自動抄表

自動抄表

自動抄表系統主要由電能表、採集器、集中器、數據傳輸通道、主站系統構成,通過網路還可以和供電局的營業收費系統相連實現抄表收費一體化。

概述


自動抄表系統主要由電能表、採集器、集中器、數據傳輸通道、主站系統構成,通過網路還可以和供電局的營業收費系統相連實現抄表收費一體化。如圖1所示。

主要特點


1、採集控制終端實時採集電錶脈衝
2、採用十進位記數,實時刷新表底值
3、初始表底值可以方便設定
4、單位電度脈衝數可以分別或同時設定
5、可遠方或當地設定預購電量,並可實現最低剩餘電量報警提示
6、當前表底值和預購剩餘電量獨立處理,並可分別讀取
7、具有遙控功能,配有遙控信號輸出介面,外接遙控單元模塊可實現遠方斷電和送電功能
8、如果已經設置預購電量,當剩餘電量小於零時自動輸出斷電信號,給該用戶斷電
9、採集終端控制器採用磁保持式繼電器,繼電器動作功率為1W,動作完成時間小於100mS,靜態功耗小於1mW
10、採集控制終端與集中器通信採用電力載波方式,通信模式為半雙工、300Bit/S
11、每個採集控制終端可採集、控制24個用戶,保證掉電不丟失數據

自動抄表在各行業的應用


供水行業—供水大用戶遠程抄表系統

概述:
供水大用戶遠程抄表系統適用於供水企業遠程監測工廠、酒店、學校、醫院等大用戶的用水量和各區域的用水總量。生產調度部門通過該系統可以隨時了解各片區的用水情況,以合理安排生產、保障用水供應,並可及時發現供水異常、減少管網漏損。營業收費部門通過該系統可以隨時查看大用戶的用水數據,不但省去了大用戶抄表環節,而且抄表數據的準確性和實時性得到了充分保障。
系統特點:
◆ 改變了傳統的“入戶、下井”的抄表方式,大大解放了人力、降低了抄表成本。
◆ 徹底杜絕人工抄表存在的估抄、漏抄、錯抄及“人情水”現象。
◆ 保存用戶長期、大量的真實用水數據,便於歷史追溯。
◆ 不同抄表環境採用不同抄表方式,保證系統的穩定、可靠運行。
◆ 可兼容國產、進口各種類型的流量計、水表。
◆ 功能可擴展、可定製,支持用戶自主開發抄表系統軟體。
◆ 可併入上一級供水信息化平台。
系統組成:
◆ 監控中心:伺服器、路由器、大用戶遠程抄表/分區計量監測系統軟體等。
◆ 通信網路:中國移動GPRS+INTERNET公網(綁定固定IP地址)。
◆ 抄表設備:一體式大用戶抄表/分區計量監測設備DATA-6216或分體式管網監測設備DATA-7601,可根據現場環境靈活選用電池、市電或太陽能等供電方式。
◆ 計量表具:電磁流量計超聲波流量計、脈衝水表等。

