棗莊學(xué)院遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

安科瑞 鮑靜君

江蘇安科瑞電器制造有限公司

摘要：介紹棗莊學(xué)院遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)，采用智能預(yù)付費(fèi)儀表進(jìn)行遠(yuǎn)程分合控制，達(dá)到預(yù)付費(fèi)使用功能。系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái)，通過(guò)Acrel-3200型遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電回路用電的收費(fèi)和能效管理。

關(guān)鍵詞：學(xué)生宿舍; 棗莊學(xué)院;預(yù)付費(fèi)電能表；Acrel-3200型；遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)

0  概述 
  本項(xiàng)目為棗莊學(xué)院遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)。根據(jù)校方對(duì)1#公寓、2#公寓學(xué)生預(yù)付費(fèi)用電的要求，需要對(duì)棗莊學(xué)院各強(qiáng)電間的空調(diào)動(dòng)力配電箱、各宿舍的PZ30箱配電回路進(jìn)行組網(wǎng)集中管控，以保證先收費(fèi)后用電。
1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述
  本監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)棗莊學(xué)院公寓樓學(xué)生用電收費(fèi)管理和統(tǒng)一管控，監(jiān)控范圍為樓層106臺(tái)ADF100及488臺(tái)ADM100，分18條總線，現(xiàn)場(chǎng)電表通過(guò)屏蔽雙絞線和設(shè)置于采集箱的串口服務(wù)器進(jìn)行通訊，將數(shù)據(jù)上傳至預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)后臺(tái)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程收費(fèi)管理功能。本監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即站控層，通訊層與間隔層；如圖（1）和圖（2）所示：

圖（2）各串口服務(wù)器拓?fù)鋱D

  間隔設(shè)備層主要為：ADM100和ADF100預(yù)付費(fèi)多功能電表。其中ADM100儀表安裝于每一個(gè)學(xué)生宿舍內(nèi)，一路進(jìn)線，三路出線（照明、插座、風(fēng)扇），其中照明出線要求定時(shí)合閘、分閘，如圖（3）：

圖（3）宿舍配電箱一次圖

  而ADF100儀表集裝安裝于強(qiáng)電井的動(dòng)力配電箱內(nèi)，用于計(jì)量各宿舍的空調(diào)用電，如圖（4）：

圖（4）空調(diào)動(dòng)力配電箱一次圖

  ADM100和ADF100均具備RS485通訊接口，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)MODBUS總線組網(wǎng)通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)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(xiàn)場(chǎng)采集裝置集中采集并傳至站控層，完成現(xiàn)場(chǎng)層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。1#公寓樓有2個(gè)強(qiáng)電井，每層有40個(gè)學(xué)生宿舍，面積為3300㎡。2#公寓樓與1#公寓樓情況完全相同。由于公寓樓表數(shù)較多，因此在1#公寓樓、2#公寓樓分別放置采集箱（內(nèi)含2臺(tái)8口串口服務(wù)器），使用光纖至主機(jī)。
站控管理層：設(shè)有高性能服務(wù)器、顯示器、UPS電源、票據(jù)打印機(jī)等設(shè)備。預(yù)付費(fèi)管理系統(tǒng)服務(wù)器放置在2#公寓樓1F值班室，監(jiān)控系統(tǒng)安裝在服務(wù)器上，集中采集顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況，以人機(jī)交互的形式顯示給用戶。
2  遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)主要功能
  整個(gè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)分為三個(gè)大塊，分別是集中抄表服務(wù)系統(tǒng)，遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)，以及用戶查詢系統(tǒng)。
  集中抄表服務(wù)程序常年運(yùn)行，不間斷定時(shí)對(duì)所有表進(jìn)行遠(yuǎn)程抄表；遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)包含所有開(kāi)戶、售電、遙控及報(bào)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(jī)配置導(dǎo)入系統(tǒng)就可以使用； 
  b.遠(yuǎn)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分鐘以內(nèi)； 
  c.遠(yuǎn)程售電：學(xué)校財(cái)務(wù)集中管理，電量實(shí)時(shí)下發(fā)，并比對(duì)充值次數(shù)防止作弊； 
  d.數(shù)據(jù)安全：網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸采用金融級(jí)的3DES加密算法，防止數(shù)據(jù)作弊竊電； 
  e.遠(yuǎn)程控制：可對(duì)任意一塊電表執(zhí)行遠(yuǎn)程拉閘或保電等一系列遠(yuǎn)程控制操作，方便管理； 
  f.能耗分析及查詢：用戶和管理員都可查詢預(yù)付費(fèi)表或各類接入的計(jì)量?jī)x表每天的用能狀況； 
  傳統(tǒng)的IC卡預(yù)付費(fèi)售電管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了先交費(fèi)后用電的管理模式，但由于抄收電表數(shù)據(jù)依賴于購(gòu)電卡，用戶用電數(shù)據(jù)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(jiān)控和實(shí)時(shí)控制。利用遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)，無(wú)需IC卡，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程集中抄表、實(shí)時(shí)監(jiān)控、遠(yuǎn)程充值和遠(yuǎn)程控制，學(xué)校財(cái)務(wù)部門(mén)即可完成整個(gè)抄表、收費(fèi)、控制和核查工作，實(shí)現(xiàn)高度信息化和自動(dòng)化，大大提高用電營(yíng)銷管理效率和水平，節(jié)約人力物力的同時(shí)，也提高了經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也提高了學(xué)生用電的安全系數(shù)。
3  案例分析
  棗莊學(xué)院遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)樓層分配電箱采用ADF100及ADM100系列預(yù)付費(fèi)計(jì)量?jī)x表，該儀表主要測(cè)量所有常規(guī)電力參數(shù)，如：三相電壓、電流、有功電度、剩余電量、剩余金額。
現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)了以下功能：

