
直读式集抄系统在组成结构上类似于集散式控制系统,其数据通信由上中下三个层次组成(见图2)。
上层通信是指集中器与主站电脑之间的通信,中层通信是指集中器与其下属中继器(或采集终端)之间的通信,下层通信是中继器(或采集终端)与其下属直读表之间的通信。
这三层通信在物理结构上相互独立,对通信方式、传输介质、传输速率的要求各不相同,下面分别予以介绍。
图2直读式集抄系统结构图
1、上层通信
如前所述,上层通信是指集中器与主站电脑之间的通信。
该层通信的主要特点是数据量较大,传输距离可能很远。
如图3所示,在实际工程项目中,上层通信经常采用的方式有RS232、电话网、GPRS、RS485、局域网等。
1.1、RS232串行通信方式
如图3(a)所示,这是最简单也是最常用的方式,用一根RS232串行电缆将集中器的RS232口与电脑的RS232口连接起来即可。
这种方式适用于集中器与主站电脑距离很近的场合,该距离应当小于15米。
这种通信方式的传输速率较高,误码率很低,可靠性较高。
1.2、电话拨号通信方式
如图3(b)所示,当主站电脑与集中器相距较远时,可采用这种方式。
主站电脑和集中器各自通过调制解调器(MODEM)与电话网连接,从理论上讲,只要通电话的地方,都可采用此方式,因此它的传输距离不受限制。
这种通信方式的可靠性会受电话网传输质量的影响。
(a)(b)(c)(d)
图3系统上层通信方式
1.3、GPRS通信方式
如图3(d)所示,当主站电脑与集中器相距很远,并且无法采用电话拨号或者电话距离太远布线费用太高,可采用这种方式。
1.4、RS485串行总线通信方式
如图3(c)所示,当主站电脑与集中器之间有一定距离,并且一个项目中有多台集中器时,可采用这种通信方式。
该方式要求集中器具有上行RS485通信接口,主站电脑也通过一个RS232/RS485转换器与串行总线相联。
在理论上,电脑与集中器间的最大距离可达到1200米,如增加中继器则还能延长传输距离。
这种方式的另一个特点是可以连接多台集中器(最多255台),因此适用于比较大型的项目。
这种通信方式的传输可靠性较高,传输速率也较高。
1.5、局域网通信方式
如图3(d)所示,随着网络技术的飞速发展,网络的触角已伸展到我们的周围。
“宽带接入”成为新建小区的亮点,因此集抄系统与网络的连接也就势在必行了。
此外近年来随着无线通信网络的发展,GPRS通信方式也可用于集抄系统的上层通信。
这几种通信方式各有特点,应根据项目的具体情况选用,以期达到最佳效果。
下表综合了这几种方式的情况,供参考。
通信方式
传输距离
可靠性
系统费用
适用范围
RS232
≤15m
高
低
近距离,单TCU结构
电话拨号
电话网所及处
较高
中
远程,有电话网处
RS485
≤1200m
高
中
中近距离,多TCU结构
局域网
视网络规模
高
高
距离不限,有局域网处,多TCU
GPRS
GSM覆盖处
高
中
距离不限,有GSM网络处
2、中层通信
中层通信是指集中器与中继器(或采集终端)之间的通信。
目前一般采用RS485和局域网方式较多,也可以通过小区已经铺设的GPRS方式来传输系统数据。
其特点如上面介绍,这里不再重复。
3、下层通信
下层通信是指中继器与其下属表计之间的通信。
目前采用的通信方式主要是RS485。
图4下层通信连接示意图
从图4中可见,中继器的下行通信接口通过RS485总线与直读表连接,同时中继器所提供的直流电源通过另一对导线与直读表连接。
按照目前设计,考虑到中继器电源的容量,一台中继器所能连接的直读表数为≤100个。
为方便系统的组成及供电,往往在每栋楼或每个楼道配置一台中继器,以连接整个单元各层的直读表。