電力行業—電力大用戶遠程抄表系統

概述:
供電系統中的變電站、配電站、企事業單位、學校、醫院等單位數量眾多並且地理位置分散,以往因技術手段的限制,需要定期安排大量人員到現場抄表,耗費大量的人力、物力和財力。隨著無線通訊技術的飛速發展,基於GPRS無線通訊的電力大用戶遠程抄表越來越成為一種趨勢。
系統組成:
電力大用戶遠程抄表系統由四個部分組成。
監測中心:主要硬體:防火牆、伺服器、計算機、交換機、印表機等。
主要軟體:操作系統軟體、資料庫軟體、電力大用戶遠程抄表系統軟體。
通信網路:移動GPRS網路,INTERNET公網(需綁定固定IP)。
抄表終端:GPRS DTU模塊(DATA-6123)。
計量設備:RS485輸出智能電錶,符合DL/T645通訊規約。
系統功能:
● 檔案管理,對包括計量點基礎信息、電錶基本參數、抄表終端GPRS卡號等進行維護和管理。
● 對轄區內各變電站、配電站、工業大用戶、商業大用戶等各類用電計量點進行自動抄表和用電監測。
● 監測並掌握供各計量點用電情況,實現科學供電,降低收費誤差。
● 自動抄表,避免打擾用戶,提高電能計量的時效性和準確性。
● 用電負荷監測,對電壓合格率、功率因素進行監測。
● DATA86電力遠程抄表系統支持電量、線損統計查詢;支持生成分析曲線;支持監測數據導出、列印。
● 智能化設計,提供關口、台區、大用戶等領域的基礎應用和數據統計、瀏覽功能。
● 可擴充性,支持中心設備、抄表終端、智能電錶等設備數量擴展,無需修改系統軟體。
● 易維護性,系統操作簡便,抄表終端支持遠程維護管理。
● 性價比高,該系統專為電力大用戶電能計量管理而設計,充分考慮到大用戶用電計量的特點,性價比高。

市政行業—燃氣遠程抄表系統

概述:
DATA86燃氣遠程抄表系統的主要目的是幫助燃(煤)氣公司解決供氣各環節無法監測和控制的問題,完成遠程流量抄表、居民用戶抄表、壓力監測等煩瑣工作,為有關部門分析解決問題、制定規劃、進行決策提供準確詳實的數據依據,進而提高企業的工作效率、提升企業的管理水平和經濟效益。
系統組成:
DATA86燃氣遠程抄表系統主要由公司調度中心、GPRS通信網路、GPRS RTU設備(DATA-6216電池供電型)、壓力變送器和流量計組成。
系統特點:
採集管網壓力、流量、電池電壓等數據。
將採集數據主動上報到監控中心;支持定時上報和監測數據超限上報。
DATA86燃氣遠程抄表系統支持現場無電源時採用電池供電方式。
採用GPRS、短消息無線通信方式。
現場可存儲、顯示、查詢壓力、流量等數據及工作參數。存儲數據≥1萬條。
數據存儲間隔、數據上報間隔可以設置。
電池壽命根據上報頻率確定,可達到1-3年。
為現場壓力變送器提供直流電源:5V、12V、24V。
支持遠程升級設備程序、設定參數。

供熱行業—熱力遠程抄表系統

概述:
城市集中供熱是國家大力推廣的節能和環保措施,具有熱效率高、節能、污染小、供熱效果好等優點。集中供熱管網龐大而複雜,為了能更好的掌握管網運行狀況,需要在關鍵節點處對溫度、壓力、流量等參數進行實時監測,建立起熱網遠程監測系統。
系統組成:
監測中心:伺服器、值班員計算機、熱網遠程監測系統軟體等。
通信網路:GPRS、INTERNET公網(監測中心申請固定IP)。
監測設備:GPRS RTU設備(DATA-6311)或GPRS DTU模塊(DATA-6123)。
現場儀錶:溫度變送器、壓力變送器、熱量表、流量積算儀等。

自動抄表方案包括:


無線全自動抄表,SRD通訊+GSM(GPRS)表具數據直接傳到數據中心。
可同時實現三種管理模式:
無線自動抄表
無線自動抄表+IC卡預付費功能
無線自動抄表+遠程指令控制
雙向即時通訊模式,WOR功能支持的超低功耗可與普通卡表媲美。
全新現場施工流程,現場免測試,最大限度地減少人為影響。可靠性全面提升
採用專業的數據安全系統,保證抄表數據和控制信息的機密性、可靠性、完整性、不可抵賴性。從根本上保證了結算數據和系統控制的安全可靠。
成熟的表具方案和技術支持,降低表具廠家的開發難度,做到系統快速實現。
抄表系統可採用不同廠家表具,管理部門可隨時選擇優秀表具廠家進入系統,避免依賴。
既有針對供水、燃氣、電力、供暖、中水、熱水等不同領域專業管理方案,也可提供綜合收費管理的多表集抄實現方案。
由於可實時掌握用戶數據,系統可適應靈活的收費政策(分時、階梯水價等)
可採用提供的後台系統,也可在用戶原系統中嵌入握奇系統的功能,實現向舊系統兼容。

