自动化抄表技术在水电计量管理中实践

自动化抄表技术在水电计量管理中实践 随着电力行业自动化程度越来越高，自动抄表系统 的主要特征就是将电表等仪器数据的采集、传输和处理等步 骤进行智能化电能，最后提供给用电管理。由于传统的人工 抄表模式存在很多弊端，自动抄表系统可以直接将其克服， 有利于电能管理现代化的实现。 简单可靠的自动抄表方法是电力抄表系统研究开发者 一直比较关注的问题。主要是信号集中智能处理和电力信息 的传输方面，在电力信号集中处理器方面，目前业内有多种 解决方案，其中记录仪采集板嵌入式模块方案以其大量的成 功开发案例、低廉的价格、优异的稳定性和大容量信息存储 技术在业界为广大远程抄表系统开发工程师所热衷。 电力线载波通信在信息传输中得到广大企业的关注，其 原因是PLC线路广泛分布于各地区，甚至进入到居民家庭， 所以不必重新布线，这样能够降低大量人力物力资源的投 入。电力线载波通信主要通过对信息的调制达到高频信号， 然后在电力线路上以叠加状态进行通信，受同一个变压器的 控制，通过一个集中器来完成多个采集器或电能表数据的采 集，最终建立一完整的电力线通信网。 下面我们就详细介绍讨论一下记录采集板嵌入式模块 为基础的的具体内容。 一、记录仪采集板产品简介 记录仪采集板是一种嵌入式控制模块，其特点主要体现 为性价比高，尺寸紧凑，是比名片尺寸还小一些，但是它提 供的功能几乎能满足所有工业计算机的需求。 记录仪采集板板载嵌入式高性能16位处理器，该处理 器内部为32位RISC架构并且与80C186处理器兼容，性能 非常高，主频高达100MHz,内置了 100M的以太网，并且支 持1MB的SDRAMo其指令与其他X86微处理器兼容。板上功 能包括10/100M高速以太网接口，支持标准IDE接口、两个 串口。在一单片闪存芯片上集成了系统BIOS和1.44M闪存 （Flash Flopy Disk FFD）,采用的芯片数量极少,但却 以最小模板的尺寸实现了更多的功能。还可根据需要扩展功 能模块，主要通过精简ISA总线和用户片选信号来实现。 二、基于记录仪采集板模块的集中抄表系统架构 系统通过监控中心计算机来完成若干个电能表电能量 记录值信息抄读的系统，采用的传输媒体包括无线、有线、 电力线载波等信道。 该系统主要由三大部分组成采集用户电能表电能量信 息的采集终端（或采集模块）、集中器（记录仪采集板）信 道和监控中央计算机。 （一）以下是对抄表系统架构各部分的功能定义描述 1. 监控中心计算机 监控中心计算机是通过信道对记录仪采集板集中器中 的信息采集，并进行处理和管理的设备。 2. 监控中心计算机抄收间隔 监控中心计算机抄收间隔是指主站定时抄收记录仪采 集板集中器中信息的周期时间，以下简称为抄收间隔。 3. 记录仪采集板集中器抄收间隔 记录仪采集板解决方案的技术实现记录仪采集板集中 器抄收间隔指集中器定时抄读采集终端（或采集模块）中用 户电能表电能量信息的周期时间，以下简称为抄读间隔。 4. 采集模块 采集模块的主要作用是采集单个用户电能表电能量信 息，并这些信息完成处理，再由信道把数据传送给记录仪采 集板集中器。 5. 采集终端 采集终端是一种设备设施，主要对多个用户电能表电能 量信息进行处理，处理过的信息数据再由信道传送给中继器 或集中器记录仪采集板。 6. 记录仪采集板集中器 记录仪采集板集中器主要用来收集各采集终端或采集 模块的数据，并进行处理储存，同时能和主站进行数据交换 的设备。 7. 信道 信道其实是一种媒体，包括无线电波、电力线、电话线、 专线等，主要用于信号数据的传输。对于集中器、采集终端 等设备来讲，其信道分为上行信道和下行信道。集中器和主 站之间的信道为上行信道， 采集终端和用户电能表之间的信道一般为下行信道。 （二）集中器（记录仪采集板）功能的实现 1. 通讯信道 记录仪采集板有多个RS485接口，支持GPRS, 4 （GPIO） 3 （中断或GPIO可选）路双向可编程数字I/O （3. 3/5V电 平兼容，支持多路多方式通讯，在电力抄表系统主要采用信 道如下记录仪采集板集中器和监控中心计算机之间的通讯 可采用公用电话网或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 2. 数据采集、处理 记录仪采集板板载486级别的CPU,主要采用RISC的技 术，64bit指令队列，5级流水线，相对于传统的CISC技术, 指令周期短。不分频的系统时钟（386是2分频），外部时钟 100MHz,内部时钟1 OOMHzo 8KB的高速缓存。具有高性能, 超速度的特点，足够满足抄表系统的各项数据采集和处理要 求。 高效的处理器和内部通讯支持复杂的应用程序，以实现 灵活自动化的系统功能，开发工程师可对记录仪采集板设定 抄读间隔，可对各用户电能表的累计电能量进行自动采集， 同时还可以根据所设定的抄收间隔和抄表周期完成各用户 电能表的累计电能量的生成。同时可设定数据补抄、报警、 自诊断和异常信息启示、电表冻结等相关复杂的功能。 3. 储存容量 一般来说，抄表系统的集中器至少保存两个抄表周期、 两个抄收间隔和两个抄读间隔的各用户电能表的累计电能 量数据，同时集中器的应用程序也将占用一定的存储空间， 这要求集中处理模块本身或者外接一定容量的存储器。同时 标准的IDE硬盘可支持两个IDE设备，足够满足以上存储需 求。 4. 记录仪采集板现场抄读功能 记录仪采集板通过串口，虚拟显示/键盘技术可支持当 地通信，供手持抄读器现场抄读电量数据并输入到监控中 心。 （三）监控中心计算机功能的实现 监控中心计算机通过GPRS或者公用电话网收集到记录 仪采集板集中处理器发送过来的信息，可以对各电表进行严 格的监控，同时操作人员也可通过监控中心计算机对记录仪 采集板下达相关指令，以达到远程智能抄表的目的。 在实际的电力智能抄表过程中，记录仪采集板嵌入式模 块经受住了实践的检验，以其高稳定性、486级别的处理能 力和低廉的价格，赢得了众多开发工程师的亲睐。