远程集中抄表管理系统北京振中.docx
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远程集中抄表管理系统北京振中
公司简介
北京振中电子技术有限公司位于中关村科技园的高新技术企业，其前身是成立于1988年的中科院计算所直属产业集团公司。
作为高新技术企业，振中公司产权清晰，结构合理，成立以来经营状况一直较好。
公司重视技术性投入，发展思路就是利用高技术人才的优势，做自主品牌产品。
振中公司凭借多年专注服务于电力行业的的经验积累，执著的专业精神、不断的技术创新和完善的服务体系，公司的系列产品均得到电力用户的广泛认同，并且远销至国际市场，成为行业标准的制定者。
随着电力市场的持续发展，以及电力系统现代化服务和管理水平的显著提高，振中公司充分发挥自身的技术优势，潜心于用电现场服务与管理系列产品、配变监测计量终端以及低压远程集抄系统的研发和生产，经过不懈努力，已开始逐步推广使用并获得用户好评。
成立以来秉承“专业铸就品质，信誉成就振中”的经营理念，致力于企业信息化建设，具有雄厚的产品研发、技术服务、市场营销实力。
一、系统概述
自动抄表系统是将数据自动采集、传输和处理应用于电量核算与用电管理系统中的一项技术。
它从根本上克服了传统的人工抄表模式的弊端，给电能管理的现代化带来了新的希望。
寻求简单可靠的自动抄表方法，是仪表通信领域的重要研究内容。
在通信媒体中，最受关注的还是电力线载波（PowerLine Carrier，PLC）通信，这是由于PLC线路遍布各地，从发电厂到各个居民家庭无所不至，不需重新布线，可以节省大量的人力物力。
电力线载波通信是指将信息调制为高频信号后叠加在电力线路上进行通信的技术，在同一变压器区域下，一个集中器采集若干个采集器或电能表的数据，构成一个基于电力线的通信网。
利用低压电力线作为集抄系统的底层数据通道，不仅运行成本低，而且非常经济，其优势在于：
①电力线是属电力部门完全控制的通信信道，不必另外铺设通信信道；②电力线是所有住房和建筑物的基础设施，以电力线作为通信信道可大大节省铺设通信信道的投资；③几乎不需要维护或维护量极小；④以电力线为通信信道可以灵活地实现即插即用。
我公司研发的远程集中抄表管理系统是基于现代微电子技术、计算机技术和通讯技术的高科技应用产品。
本系统通过数据采集终端、智能抄表集中器等现场硬件设备和管理软件，利用先进的低压电力线载波或RS485总线技术，构成一套完整的集散型数据采集处理系统，从而完成大范围城乡居民电能表的远程自动抄收和管理。
（1）、系统组成
二、
2、系统各部分功能
主站功能
远程集中抄表管理系统是为了配合国家电力部门"一户一表、抄表到户"政策的实施，解决抄表难的问题，提高供电部门的现代化管理水平，杜绝电费收缴过程中的偷电、漏电、关系电、人情电的一种有效的高科技手段。
该系统性能稳定，质量可靠，计量准确，操作使用方便，能够充分满足供电部门的抄表和收费管理的需求。
概括来说，它主要具有以下四方面功能：
系统功能
（一）远程抄表功能
（1）实现所辖380V及以上主站全部计量电能表的远程自动抄表以及系统内相关关口计量点电能表计的远程用电数据采集功能。
（2）能远方设置集中器的运行参数。
（3）具备自动和人工实时召测功能。
（4）具备全部和分组以及单户抄录功能。
（5）单块电表读数实时显示功能。
（6）具有自动路由功能。
当需要中继时，集中器能根据线路的情况，实时、智能、快速地调整路由，完成集中器到目的电表的通信，无需人工干预。
（二）数据的查询管理功能
（1）方便快捷的查询管理功能：
可查看“最近”、“历史”、“点抄”“日冻结”、和“月冻结”等多种数据，可按“台区”、“客户名称”、“客户地址”、“户号”、和“局号”等多种方式查询。
（2）方便快捷的数据打印导出功能：
数据导出支持TXT、DBF和EXCEL等多种格式，而且导出的数据项目可自行选择设定。
（3）电量计算：
可自行设定所计算电量起始时间，以及计算的表计的范围。
（4）电量异常检查功能。
（三）系统分析功能
（1）母线电量平衡、线损分析管理功能。
（2）采集的电能表表底信息作为电费结算的依据，直接用于核算电费。
（3）用电市场预测功能。
（4）供电可靠性统计功能。