適用標準


DL/T698-1999《低壓電力用戶集中抄表系統技術條件》
DL/T645-1997《多功能電能表通信規約》
DL/T533-1997《無線電負荷控制雙向終端技術條件》
DL/T721-2000《配電網自動化系統遠方終端》

系統主要功能


實時抄表功能:實時抄取任一戶表或全部戶表當前數據和工作狀態。
自動校時功能:系統在抄表時能自動校準系統時間.
斷線檢測功能:當信號線或通訊線斷線時,系統反映該狀態。
燃氣報警功能:採集燃氣報警信號,在總控中心電腦上顯示報警房號。
報警截斷功能:燃氣報警時自動關閉閥門,有異常情況時也可有電腦遠程打開或關閉閥門。
斷電數據保護功能:系統或設備掉電時,數據將長期保存。
費用計算功能:根據管理員設定的費率自動計算用戶費用。
數據管理功能:用戶用量等數據的初始化、統計、查詢、報表等。
系統管理功能:管理系統參數(如費率、繳費方式等),管理員操作許可權。
費用收取功能:若人工繳納,則由操作員根據收費憑證,將用戶繳納費用數目輸入計算機並存檔,若轉帳收費,則由計算機自動結算費用。若結算后仍有欠余,自動累計入下次費用中。
報表列印功能:根據需要列印各種報表,如月報表、催繳單等

一、電網領域自動抄表


1、485匯流排方式

系統由主站、集中器、採集終端、電錶組成。集中器與採集終端之間採用RS485匯流排通信方式組建抄表網路,數字採集終端通過RS485匯流排和電錶連接,脈衝採集終端每個脈衝埠只能接一塊脈衝表。系統採用RS485專線通信,具有抄錶速度快,通信可靠,可以保證每天24h的實時通信的特點。計量方面具有系統採用一體化的RS485表,電錶計量精度高,通信的時候能直接讀取電錶的內存電能量數據,避免了電能量的二次計量。其缺點是由於系統需要鋪設通信線路,所以適用於電錶集中安裝、工程施工方便、容易鋪設通信線路的小區,鋪設線路費用昂貴。

2、電力線載波抄表

抄表系統由主站、集中器、載波式電能表組成。系統的主站與集中器之間通過PSTN公用電話網來進行遠程通信,集中器與表計之間採用低壓電力線載波通信方式組建抄表網路。
系統採用電力線載波通信,無需架設額外的通信線路,載波表只需要接上電源即可,工程施工和日後的系統維護方便。適用那些對遠程停送電實時性要求不高、電錶分散、工程施工難度大的地方。
系統採用一體化的電力線載波表,電錶計量精度高,通信的時候直接讀取電錶的內存電能量數據,避免了電能量的二次計量。
其缺點是由於現場條件下電力線存在有斷續的尖峰雜訊干擾、負載阻抗隨機變化和信號衰減強烈,因此電力線的通信條件非常惡劣。不同的時間,不同的地點,不同的調試方法,都有可能導致低壓電力線載波通信實時性和可靠性有很大的差異。目前電力線通信技術依然在發展階段,尚不能保證實時通信,所以系統僅適用那些不需要遠程停送電功能、月用電量少、電錶特別分散、工程施工難度很大的鄉鎮、農村地區。

