小型化電表自動抄表系統(tǒng)的建立

陸偉斐 許 石 王 洋

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司，安徽 馬鞍山 243000）

小型化電表自動抄表系統(tǒng)的建立

陸偉斐 許 石 王 洋

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司，安徽 馬鞍山 243000）

介紹了小型化電表自動抄表系統(tǒng)的特點，開展了電表自動抄表網(wǎng)絡化的實踐，并通過服務器實現(xiàn)了電表數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和計算。

小型化電表；自動抄表系統(tǒng)；以太網(wǎng)

隨著國家節(jié)能的逐步推進，作為電力節(jié)能的輔助設備，電表的自動計量將取代人工計量成為電表計量主體。針對工廠干擾大，致使許多自動抄表系統(tǒng)無法良好使用的問題，馬鋼車輪公司結合自身特點，采用網(wǎng)絡通信與485通信方式相結合，會同科研單位聯(lián)合開發(fā)了一套電能表自動計量系統(tǒng)。

該系統(tǒng)是一套自動計量統(tǒng)計的實時計量系統(tǒng)，依靠現(xiàn)場U6一體化轉換器、MOXA信號轉換器等設備，通過現(xiàn)有的以太網(wǎng)絡將電表電量數(shù)據(jù)傳送給服務器，實現(xiàn)電量數(shù)據(jù)的采集和統(tǒng)計，并將處理后的數(shù)據(jù)傳送給原廠級MES系統(tǒng)，并由該系統(tǒng)計算出各生產(chǎn)區(qū)域的噸鋼電耗，完成各個產(chǎn)品在不同工序的電能消耗統(tǒng)計，為產(chǎn)品的節(jié)能降耗提供有力的數(shù)據(jù)支撐。

一、電表自動抄表系統(tǒng)的網(wǎng)絡拓撲結構（圖1）

1.第一層主計算機—服務器。服務器采用windows XP操作系統(tǒng)，核心軟件為Inscan RTN綜合管理系統(tǒng)軟件，所有的數(shù)據(jù)全部在此進行處理，通信方式選擇以太網(wǎng)。

圖1

2.第二層數(shù)據(jù)交換層—交換機、U6轉換器、MOXA（Nport）轉換器。在不同局域網(wǎng)段下，都可以在采集服務器上ping通現(xiàn)場U6與MOXA轉換器（都有唯一的IP地址）。

3.第三層數(shù)據(jù)計量層—智能電表。智能電表采用485通信方式，通過485通信線采用分組方式進行組網(wǎng)，每個電表有唯一的電表號，保證所有電表數(shù)據(jù)不混亂。

二、電表自動抄表系統(tǒng)的主要開發(fā)的功能及應用

1.分散采集，集中存儲。兩個高壓配電室采用集中遠傳電表，每4到5個電表一組，電表的協(xié)議采用DL/ T645-1997多功能表通信協(xié)議，波特率1 200bit/s，采用奇偶效驗方式，采集正向有功功率數(shù)值，每個高配室配置1臺現(xiàn)場一體化U6數(shù)據(jù)采集終端，通過485總線方式，采集現(xiàn)場電表的電量數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)線，就近接入車輪公司內(nèi)的交換機或其他網(wǎng)關設備，將數(shù)據(jù)發(fā)送至裝備部的采集服務器，再由采集服務器按一定周期將數(shù)據(jù)保存至服務器。現(xiàn)場比較分散的電表，采用RS485轉以太網(wǎng)設備MOXA轉換器，接入臨近的交換機或其他網(wǎng)關設備，方式基本與高配室差不多。

2.網(wǎng)站分類查詢功能的應用。自動抄表系統(tǒng)具有查詢功能，可查詢所有電能表在選擇時間點上（可以選擇多個時間點）的正向總有功電量；查詢所有電能表在某一段時間內(nèi)的用電量（以日、周、月顯示格式）。查詢功能均提供Excel報表導出功能。