（四）较强的灵活性和可扩充性
（1）地理信息系统GIS（专业图形）接口。
（2）与营销管理信息系统、局MIS等系统接口和数据共享功能。
（3）公用配电变压器监测仪及居民集抄器所采集数据的接受、传送、处理功能。
（4）支持多种数据库:
ACCESS数据库、SQLSERVER数据库、SYBASE数据库。
（5）软件界面支持多种语言。
智能抄表集中器工作原理
A、
工作原理
1、系统组成
智能抄表集中器（简称集中器）是低压电力用户集中抄表系统的组成部分之一，集中器作为整个抄表系统的中心环节，连接着上位中央管理计算机（或PDA手持抄表器）和下位多个电表或抄表模块。
2、集中器作用
在低压电力用户集中系统中的核心组成部分，负责采集并存贮全部单个电能表的数据和上下行通道的管理。
3、集中器与上位管理系统通讯方式
●外置无线MODEM
●RS-232串口直联方式。
4、集中器与下位电表或抄表模块通讯方式
●电力载波通讯方式
●RS485通信方式
B、主要功能
●具有集中器操作密码的设置和修改功能。
●抄表功能，可对符合协议的不同类型电表进行载波或RS485抄表。
●接收并存储上位机下载数据，包括表计数量、表号，以及中继管理需要的信息。
●具有实时抄表、定时抄表、冻结抄表及断电补抄功能。
●具有透明点抄操作功能。
●具有实时时间功能：
自带高精度的时钟，时间运行准确，并可由上位机校时。
●具有掉电保护功能：
带有自动充电电池，掉电后可对数据库中存储的数据进行保护。
●具有中继功能：
可根据抄表情况自动进行中继路径的查找和调整。
●具有中继约束功能：
可根据上位机下载的中继约束条件自动进行中继路径的排除，提高查找中继工作的速度和效率。
●选用工业级内嵌式Modem，传输可靠、对各类环境适应性强。
●具有优良的电磁兼容特性，符合IEEC61000-4-4Level4标准。
C、技术指标及参数
●电源电压：
交流220VAC±20%（三相四线）
●额定频率：
50Hz±5%
●集中器主系统工作电压：
直流+5VDC±5﹪
●集中器有功功耗（静态）：
≤10W
●停电后系统数据保持时间不少于10年
●时钟误差:
≤±0.3s/d
●停电后时钟运行时间不少于3年
●抄表通道：
三相四线电力线的三条相线或485总线
●集中器表计管理容量：
集中器表计管理容量：
>1000块单表
A、工作原理
1、系统组成
GRU系列数据采集终端是抄表系统的组成部分之一。
2、采集终端作用
在抄表系统中，负责实现RS485通道到载波通道的转换或RS485通道到RS485通道的转换。
采集终端一方面与集中器通过载波通道或RS485通道进行数据交换，另一方面通过抄表RS485口与RS485型的电表通讯。
3、采集终端与集中器通讯方式
●低压电力线载波通讯
●RS485通信方式
4、采集终端与电表通讯方式
●RS485通信方式
●脉冲通讯方式
5、采集终端型号说明：
GRU数据采集终端有两种型号
Ø载波型：
上行通道为载波通道
ØRS485型：
上行通道为RS485通道
B、功能特点
●终端能同时管理多达16块、带RS485接口或脉冲接口的电能表。
●红外启动自检功能，通过PDA启动终端自检，能检测出所连接的表号低字节为0～99的电表（表数不超过16个）；
●红外抄表功能，抄读终端所管理电表的当前、上月、昨日零点和冻结表底；读取电表常数、继电器状态、各时段起始时间和费率号、自动抄表日期、表号、表的当前时间和周次等表计参数；
●红外设置功能，可以添加、删除、替换所管理的表号，读取所管理表的数量和表号；可以设置操作继电器密码，读取继电器状态和操作继电器；
●载波或RS485抄读表底功能：
抄读所管理表的当前、上月、昨日零点和冻结表底；
●载波或RS485抄读参数功能：
抄读指定电表的状态字、电表常数、继电器状态、当前时间、自动抄表日、各时段起始时间和费率号；
●载波广播冻结和广播校时，接收集中器的广播冻结和广播校时命令实现广播冻结、广播校时。
C、技术指标
●红外通讯地址：
采用6字节12位BCD码作为通讯地址
●载波通讯地址：
3字节6位BCD码
●RS485通讯地址：
单字节HEX码，红外通讯地址最低字节的16进制
●模块管理的16块电表必须具有16个各不相同的通讯地址
●红外通讯方式有效距离不小于2米