3、RS485匯流排無線抄表

系統由主站、無線集中器、無線數字採集終端、RS485電能表組成。系統的主站與集中器之間通過PSTN公用電話網來進行遠程通信,集中器與採集終端間採用短距離無線通信,採集終端和表計之間通過RS485匯流排方式組建抄表網路。
系統的集中器和採集終端間採用小區短距離無線通信,無需架設額外的通信線路,工程施工方便。電錶採用RS485表,採集終端通過485匯流排和電錶連接。
系統採用一體化的RS485表,電錶計量精度高,通信的時候直接讀取電錶的內存電能量數據,避免了電能量的二次計量。
無線的實時性要比電力線載波通信的實時性高,所以本系統適用對遠程停送電實時性要求高,工程施工難度大,電錶集中的居民小區。
其缺點是通信距離比較短,一般為可視距離100m之內,即集中器和採集終端之間最好不要有障礙物,如果有障礙物的話,可以通過設置中繼來處理,最多可設置4級中繼。

4、RS485匯流排載波抄表

系統由主站、集中器、載波採集終端、電能表組成。系統的主站與集中器之間通過PSTN公用電話網來進行遠程通信,集中器與採集終端之間採用電力線載波通信,採集終端和表計之間RS485匯流排方式組建抄表網路。系統的集中器和採集終端間採用電力線載波通信,無需額外架設額外的通信線路,工程施工方便。採集終端通過通信線和電錶連接。適用那些對遠程停送電實時性要求不高、工程施工難度大、電錶集中的舊居民小區。多適用於由於現場條件下電力線存在有斷續的尖峰雜訊干擾、負載阻抗隨機變化和信號衰減強烈的場所,因此電力線的通信條件非常惡劣。不同的時間,不同的地點,不同的調試方法,都有可能導致低壓電力線載波通信實時性和可靠性有很大的差異。目前電力線通訊技術依然在發展階段,尚不能保證實時通信,所以系統適用那些不需要遠程停送電功能、月用電量少、電錶特別分散、工程施工難度很大的鄉鎮、農村地區。

5、CATV網路遠程抄表

基於CATV網路傳輸的遠程抄表系統不受傳輸距離的限制,傳輸通道乾淨、無雜波干擾,傳輸數據不會產生丟包的現象。CATV網路同軸電纜都已經接入到每個小區至戶內,而且距離電錶箱較近,無需重複布線。採集終端設備是採用一種採集器與集中器一體的設備,將採集到的電錶讀數通過廣電的同軸電纜傳輸數據的設備,能夠對電錶的數據進行實時的讀取並可存儲,以備電網主站人員調用;採集終端帶有繼電器控制IO介面,對普通485不可控電錶實現遠程停送電的操作。目前為止國內最為高效、穩定的抄表方式。基於CATV網路傳輸的遠程抄表系統不受傳輸距離的限制,傳輸通道乾淨、無雜波干擾,傳輸數據不會產生丟包的現象。CATV網路同軸電纜都已經接入到每個小區至戶內,而且距離電錶箱較近,無需重複布線。採集終端設備是採用一種採集器與集中器一體的設備,將採集到的電錶讀數通過廣電的同軸電纜傳輸數據的設備,能夠對電錶的數據進行實時的讀取並可存儲,以備電網主站人員調用;採集終端帶有繼電器控制IO介面,對普通485不可控電錶實現遠程停送電的操作。目前為止國內最為高效、穩定的自動抄表方式。
CATV網路遠程抄表方式主要突出幾大特點:
1)不再需要更換小區電錶,避免重複投資,通過新型採集終端設備的技術整合,傳統單一功能的485電錶即可擴充為先進多功能電錶所具備的遠停遠送遠抄功能,更方便的為用戶提供遠程服務;
2)不用重新鋪設網路,避免重複投資。現有居民樓都已鋪設CATV網路,網路接入口與電錶箱距離“少則一米以內,至多不超過五米”,網路搭建成本成倍降低;適應城市居民社區、公變台區用戶、農村用戶等各種用電環境,從而使擴大低壓集抄範圍到100%成為可能。解決了以上四大低壓集抄抄表效率低的問題。原低壓集抄技術,由於GPRS信號不穩定、低壓線路信號干擾、485線路通訊傳輸距離近等原因,抄表數據不是產生丟包、漏包的現象就是產生誤抄的現象,無法100%一次性抄到到所有的低壓用戶。通過CATV網路安全可靠的通道通訊,使抄表率達到100%。
3)可採用廣電CATV網路閉路電視系統的信息群發技術。通過供電局側主站與廣電公司介面的傳輸,對應供電公司營銷系統的客戶信息唯一標識,在廣電CATV信息發布平台上可以確保催繳電費信息,準確的送達需要進行電費信息通知的客戶家中電視上,而不對其他客戶造成影響。並可通過機頂盒遙控器方式進行電視在線繳納電費。真正的解決了“抄表——送單——收費——催費”的全過程自動化問題。解決了人工送單、人工停複電催費的服務模式。通過廣電OSD信息發布,使全面取消人工送單成為可能。
4)具備廣域的傳遞電網最新信息(峰谷用電通知、每戶量身訂製的階梯電價科學用電方式)至客戶電視機上引導用戶節能用電手段。形成全民參與科學用電,緩解目前供電負荷的不平衡(供電系統的峰谷差較大,用電高峰時電力非常緊張)的局面;
5)基於CATV網路抄表準確率100%、抄表響應時間≤2s。遠停遠送服務≤10s、設備在線率100%、遠控失誤率0%。