RS485总线通信是一种比较成熟的通信方式,无论传输速率还是可靠性都很高。
三、设备简介
1、集中器
集中器采用模块化结构,可在线修改系统配置,具有两个硬件上互相独立的串行口,各方面的性能均有较大提高。
外形如图5所示。
图5
主要技术参数如下:
通信接口:
上行—RS232、RS485、GPRS、GSM、以太网、电话线
下行—RS485、局域网、GPRS
通信距离:
GPRS通信方式:
GSM网络覆盖范围
拔号方式:
电话网络覆盖范围
485通信方式:
1200米(加中继器可延长通信距离)
RS232通信方式:
15米
通信速率:
上行:
600、1200、2400、4800、9600、19200bps
下行:
300、600、1200、2400bps
存储容量;高达8M字节,可根据客户要求定制为16M字节
数据存储空间:
8MbytesFLASH(可扩展为16M),1MbytesSRAM
掉电数据保存时间:
≥1年
工作方式:
连续
电源:
AC220V±20%50±1Hz
外形尺寸:
255mm175mm82mm
2、采集终端
采集终端是本公司推出的新产品,该系列终端性能可靠,外形美观,安装方便。
终端可以完成对水、电、气表进行数据采集,将数据发给集中器的功能。
外形如图7所示。
图7采集终端
主要技术参数如下:
可接水、电、气表:
1~100个
通信方式:
、上行通信协议为DL/T645协议:
RS485,1200bps,1200米(加中继器可延长通信距离);局域网、GPRS
、下行通信协议为DL/T645:
RS485,1200bps,1200米
、本地通信协议为CP98协议:
红外接口,1200bps,3米
存储空间:
EEPROM8K
参数设置方式:
集中器、掌上电脑、管理中心计算机
掉电数据保存时间:
≥10年(数据储存在EEPROM中)
工作方式:
连续
输出电源电压:
DC.12V
额定输出电流:
≤800mA
输出电源方式:
通断可控制
工作电压:
AC220V/50HZ
额定功耗:
≤10VA
工作环境:
-10℃~55℃,RH≤93%
外形尺寸:
190mm×140mm×65mm
3、直读式水表
与传统的集抄系统不同,直读表是采用直接读取表计中机械计数器字轮位置的方法来抄表的,因此其抄表部分的电路平时可以不工作,只需在抄表时短暂地通电工作就可以了。
直读式水表的最大特点是准确和节能。
外形如图8所示。
图8直读式水表
主要技术参数如下:
直读位数:
3位整数
输出接口:
RS485
通信速率:
4800bps
传输距离:
≤1200m
工作电源:
DC.9~12V
额定电流:
待机时小于8mA,读表时小于30mA
工作方式:
间歇
基表参数:
符合GB/T778-1996
4、直读式气表
与传统的集抄系统不同,直读表是采用直接读取表计中机械计数器字轮位置的方法来抄表的,因此其抄表部分的电路平时可以不工作,只需在抄表时短暂地通电工作就可以了。
直读气表的最大特点是准确和节能(见下图11)。
图11直读气表
主要技术参数:
直读位数:
3位整数
输出接口:
RS485
通信速率:
4800bps
传输距离:
≤1200m
工作电源:
DC.9~12V
额定电流:
待机时小于6mA,读表时小于30mA
工作方式:
间歇
基表参数:
符合GB/T6968-1997
5、RS485电表
DDS73型电子式单相电能表,用于计量额定频率50Hz的交流单相有功电能。
该产品采用先进的微电子技术进行电能计量.其性能指标符合GB/T17215-2002标准。
具有高精度、高可靠性、高过载、低功耗、重量轻的特点。
