摘要：介紹西南大學(xué)兩江實(shí)驗(yàn)中學(xué)項(xiàng)目，采用內(nèi)控型智能預(yù)付費(fèi)電度表，采集學(xué)生宿舍實(shí)時(shí)用電量。系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場(chǎng)總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái)，通過Acrel-3200型遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)學(xué)生宿舍用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。

0、概述

  被譽(yù)為“重慶城市建設(shè)的西裝料”的蔡家無(wú)論從政策、配套、交通都做好準(zhǔn)備，但這片區(qū)域教育卻尚屬薄弱，教育問題不僅成為困擾本區(qū)域居民的一大難題，而且也長(zhǎng)期滯緩著蔡家板塊的能級(jí)躍升，教育成為提升蔡家板塊影響力的一步重棋。

  作為蔡家區(qū)域*，面對(duì)亟待解決的教育稀缺問題，重慶東原斥資3.5億，不遺余力地為蔡家引入?yún)^(qū)域內(nèi)好的中學(xué)校西大兩江實(shí)驗(yàn)學(xué)校，彌補(bǔ)蔡家教育配套的空白。 該校落址蔡家新區(qū)東原·嘉閱灣項(xiàng)目?jī)?nèi)，占地面積近10萬(wàn)平方米，計(jì)劃2017年9月正式開學(xué)。

  本項(xiàng)目為西大兩江實(shí)驗(yàn)學(xué)校的遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)管理系統(tǒng)，對(duì)各個(gè)教學(xué)樓和學(xué)生宿舍樓內(nèi)的預(yù)付費(fèi)電表進(jìn)行監(jiān)控，共使用了型號(hào)為DDSY1352-NK和DTSY1352-NK的內(nèi)控型預(yù)付費(fèi)電表578只。

1、需求分析

為實(shí)現(xiàn)整個(gè)群體建筑智能化管理，需實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)學(xué)校各個(gè)教室和宿舍，實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)電能管理，具體功能如下：

  1）．預(yù)付費(fèi)儀表數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示；

  2）．預(yù)付費(fèi)儀表遠(yuǎn)程電費(fèi)充值；

  3）．電費(fèi)充值記錄查詢；

  4）．電費(fèi)不足，界面報(bào)警；

  5）．遠(yuǎn)程抄表；電能管理；

  6）．運(yùn)行事件報(bào)警、記錄及查詢打印功能；

  7）．設(shè)備通訊異常實(shí)時(shí)采集顯示；

  8）. 和校園一卡通共享數(shù)據(jù)；

  9）．用戶權(quán)限管理。

2、系統(tǒng)方案

  安科瑞Acrel-3200遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)管理系統(tǒng)根據(jù)西大兩江實(shí)驗(yàn)學(xué)校實(shí)際情況進(jìn)行組網(wǎng)設(shè)計(jì)，因?yàn)楹笄谝箅娰M(fèi)由財(cái)務(wù)收取，所以將遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)管理系統(tǒng)主機(jī)設(shè)置在財(cái)務(wù)室內(nèi)，現(xiàn)場(chǎng)儀表分布在各個(gè)建筑內(nèi)，所以采集器都安裝在各個(gè)建筑的電井內(nèi)，現(xiàn)場(chǎng)所有的內(nèi)控型預(yù)付費(fèi)電表都是通過RS485總線直接入到采集器，采集器在通過校園局域網(wǎng)傳輸?shù)街鳈C(jī)。如下圖所示：站控管理層（主站）、網(wǎng)絡(luò)通訊層（數(shù)據(jù)采集箱）和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層（預(yù)付費(fèi)電能表）。

1）站控管理層

  站控管理層針對(duì)預(yù)付費(fèi)管理系統(tǒng)的管理人員，是人機(jī)交互的直接窗口。

2）網(wǎng)絡(luò)通訊層

  通訊層主要是由通訊采集箱、工業(yè)交換機(jī)、以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成。通訊采集箱的主要功能是負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備的參數(shù)并將數(shù)據(jù)上傳；以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實(shí)現(xiàn)采集箱與主站之間的數(shù)據(jù)交互，使系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，極大提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，真正達(dá)到了無(wú)人值守的目的。

