智能電表遠程計量在企業中的設計與實現

鄒 珺，吳 婷，王 勉

(江西現代職業技術學院，江西南昌330095)

計量是企業的生產和經營活動的一項重要工作，是推行現代企業制度、實現集約化生產的重要技術基礎;也是企業降低成本、增加效益的基本保障。電能計量是企業計量中的重要一項，一般企業的用電成本占生產成本的15%左右，有的企業甚至更高。所以，降低用電成本是企業節能增效的有效手段。

本文提出企業智能電表遠程集中計量的設計技術方案，以達到企業對用電狀況進行全程監測的目的，從而降低用電成本，提高利潤。

1 系統的總體結構

對于智能電表，現在通用的遠程計量、控制方式有兩種:一是通過GPRS無線通信，GPRS方式具有接入范圍廣、傳輸速率高、使用成本低、可以方便利用移動通信網絡遠程接入的優點，故被廣泛應用。但在一些企業中，干擾、屏蔽等問題阻止了其應用。二是通過RS－485總線接口方式進行遠程計量，RS－485總線以其穩定可靠的工作性能和通用性而得到越來越廣泛的應用，具有RS－485接口的電能表也正在大量替代傳統的機械式轉輪電表。本文主要通過后一方式來是實現對智能電表的遠程計量。

系統主要有采集終端、RS－485轉換器、局域網(LAN)、服務器和監控終端組成(圖1)。

圖1 系統總體結構設計圖

考慮到485總線方式的傳輸距離問題，轉換器一般放置在離電表不超過100M的距離內。轉換器到LAN間可視現場情況采用超六類線或者光纖接入。

2 智能電表遠程計量的設計與實現

2.1 DL/T 645電能表通信規約

在系統設計時，必須遵守多功能電能表通信協議規范，規范有DL/T 645－1997版和DL/T 645－2007版。目前，智能電表中DL/T 645－2007版正在代替DL/T 645－1997版。該規約的數據的字節格式為:由8位二進制碼組成一個字節，包含一個起始位(0)、一個偶校驗位、一個停止位(1)。字節傳輸序列和幀格式如圖2和圖3所示。

圖2 字節傳輸序列

圖3 幀格式

2.2 系統數據庫設計

設計系統數據庫應該考慮到企業實際需求、企業的計量方式、操作流程以及數據量等多方面因素，同時應該顧及系統的通用性和可擴展性。本系統采用的是SQL2008數據庫。

由于電表數據是動態的，根據系統的需要，數據庫中主要包含以下幾種類型的數據表:(l)用戶基本信息表;(2)電能表配置數據表;(3)電能表抄錄數據表;(4)企業能耗情況數據表。

每塊電能表的編碼地址不允許重復，是唯一的，同時是多個數據表的主關鍵字，也是操作電能表發送命令的唯一標識。為了方便操作系統，電能表的編碼地址統一設置為“68 XX XX XX XX XX XX”格式。數據庫的操作流程如圖4所示。

圖4 數據庫操作流程圖

2.3 系統軟件設計

系統的開發平臺使用的是Visual Studio 2010，采用的是B/S結構。系統包含通信、電表基礎信息設定、生產專用、統計報表、系統設定、幫助信息六個模塊。系統截圖如圖5所示。

圖5 系統軟件設計截圖

通信:主要應用于新加電能表時，測試電能表與系統的通信。包含有通信參數、串口測試、通信監視、測試工具等子模塊。

智能電表設定:主要設定電能表的通信參數、安裝地點、維護單位、使用單位、顯示參數、數據變量等重要信息。

生產專用:主要是電能表的數據信息，包含數據讀取、查詢、報警日志、用電分析、波形圖等電能表的信息。

統計報表:用于分析不同分廠、不同時段的用電量和日、月、年度的用電分析對比。

系統設定:包含使用系統的用戶信息、系統的權限、密碼管理。

幫助信息:系統的詳細使用說明。

因為電能表多數的數據是一問一答，所以在與智能電表通信時采用UDP協議，利用線程隨時監聽，在接受到命令請求時建立連接進行通信，從而獲取數據。通信示意圖如圖6所示。

圖6 通信示意圖

接受數據的主要方法如下:

3 結語

智能電表遠程計量是以LAN(局域網)作為數據傳輸的骨架，前端采用RS485與RJ45相結合的數據采集方式，來完成企業電能表數據的獲取。獲取的數據傳輸到數據中心的服務器，企業內部的ERP可以通過服務器相互聯網，實現數據共享和信息化管理。