●停电时能保存载波抄表终端所保存的表号、表的数量、继电器操作密码
●模块提供载波通讯时的中继链路功能
●红外抄到率100%
●载波抄到率100%
D、技术参数
●红外通讯：
终端通过红外与红外PDA通讯；异步方式，1200bps，偶校验
●载波通讯：
终端通过电力线与载波集中器、DEMO板通讯；同步方式，500bps
●RS485通讯：
终端通过RS485总线与所管理电表通讯；
●异步方式，1200bps，偶校验；
●电源电压：
交流220VC±20%
●电源频率：
50Hz±5%
●功耗：
<2W（发射状态）
●传输通道：
220V电力线载波或RS485
●温度范围：
-40～75ºC
●湿度范围：
RH10%～95%
三、系统解决方案
1、 通讯信道
系统建设应选择技术成熟、性价比高、可靠性好、有发展前景的通讯信道，主要采用信道如下：
集中器和主站之间的通讯采用公用电话网或GPRS，集中器与采集终端之间的通讯采用RS485总线或低压电力线载波，采集终端（或采集模块）通过485通讯线或脉冲线接收电能表发出的信号。
2、 构成方案
系统建设可采用如下三种技术方案：
集中式的低压电力载波方式（方案一），分散式的低压电力线载波方式（方案二），485总线方式（方案三）。
方案一中集中器通过低压电力线载波直接与各载波电能表通讯。
方案二中集中器通过低压电力线载波与各采集终端或载波电能表通讯，采集终端通过485通讯线或脉冲线接收电能表发出的信号；
方案三中集中器通过485总线与各采集终端通讯，采集终端通过485通讯线或脉冲线接收电能表发出的信号；
在选择技术方案上可根据实际情况具体分析加以确定，必要时上述技术方案可以混合使用。
3、方案介绍
A、基于电力载波及载波电能表远程集中抄表系统解决方案。
B、基于电力载波及电能表远程集中抄表系统解决方案。
C、基于RS485通讯及485采集终端远程集中抄表系统解决方案。
D、基于载波及RS485通讯方式远程集中抄表系统解决方案。
图片采用方案三的，但是要做修改，左边的采集终端到集中器仍旧走485到集中器，右边采用方案二中右边的采集终端走载波方式到集中器。
文字如下：
系统概述
振中嘉和公司根据国内外集中抄表系统的发展要求和我国电力系统需求侧的管理要求，依托中国电科院、清华大学以及浙江大学等国内著名科研院校，成功研制了基于载波及RS485总线的GEM2000－4远程集中抄表系统。
该系统抄收稳定可靠，实时控制和抄表成功率达到100％。
GEM2000－4系列远程集中抄表管理系统非常适合智能高层建筑、商住楼等通信线路（485总线）部分已经敷设完整的新型智能化小区。
有两种形式：
一种是用户电能表通过RS485型数据采集终端后经RS485总线与数据集中器连接；第二种方式是用户电能表通过载波型数据采集终端后经电力载波电力线与数据集中器连接。
功能特点
1、可实时召测或根据设定的抄读间隔自动采集各电能表的电量。
2、报警功能：
失压告警、失流告警、电流反极性告警、编程告警、线损超值/负值告警、继电器变位事件、抄表失败告警及电表校时告警。
3、具有远程升级应用程序（含主程序和上、下行通信规约）功能。
4、主站与集中器、集中器与采集终端、采集终端与电能表实现逐级校时。
5、统计分析包括日用电曲线、线损计算等。
系统设备
带有RS485通信接口的单（复）率单相数字式电能表（插图）
规格：
单相：
220V；1.5（6）A、2.5（10）A、5（20）A、5（30）A、10（40）A、10（60）A；
通讯接口：
带RS485通信，通信距离1500米
传输速率：
4800bps
带有RS485通信接口的单（复）率三相四线制数字式电能表（插图）
规格：
三相四线制：
3×220V\380V,3×10（40）A,3×20（80）A,3×1.5（6）A
通讯接口：
带RS485通信，通信距离1500米
传输速率：
4800bps
GRU系列载波型数据采集终端（插图）
数据采集终端抄收485数据或脉冲信号数据，通过电力线将数据传输至智能抄表集中器。
抄收16块电能表的电能数据
RS485总线通讯速率为1200bps
载波通讯速率为500bps,距离大于2000米
GRU系列RS485型数据采集终端（插图）