3）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層

  現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由智能預(yù)付費(fèi)電度表及斷路器組成，智能儀表均采用RS485通訊接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入采集箱，經(jīng)采集箱和交換機(jī)將數(shù)據(jù)上傳給監(jiān)控主機(jī)。

智能儀表現(xiàn)場(chǎng)連接示意

  現(xiàn)場(chǎng)智能裝置（樓層預(yù)付費(fèi)電度表）以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVSP2*1.0)進(jìn)行通訊連接，每根總線連接智能儀表數(shù)量在25只左右，不同種類的智能裝置連接在不同的總線上，然后將數(shù)據(jù)上傳至采集箱，進(jìn)而將數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控主機(jī)。具體連接示意圖如下所示：

3、系統(tǒng)功能

登錄界面

  點(diǎn)擊桌面上的“東原蔡家中學(xué)預(yù)付費(fèi)管理系統(tǒng)”，軟件開始運(yùn)行。進(jìn)入監(jiān)控系統(tǒng)界面，查看監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。當(dāng)用戶需要使用【電費(fèi)充值】、【財(cái)務(wù)查詢】、【管理維護(hù)】等功能，需要登錄【管理員】帳號(hào)才能操作。用戶名分為“管理員”和“值班員”，兩者權(quán)限不同，操作員只能操作部分功能，管理員擁有高權(quán)限。

  進(jìn)入監(jiān)控系統(tǒng)界面后，本套預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)分為六大功能模塊：【配電監(jiān)測(cè)】、【電費(fèi)充值】、【財(cái)務(wù)查詢】、【電能統(tǒng)計(jì)】、【通訊示意】、【管理維護(hù)】。

配電監(jiān)測(cè)

  配電箱實(shí)時(shí)顯示界面

   可查看個(gè)配電回路的分布和連接情況以及主要的電參量。主要數(shù)據(jù)包括：剩余電量，剩余電力報(bào)警限值，總用電量、回路名稱。

  當(dāng)選擇管理員身份登錄系統(tǒng)后，可在系統(tǒng)一次圖中點(diǎn)擊回路名稱，直接對(duì)回路名稱、剩余電量報(bào)警限值進(jìn)行修改，修改后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)保存。

  當(dāng)剩余電量低于剩余電量報(bào)警限值，系統(tǒng)彈出報(bào)警提示如下圖所示。

  當(dāng)需要選擇其他樓層的配電箱實(shí)時(shí)顯示界面，只需點(diǎn)擊右上角的【樓層選擇】按鈕即可，選擇對(duì)應(yīng)樓層。如圖所示。

電費(fèi)充值

  當(dāng)客戶需要充值電費(fèi)時(shí)，充值員按照以下步驟完成充值。

  1、將IC充值卡插入IC讀卡器中，當(dāng)聽到清脆的滴答一聲，證明IC讀卡正常。

  2、在預(yù)付費(fèi)【首頁(yè)界面】中右擊鼠標(biāo)登陸【管理員】賬號(hào)，如果【首頁(yè)界面】界面登陸用戶【管理員】登陸成功。

  3、在預(yù)付費(fèi)【首頁(yè)界面】中點(diǎn)擊【電費(fèi)充值】，系統(tǒng)彈出【充值收費(fèi)】窗口。

  4、在【充值收費(fèi)】窗口，首先查看【購(gòu)電卡編號(hào)】與IC卡編號(hào)是否一致。然后實(shí)收金額欄輸入充值金額，點(diǎn)擊【確認(rèn)交費(fèi)】。當(dāng)剩余電量顯示變化，表示充值成功。后點(diǎn)擊【交費(fèi)打印】按鈕，即可打印充值交費(fèi)信息，打印完成點(diǎn)擊【退出】按鈕

財(cái)務(wù)查詢

  財(cái)務(wù)查詢模塊主要現(xiàn)實(shí)了該模塊實(shí)現(xiàn)以充值卡號(hào)、時(shí)間等多種方式對(duì)充值記錄的查詢功能，并能導(dǎo)出excel文件格式電子表格。