國內遠程抄表對比表

國內常見自動抄表方式與最新CATV網路自動抄表技術的對比:
傳統組
網方式
組網模式傳輸通道傳輸距離通訊效果安裝成本
匯流排模式RS4851000m100%較高
無線模式GPRS800 m90%較高
電力載波電力線1000 m90%
CATV
組網方式
RS485+RFCATV網路大於1000M100%

二、供水領域自動抄表


隨著城市用水“一戶一表,抄表到戶,計費到戶”的不斷推進與實施,供水企業從保證供水發展到優質供水和優質服務的目標逐步取得成效,然而相應於原來的總表制,日益繁複的水費抄收無疑大大增加了供水企業的人工和經濟負擔,因而建立一個準確而便捷的水費自動抄收系統將有利於供水企業的科學運作與管理。水費自動抄收系統是利用當代微機技術﹑數字通訊技術﹑數據採集﹑處理於一體,將城市用水信息加以綜合處理的系統,就目前來看主要有四大類型:
a﹑智能卡水表:通過預付費買卡用水,不實行抄表聯網。
b﹑分線制集中抄表:各水表單獨出線連接至數據採集器,由數據採集器統一收集與處理數據。
c﹑匯流排制集中抄表:水表本身具有數據計量﹑處理功能,多個水表掛接至同一條數據匯流排
d﹑無線發射式水表:同樣是一種智能水表,但數據的接收與發送通過無線方式實現。
應用
以上四種抄表系統各有特色,而正因其各有特色,供水企業可以因地制宜,因情而異,採用百花齊放的方式。比如說,對於老房屋,可以安裝智能卡水表;對於零星開發﹑不成片的住宅樓,可以以樓為單位,通過一隻單元管理機就將該樓內所有水表讀數收錄在內;對於住宅成片的新建智能樓宇,可以構建網路,在小區物管中心通過上位計算器對區內所有水表數據進行抄錄與處理,至於用匯流排制還是分線制抄表系統,可以視安裝和成本而定。當然,各系統的共存與兼容性也是必要兼顧的問題。
自來水抄表到戶是社會總體發展的要求,而如何把先進的計算機技術﹑電子技術﹑通信技術等納入到供水企業的營業收費管理中,順利而可靠地實施這一龐大工程,需要從技術上﹑經濟上﹑地域上以及發展前景上加以通盤考慮。同時,供水行業對自動抄表系統的積極應用亦將反作用於系統生產廠家,有利於降低成本,提高技術,形成一個良性循環。