1.集中抄表服務(wù)系統(tǒng)
  系統(tǒng)默認(rèn)半小時(shí)對(duì)所有表進(jìn)行一次遠(yuǎn)程集中抄表，時(shí)間間隔支持個(gè)性化配置。
2.遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)
  本系統(tǒng)分為五大模塊，分別是操作員登陸模塊、系統(tǒng)配置模塊、用戶（學(xué)生）管理模塊、售電管理模塊、報(bào)表中心模塊，系統(tǒng)大致運(yùn)行和操作流程如下：

本系統(tǒng)所有的報(bào)表及記錄查詢，都支持excel格式導(dǎo)出的功能。
  a)登陸管理：管理操作員賬戶及權(quán)限分配，查看系統(tǒng)日志等功能；
  b)系統(tǒng)設(shè)置：對(duì)公寓樓、儀表及默認(rèn)參數(shù)進(jìn)行配置；
  c)用戶管理：對(duì)學(xué)生用戶執(zhí)行開(kāi)戶、銷戶、遠(yuǎn)程分合閘、抄表導(dǎo)出及記錄查詢等操作；
  d)售電管理：對(duì)已開(kāi)戶的表進(jìn)行遠(yuǎn)程售電、退電、沖正及記錄查詢等操作；
  e)報(bào)表中心：提供售電財(cái)務(wù)報(bào)表、用能報(bào)表、報(bào)警報(bào)表等查詢。

  批量遠(yuǎn)程操作場(chǎng)景中，系統(tǒng)提供了多項(xiàng)功能，針對(duì)開(kāi)戶、報(bào)警1、報(bào)警2、欠費(fèi)、未開(kāi)戶、失聯(lián)狀態(tài)都有不同的顏色顯示；并且支持遠(yuǎn)程對(duì)儀表進(jìn)行遙控，遙控的命令類型如下：1.電價(jià)下發(fā)；2.設(shè)置下發(fā)（下發(fā)報(bào)警金額閾值和過(guò)載功率閾值）；3.保電（強(qiáng)制儀表合閘）；4.恢復(fù)預(yù)付費(fèi)（欠費(fèi)自動(dòng)跳閘的模式）；5.拉閘（強(qiáng)制斷電）；6.抄表導(dǎo)出（導(dǎo)出當(dāng)前所有表狀態(tài)為EXCEL）

  系統(tǒng)還將電能計(jì)量?jī)x表接入系統(tǒng)，進(jìn)行遠(yuǎn)程集中抄表后，提供了輔助的能耗查詢報(bào)表，為能耗分析、用能比對(duì)和安全用電提供強(qiáng)有力的依據(jù)。該功能用于替代部分能耗分析和管理系統(tǒng)的功能

  系統(tǒng)還提供了多個(gè)報(bào)表以供查詢，分別是日/月/年財(cái)務(wù)銷售統(tǒng)計(jì)報(bào)表、失聯(lián)表/通訊管理機(jī)查詢報(bào)表、能耗查詢報(bào)表、實(shí)時(shí)報(bào)警/歷史報(bào)警查詢報(bào)表，支持導(dǎo)出。以下是財(cái)務(wù)報(bào)表和預(yù)付費(fèi)表日用能查詢報(bào)表：

4  結(jié)束語(yǔ)
  我公司提供的Acrel-3200遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)可以預(yù)收電費(fèi)，實(shí)現(xiàn)“先交錢、后用電”，提高學(xué)校電費(fèi)收繳率，方便學(xué)生充值繳費(fèi)流程，可實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生宿舍用電統(tǒng)一管控，對(duì)保證學(xué)校的正常教學(xué)秩序做出了貢獻(xiàn)。

參照標(biāo)準(zhǔn)：
  ISO/IEC11801      《國(guó)際綜合布線標(biāo)準(zhǔn)》
  GB/50198          《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》
  GB50052-2009      《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》
  GB50054-2011      《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》
  IEC 61587          《電子設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)系列》
  DL/T448-2000      《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)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(guī)范》
  DL/T 698.31-2010   《第3.1部分：電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-通用要求》
  DL/T/814-2002      《配電自動(dòng)化系統(tǒng)功能規(guī)范》
  DL/T5137-2001      《電測(cè)量及電能計(jì)量裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》
  GB2887            《計(jì)算站場(chǎng)地技術(shù)條件》
  GB/T18460.3        《IC卡預(yù)付費(fèi)售電系統(tǒng) 第3部分： 預(yù)付費(fèi)電度表》