3.互感器倍率設置。服務器系統(tǒng)開放互感器倍率設置權限，管理員可在Web系統(tǒng)中查看并編輯各個電能表的互感器倍率。這樣可以用于更換電能表互感器時修改計算倍率。

4.終端用戶數(shù)據(jù)瀏覽與組態(tài)配置。系統(tǒng)擁有用戶管轄權的概念，系統(tǒng)管理員可為各個終端用戶建立帳號，并將每個登錄帳號設定為可瀏覽的終端用戶，以便用戶按自己的需要，查詢相關電能表的用電量。系統(tǒng)采用Web式組態(tài)配置管理模式，相關的終端用戶管理、電表查詢配置、電量查詢等操作，均由系統(tǒng)管理員在Web系統(tǒng)上進行操作，確保了使用的靈活性。

5.數(shù)據(jù)庫容量及數(shù)據(jù)備份。系統(tǒng)自帶的歷史數(shù)據(jù)庫之外，還使用SQL Server 2008 R2 Express版數(shù)據(jù)庫作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心。該數(shù)據(jù)庫是微軟提供的免費數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)容量為10G，在存儲周期為10min/次的情況下，可保證系統(tǒng)正常運行5年以上。當數(shù)據(jù)庫可使用容量不足時，可將數(shù)據(jù)庫中的歷史數(shù)據(jù)備份并清理。

6.為MES系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持。當服務器將電表數(shù)據(jù)采集計算完畢后，將處理好的數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)庫。MES系統(tǒng)可以通過訪問中心數(shù)據(jù)服務器中的數(shù)據(jù)庫，來獲取各個電表的電量數(shù)據(jù)。MES將數(shù)據(jù)采集到后對應生產(chǎn)數(shù)據(jù)，制作相應的電量報表。

7.設備軟件的兼容性。考慮到第三方軟件的多樣性，本系統(tǒng)提供統(tǒng)一的XML格式的數(shù)據(jù)訪問接口，可獲取的數(shù)據(jù)內(nèi)容包括：系統(tǒng)所有電表設備列表、系統(tǒng)所有設備點的最新數(shù)據(jù)、按時間獲取某一耗能單位的用量；同時，為第三方軟件開放數(shù)據(jù)庫訪問權限，第三方軟件可以根據(jù)自己的需要，自由組織數(shù)據(jù)的查詢。以此為上層的MES系統(tǒng)或ERP系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐。

三、后期拓展設計

1.考慮到現(xiàn)場計量點的拓展，該軟件是無限制點。當系統(tǒng)中需要增加現(xiàn)場采集點時，只需要增加相應的硬件設備，管理員在組態(tài)中增加下現(xiàn)場采集點，無需增加額外的新軟件購買成本。

2.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和web系統(tǒng)均為系統(tǒng)管理員提供組態(tài)功能，管理員可以通過組態(tài)配置，對現(xiàn)場設備的采集及數(shù)據(jù)查詢進行增加、刪除、修改，這樣可以最大限度地拓展軟件的功能。

四、實施效果

2013年6月，該項目開始施工調試，2013年8月正式投入運行，統(tǒng)計數(shù)據(jù)的實時性與準確性大大提高，所有數(shù)據(jù)經(jīng)過計算能夠快速反應出現(xiàn)場的電能消耗情況，對于細分產(chǎn)品的能源消耗的計算起到非常大的作用。該系統(tǒng)較強的拓展性，可以完全滿足車輪公司后期進一步細分過程，能有效地解決企業(yè)的成本核算的難點。這種小型化、投資少的電表自動計量系統(tǒng)非常適合于推廣到中型企業(yè)。

[1] 孫虎章．自動控制原理[M]．中央廣播電視大學出版社，1992.

[2] 李友善．自動控制理論[M]．國防工業(yè)出版社，1989.

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1671-0711（2014）08-0025-02

2013-01-11）