三、燃氣領域自動抄表


目前我國許多燃氣公司管道燃氣抄表仍然採用人工抄表,不僅企業需配備大量的抄表員,而且用戶欠費、人為竊氣現象時有發生,給燃氣公司造成一定的經濟損失。隨著人民生活水平的提高以及電子技術和通信技術的發展,人工抄表已不適應社會發展的要求,實行燃氣表自動抄表是燃氣行業發展的必然趨勢。現有的自動抄表系統採用的通信方式各異,下面對目前常用的通信方式進行分析,以確定自動抄表系統的最佳通信方式。

1.1 有線通信方式

有線通信方式中,按傳輸介質不同,常用的有電力線載波、LANWORKS匯流排、RS485匯流排、專用電纜、遠程撥號等通信方式。
電力線載波是借電力線做通信線路,省去布線的麻煩。英國遠程自動抄表公司開發的低壓電力線載波通信系統POWERNET,具有自動抄表、用戶管理等功能。然而,載波通信的可靠性差、通信不穩定,且傳輸性能較差,主要表現為雜訊高、阻抗低、損耗大、波動大、易受外界干擾等。電力線載波所採用的介質如果不進行嚴格校驗,數據出錯的概率即誤碼率非常高;如果進行嚴格校驗,實時性難以保證。因此對實時性要求較高的場合不適宜採用。
RS485匯流排是使用較為廣泛的雙向有補償傳輸線標準的工業控制匯流排,可方便地構成一點對多點或多點之間的相互通信網路。其最大每段匯流排長度為1200m,每段最多支持32個節點,單組雙絞線雙向主從通信。匯流排上掛接的節點個數因選用的介面驅動晶元而異。當匯流排加長或節點增多時需要使用中繼器連接,全網路最多支持256個節點。這種介面具有抑制共模干擾的能力,因此性能可靠、抗干擾能力強,信號發送頻率最高可達10MHz,費用也較低廉。缺點是需要布線。RS485匯流排在我國應用技術比較成熟,因此使用RS485匯流排進行通信的工程實例很多。目前,深圳市燃氣集團有限公司採用的HG2000A型自動抄表系統的下層通信方式就採用RS485匯流排,系統運行穩定,但是該系統的上層通信方式還不完善。
採用專用電纜通信,建設成本較高,需要敷設線路,而且受地域限制過大。由於老城區電纜敷設困難或已經敷設的電纜容易被破壞等原因,該方法現在很少採用,已經採用的正在逐漸改為其他通信方式。
遠程撥號方式是採用電話線或光纜作為通信介質,利用數據機建立連接。該方式不受地域的限制,可以在任意地點和現場進行數據採集通信。缺點是電話線通信速度較慢,如果通過公用電話網,則運行費用較高。深圳市潤聲世紀信息技術有限公司開發的RS遠程抄表系統,通過數據機(Modem)遠程撥號,經過設施網連接到集中器,對燃氣表進行參數配置、察看燃氣表運行情況及遠程自動抄表等。但該通信方式使系統運行費用較高,而且電話線撥號接入只支持輪流查詢,監控範圍較小,實時性和反控性都較差。

1.2 無線通信方式

目前,無線通信方式多數採用無線數傳電台作為通信設備,優點是覆蓋面積大、布點靈活、運行費用低,缺點是可靠性差、誤碼率高,而且誤碼率與通信速率成正比,即傳輸速率越高,誤碼率越高。因此,需要採用檢錯技術和糾錯技術相結合,才能在一定程度上提高數據傳輸的準確性和可靠性。此外,通信波特率受電台和數據機的制約。因此,這種方式雖然方便,但由於受頻段、傳播範圍等限制以及城市高層建築對信號傳播的影響,使得其應用受到限制。在燃氣自動抄表系統中採用該方式進行通信的企業不多。
其他的無線通信方式,如衛星通信、微波、無線電公用頻段等在燃氣自動抄表系統中應用也較少。而且,這些傳輸方式還存在著投資費用高、組網工作複雜、系統欠穩定和維修維護量大等問題。