通讯协议符合国标DLT645标准,可选装继电器实现远程关断电。
外形如图10所示。
图10RS485电表
主要技术参数如下:
精度:
1.0级,2.0级
规格:
220V,50HZ,5(20)A5(30)A10(40)A
常数:
1600/3200imp/kwh
功耗:
≤2W和10VA
重量:
约0.63Kg
外型:
166mm×109mm×60mm
标准:
GB/T17215-2002
第三章直读式远程抄表系统的特点说明
1、抄表的准确性
直接读取表计的“窗口值”,减少了累计脉冲换算的故障点,没有累计误差;直读表计电子部分与表内的计数器等装置没有机械接触,不受抖动影响而引起误差;抄表时瞬时读取数据,不受电磁干扰影响。
因此抄表更趋准确可靠。
2、抄表的方便性
直接读取表计的“窗口值”,不需设置表底数,表常数等各种参数,无需存储数据,操作方便实用。
3、低功耗“省能”
电子采样器件只在抄表时由中继器提供工作电源,内部不设电源,平时不工作,不耗电,功耗大大降低。
4、防雷电等安全性能
由于表内的电子部分平时不工作,与外界隔绝,不受外界电磁干扰,也不对其他弱电系统产生干扰,大大提高了防雷的性能和阻绝了电磁干扰。
5、系统使用寿命长
由于直读表计不需要长期工作,避免了在运行过程中受到各种干扰的伤害(如雷电、静电等),实时抄表时瞬时工作,从而大大延长了抄表系统的使用寿命。
6、安装简单方便、维护量少及费用低
采用总线方式,布线简单方便;如果采用光纤方式,系统基本上不需要另外再布线了。
直读式抄表系统无读数误差,主要维护通信线路,省时省力;系统不需要长期供电,不需要备用电池,不工作时不耗电,因此维护量少、费用低。
7、系统具有开放性
采用完全开放的设计思想,充分考虑了与其他各种系统的兼容性。
第四章直读式远程抄表系统功能说明
1、费用管理:
费用的统计、查询、备份、报表、收费单的生成。
2、三表管理:
不需设置表底数、表常数。
3、小区管理:
设置小区有关参数。
4、用户管理:
管理和控制每户的用量及结算方式等。
5、事务日志:
系统工作情况的保留、查询。
6、分级管理:
可以设定不同的管理操作人员及其权限。
7、实时抄表:
实时抄取任一表计当前数据及状态。
8、自动校时:
定时抄表时自动校正系统内装置的时间。
9、数据保留:
系统或某设备断电时,数据长期保留。
10、可按编号、地址、姓名、电话等信息查询用户资料。
11、对用户每月的用量进行统计并计算出金额。
第五章建设远程抄表系统的可行性分析
一、提高开发商的社会知名度及社会效益
1、由于该高档小区采用了远程抄表系统,符合国家节能降耗减排产业政策的有力贯彻。
提高了房地产开发商及物业管理公司社会知名度。
2、对“一户一表、单独计量、单独收费”政策的实施不仅提供了有力的支持,同时为这种管理要求提供了技术及系统上的保障,显示了企业的社会责任感,履行了企业的社会价值。
二、增加楼盘的卖点,提高销售价格及加快销售进度
1、利用提升的智能化亮点促进楼盘销售,增加新建楼盘的卖点和销售力度。
我们都知道,所有楼盘销售的就是一个位置和交通,这些都是固定的,无法改变的。
而户型虽然也是销售的关键,但也是可以拷贝的。
在海南的房子销售卖点无外乎都是海景。
这就为楼盘的销售增加了太多的同质性因素,剩下的就是比实力,拼价格。
但是如果上了抄表系统就为新建楼盘找到了新的卖点。
2、提升楼盘的档次和配套,提高楼盘的销售价格。
为什么同样的楼盘在同样的地段,销售价格会有很大的差距呢?
其实除了固定的户型及地产商实力以外,剩下的还是楼盘本身的档次和配套情况,比如小区智能化系统配套全的档次高的,价格就一定高,因为这有卖点呀!