  點(diǎn)擊上圖中的數(shù)據(jù)庫(kù)刷新，即可刷新充值記錄。如果需要查詢某段時(shí)間內(nèi)充值的記錄，點(diǎn)擊“時(shí)間查詢”按鈕 如何設(shè)置好要查詢的時(shí)間段，即可查詢?cè)摃r(shí)段充值記錄。充值卡號(hào)查詢功能，就是輸入對(duì)應(yīng)的IC卡號(hào)，即可查詢?cè)揑C的充值記錄。

電能統(tǒng)計(jì)

  電能統(tǒng)計(jì)界面

  點(diǎn)擊【系統(tǒng)首頁(yè)】上的【電能統(tǒng)計(jì)】按鈕 。

  對(duì)用電量的管理以報(bào)表形式呈現(xiàn)，該報(bào)表可以呈現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行期間的任意時(shí)間段內(nèi)的各回路用電，每個(gè)進(jìn)線回路及它所帶的出線回路制作在一張表內(nèi)，可方便查詢。如有多張表格，可在表頁(yè)下端選擇切換。

  通過調(diào)節(jié)開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，點(diǎn)擊“查詢”按鈕，即可顯示此時(shí)間段內(nèi)的用電量，也可以以電子表格的形式導(dǎo)出和打印。

通訊示意

  儀表狀態(tài)功能說(shuō)明

  點(diǎn)擊【系統(tǒng)首頁(yè)】上的【通訊示意】按鈕 。

  進(jìn)入通訊狀態(tài)后，能夠看到整個(gè)系統(tǒng)采用已變壓器為干線的分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)診斷功能。能實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài)，出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)顯示故障線路及具體單元。

管理維護(hù)

  管理維護(hù)模塊主要現(xiàn)實(shí)了電費(fèi)費(fèi)率設(shè)置，剩余電費(fèi)下限報(bào)警值設(shè)置，用戶權(quán)限管理、系統(tǒng)日志、報(bào)警查詢、退出系統(tǒng)等功能

  用戶管理

  用戶管理界面為用戶提供了3項(xiàng)與用戶身份和管理有關(guān)的功能。“用戶登錄”可以實(shí)現(xiàn)登錄用戶身份的切換；已登錄用戶可以通過“用戶注銷”刪除登錄用戶的身份；“管理員”可以通過“用戶配置” ，修改所有用戶的登錄密碼；“管理員”可以使用“添加刪除”增添用戶身份，也可以刪除已有的用戶身份。

  系統(tǒng)日志

  通過系統(tǒng)日志功能用戶可以查看設(shè)備通訊狀態(tài)，用戶登錄記錄，預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)操作日志等記錄。

  報(bào)警查詢功能

  當(dāng)用戶需要查詢報(bào)警信息時(shí)，只需點(diǎn)擊歷史報(bào)警查詢界面中的“查詢”按鈕設(shè)置好需要查詢的時(shí)間段，即可實(shí)現(xiàn)該時(shí)間段報(bào)警信息的查詢。

 4、結(jié)束語(yǔ)

  隨著社會(huì)的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用，預(yù)付費(fèi)管理系統(tǒng)已成為大型商場(chǎng)、學(xué)校用電收費(fèi)的必然選擇，本文介紹的Acrel-3200遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)管理系統(tǒng)在西大兩江實(shí)驗(yàn)學(xué)校的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)校教室和宿舍用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控與電能管理，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能，可以與串口服務(wù)器、計(jì)算機(jī)等組成電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示商戶配電回路的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)分合閘、負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對(duì)話框及語(yǔ)音提示，并生成各種電能報(bào)表等，便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究。該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定，為學(xué)校用戶解決用電問題提供了真實(shí)可靠的依據(jù)，取得了較好的社會(huì)效益。［2］

參考文獻(xiàn)：

  [1].任致程 周中. 電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中國(guó)電力出版社. 2007. 4

  [2].周中等編著. 智能電網(wǎng)用戶端電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)產(chǎn)品選型及解決方案[M]. 北京. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2011.10