数据采集终端抄收485数据或脉冲信号数据，通过RS485总线将数据传输至智能抄表集中器。
抄收16块电能表的电能数据
RS485总线通讯速率为1200bps
GPLM智能抄表集中器
可管理1024块电能表的数据
载波通信距离大于2000米，载波通讯速率500bps
使用工业级CPU，保证在-25～55ºC范围内正常稳定运行工作
使用电子存储器，可保存12个月电量
四、典型应用工程案例
小区电力载波远程抄表系统
设计方案
一、设计说明
1、根据电力行业标准低压电力用户集中抄表系统；
2、行业标准《DL/T698低压电力用户集中抄表系统技术条件》；
3、国家标准《电气装置安装工程施工及验收规范》；
4、本系统的所有硬件和软件均同时支持单费率和多费率的系统，只需在管理中心做简单的数据调整，即可将某部分用户的费率类型进行更换；
5、数据采集终端安装于电表表箱内，均采用GRU系列产品，留有一定的扩展空间；具有很强的适应性和可扩展性；
6、智能抄表集中器的电源从变压器出线的母线上采用三相四线制的接线方法引入，从而确保各相电力线载波信号的迅速、准确地接收；
7、智能抄表集中器与数据采集终端之间采用先进的低压电力线载波通信方式，无需敷设专用的通道，在保障通信的基础上简化系统的安装运行；
8、集中器与管理中心的电脑通过GPRS，数据传输通道有了可靠的保障,因此需要2张SIM卡。
二、工程概况
本工东莞市位于东莞供电所所管辖的范围内，线路为地沟敷设，现场线路分布规整，情况较完好，无严重老化现象。
表箱有预留空间安装集中抄表系统采集终端设备,周围环境单一，无严重电磁干扰源。
共9幢楼23个单元,由1个变压器供电，最大供电半径小于500米。
用户电表是集中安装,统一使用浙江万胜电力仪表有限公司生产的DDF-18S单相复费率电子式电度表.共232户住宅电表进入该系统。
配置GRU12数据采集单元23个，并配置相应智能抄表集中器1个。
抄表管理中心设于供电局，另需配置GPRSMODEM1台。
三、系统结构、设备功能
本系统由抄表管理单元、智能抄表集中器、数据采集终端三部分组成。
电表与抄表终端之间用信号线连接；抄表终端、集中器之间的通信采用电力载波通信方式，集中器、计算机之间采用GPRS网络进行通信，系统结构示意图如下：
1、抄表管理层：
这一层位于抄表管理中心内，由抄表管理计算机和软件部分组成，是抄表管理人员与本系统直接交流的部分。
负责将数据集中器传输上来的用户电量信息汇总、整理后加以处理，提供给收费系统、用电管理系统使用。
2、数据集中器：
是整个低压载波集中抄表系统的中心层，是载波通信的中央设备。
数据集中器安装在低压配电变压器的低压侧，负责主动与每一采集终端进行数据通信（抄表）并存储数据。
这些定时或实时数据可通过GPRS通讯方式或红外手持抄表器（PDA）直接传回到供用电管理部门的数据服务器中，对这些数据分析处理后可将结果以各种统计报表、图示等形式报告给用电管理部门，并能自动计算电费、生成报表。
如果与银行微机系统联网，还可实现电费银行自动划拨。
3、数据采集终端：
与数据集中器组成载波远程抄表系统，对表计信号进行处理、转换和存贮。
并可接收来自集中器发来的各种操作命令，向集中器回送表计数据。
四、施工说明
1、小区所有抄表管线均由我司明敷。
数据采集终端安装在表箱内。
1、通信线：
沿小区三相电力线走向。
穿入敷好的PVC线管，并用标识号码管来识别485通讯的A和B。
2、安装及施工按工艺执行。
3、系统调试前，严禁设备通电，避免线路短路烧坏设备。
4、终端设备应安装于表箱内，且不易受日晒、雨淋的位置，安装高度以距地面1.1～1.6m为宜。
5、所有终端的供电电源就近取自表箱内AC220V空气开关的下端。
6、集中器安装于变压器附近箱内后，明挂在配电柜内上。
7、线屏蔽层应用热缩管封好，防止搭接其它线路。
8、进入设备处信号线屏蔽层应连接起来后接在地线上。
五、系统功能
见上层软件功能
六、设备清单
序号
设备名称
型号
数量
单位
1
数据采集终端
GRU12
个
2
智能抄表集中器
GPLM－FG
台
3
Modem（GPRS）
Modem（GPRS）
套
4
SIM卡
张
5
安装、调试及材料费用
----
套
6
主站软件
GEM2000
套
升级会员 