海南的房子80%是属于外销的,而外地人购买房子的主要目的是度假自住。
平时是很少有人居住的,这就对小区智能化系统提出更高更全的需求。
如果上了和业主比较紧密的远程抄表系统,开发商在制定销售价格时完全可以考虑,提高楼盘的销售价格,并且楼盘的销售进度还会加快。
三、提高楼盘的档次,保护业主的私密性及人身安全
1、满足广大业主隐私权和个人生活空间的保密。
随着人们生活水平的提高,人们越来越注重自己的隐私权和个人的生活空间,不喜欢受陌生人的打扰。
小区有了远程抄表系统,就再也没有“半夜三更”敲门抄表的事情发生了(白天业主不在家,很多抄表人员是晚上抄表)。
2、满足广大业主对家庭及人身安全的需要。
目前已经有许多小偷和抢劫犯,冒充行业单位及物业公司的抄表人员,入室诈骗和作案。
小区有了远程抄表系统,就可以杜绝以上问题的发生。
这些因素影响了业主在购房时的心态,楼盘有了这个系统,房子就比较好卖些。
四、完善楼盘智能化系统,符合国家建设部的智能化系统建设要求
1、完善小区智能化系统的体现。
小区智能化系统一般包含住宅报警装置、访客对讲装置、周界防越报警装置、闭路电视监控装置、电子巡更装置、自动抄表系统、车辆出入与停车管理、紧急广播与背景音乐、物业管理计算机系统及设备监控装置等十个系统。
万科公司认为,衡量社区智能化的真正标准,在于它贴近业主需求的人性化功能。
在以上各系统中,远程抄表系统是业主最需求也最方便的系统,也是和业主利益最紧密的系统。
2、符合国家建设部的《住宅远传抄表系统》建设要求。
1993年建设部立项三表(四表)远传作为科学研究进行课题研究,重点解决三表(四表)出户的问题,为建设智能化小区进行配套工作。
1999年,建设部正式立项编制《住宅远传抄表系统》行业标准。
2004年发布了《住宅远传抄表系统》标准规范,自2004年12月1日起实施。
五、提高物业管理公司或行业单位的管理效益
1、提高管理水平。
系统可及时对用户使用水电能源进行综合分析,并能随时发现长流水、偷窃电等现象,有效堵塞管理漏洞。
2、消除估抄率。
系统可避免许多人为和自然因素,彻底根治抄表不到位的现象。
3、根治错抄率。
系统避免了产生错抄的四个基本环节:
抄表员跑错户、抄表员读错数、抄表员记错数、录入员录错数。
4、避免漏抄率。
系统使抄表工作成为一个轻松快速的业务,完成一次抄表只需数分钟。
5、达到同步抄表。
传统的抄表方式不能做到线路总表与各用户表之间的同时抄表,抄表时差导致用电量、供电量统计基础的不真实;而系统可以大大缩短这种时间差。
6、支持防窃、防表故障功能。
系统的监测功能能够综合分析各种数据特征,发现异常用户;提供连续跟踪用户功能,为防窃能、防表故障提供了有力支持。
7、支持费用收取。
传统的方式是抄表员在抄表的同时兼有通知或收取应缴费用的任务。
系统可以把这些工作很好的分开,也可以通过银行联网系统来收取用户的相关费用。
8、提高控制能力和收缴力度。
系统可以对用户进行远程停电、供电控制,可以方便设备检修和收缴相关费用。
六、提高物业管理公司或行业单位的经济效益
1、减少抄表人员,节约人工成本。
传统的抄表方式需要很多抄表员,抄表周期为一个月。
系统只需要几个工作人员就可以完成整个小区的抄表工作,并且准确率可以达到100%。
2、节能增效效果显著。
传统的抄表方式由于比较粗放,所以导致大量的水电浪费。
上远程抄表系统之后可以定时和及时的了解整个小区用户对水电的使用和消费量情况,可以大量的节约能源,提高使用效益。
3、有效节约能源。
传统的抄表方式不能对用户的能源使用进行及时了解和控制,导致能源结构问题的突变。
上远程抄表系统之后可以动态的对使用能源进行及时的了解和掌控,这样可以使能源的生产、供应、消费进入良性循环的状态。
七、各大地产商、国有企业及行业单位都在大力推广建设远程抄表系统
1、目前在全国一些大城市中的高档项目都在上远程抄表系统,尤其是一些大的知名地产商成为远程抄表系统的建设主力军。
这种系统建设正被一些领先的房地产商作为新的卖点。
比如,雅居乐集团、碧桂园集团、合生创展集团、万科集团、天健集团、招商地产、中海地产等大型房地产商开发的知名楼盘中都使用了我司的远程抄表系统等。
2、目前全国的大型国有企业,尤其是高耗能国有企业都在响应国家提出的“节能减排、扩大内需”政策,积极的推进远程抄表系统建设。
比如,中石油系统2008年拿出10个亿在全国进行远程抄表系统招标,把其各大油田的基地水电表人工抄表和IC卡表管理都换成了远程抄表系统。
中石化系统目前也拿出专项资金在其下属的胜利油田、中原油田等进行试点远程抄表系统建设。
中海油系统的湛江西部基地也在对远程抄表进行考察、选型等等。
一些卷烟企业也在拿出专项资金进行远程抄表系统建设。
更换以往的人工抄表和IC卡表管理模式。
3、目前全国很多城市的水电行业单位都在大力推广远程抄表系统。
比如,国家电网公司为了配合国务院拉动内需的方案,已经编列了数百亿的预算准备进行电力远程集中抄表系统建设。
南方电网公司下属的广东电网公司每年拿出几个亿进行远程抄表系统招标。
成都燃气公司计划在全市小区推广建设燃气表远程抄表系统。
海南民生燃气公司也在计划推广新建小区建设燃气表远程抄表系统。
八、比IC卡表管理更科学、更方便,具有过程监控管理
1、比IC卡表管理系统更准确,更方便,抄表收费更准。
远程抄表系统是通过RS485专线传输的,由于表计是直读表,远程抄表“一次抄表率”和“一次抄表准确率”都是100%”,计费更准,根据抄收的表读书收费,不存在误差和费用流失。
同时该系统具有远程控制功能。
而IC卡表本质上是脉冲表,所以准确性达不到100%,并且也存在人为技术不缴费充值,给物业管理公司或行业单位的水电费用流失带来了很大的弊端,并且也不具备远程控制功能。
2、具有水电表使用过程监控管理。
远程抄表系统是通过RS485专线传输的,并且表是直读表,所以系统可以完全满足对每个表在使用过程中的监控管理,同时也满足表计当前的实时性管理,根据需要还可使表计数据能够及时的上传,和行业单位的营销系统及银行的收费系统等集成在一起。
使物业管理公司或行业单位把服务工作做到事故在发生之前就去解决,化事后被动服务工作为过程主动管理工作,有利物业管理公司或行业单位提高服务质量和工作效率。
而IC卡表是不具备该功能的。
3、表计不需要维护,提高了物业管理公司或行业单位的服务质量。
远程抄表系统是直接读取表计的“窗口值”,没有误差;直读表计电子部分与表内的计数器等装置没有机械接触,不受抖动影响而引起误差;抄表时瞬时读取数据,不受电磁干扰影响。
因此抄表完全准确可靠。
表计内部不设电源,没有功耗。
表内的电子部分平时不工作,与外界隔绝,不受外界电磁干扰。
系统采用总线方式,布线简单方便。
由于线路不工作时不耗电,因此维护量很少。
即使系统出问题了,只要表没有坏(一般表是不会轻易出问题的),系统维护什么时候处理都可以,这样就减少了表计维护力度,改善了服务质量,提高了物业管理公司或行业单位形象。
减少了纠纷和摩擦,有利于创建和谐社会、和谐社区。
4、能够适应水电行业单位的价格体系。
现在各城市的水电行业单位要么在研究实施阶梯水价,要么在进行涨价听证会,要么在实行分时电价,而这些变化的能源价格,抄表系统都能够适应和,根据不同的时段或价格计算出用户该付的费用。
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