“二表合一”采集系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)探究

曾文輝　陳育欣　陳立　林麗舒　柯榮凱

摘 要：在“二表合一”采集模式中，用電信息采集系統(tǒng)集媒介、采集、監(jiān)控功能于一身，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。用電信息采集系統(tǒng)覆蓋面廣，能有效提供數(shù)據(jù)服務(wù)與通信信道共享服務(wù)。用電信息采集系統(tǒng)平臺(tái)為今后 “四表合一”自動(dòng)化采集的建設(shè)發(fā)展提供了有效的技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：用電信息采集系統(tǒng)；自動(dòng)化采集；通信模塊；集中器

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.21.143

1 “二表合一”采集原則

電、水二表數(shù)據(jù)集中自動(dòng)采集應(yīng)用（以下簡(jiǎn)稱“二表合一”采集）項(xiàng)目的建設(shè)實(shí)施需要依托智能電能表應(yīng)用和用電信息采集系統(tǒng)現(xiàn)有的建設(shè)成果。在確保現(xiàn)有用電信息采集成功率、覆蓋率的基礎(chǔ)上，應(yīng)充分利用現(xiàn)有用電信息采集系統(tǒng)軟、硬件資源和通信信道，即在每個(gè)臺(tái)區(qū)、每名用戶現(xiàn)有的電能表、集中器、通信模塊等現(xiàn)有采集設(shè)備不更換、改裝處理的情況下，允許增加設(shè)備或設(shè)備軟件升級(jí)，成功采集水表數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)能源資源與通信資源共建共享。

2 “二表合一”采集方案設(shè)計(jì)及其特點(diǎn)

“二表合一”采集方案設(shè)計(jì)主要從現(xiàn)有硬件資源、通信方式、系統(tǒng)的擴(kuò)展性和兼容性等方面出發(fā)，充分考慮項(xiàng)目的實(shí)際情況，盡可能以較少的資源投入，最大程度地實(shí)現(xiàn)電、水二表的分散采集、集中管理、綜合監(jiān)控。

2.1 以現(xiàn)有用電信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)平臺(tái)

充分利用國(guó)網(wǎng)已經(jīng)建設(shè)完成的低壓集抄系統(tǒng)，以減少二表合一抄表硬件建設(shè)投資。在設(shè)計(jì)方案中，在現(xiàn)有用電信息采集系統(tǒng)的硬件資源（智能表計(jì)、通信模塊、采集終端）均無(wú)需更換或改動(dòng)條件下，僅增加抄收水表數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換器，且該轉(zhuǎn)換器對(duì)已有的電表集抄沒(méi)有任何改動(dòng)或影響。

2.2 以用戶水表實(shí)際情況確定設(shè)計(jì)方案

目前，水表的通信方式包括M-BUS總線、RS-485以及微功率無(wú)線技術(shù)。其中，M-BUS總線通信穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，可通過(guò)通信線路給表計(jì)供電，解決表計(jì)無(wú)電源供應(yīng)問(wèn)題；RS-485的通信速率高，通信穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，但無(wú)法給水表直接供電，需配備外接電源；微功率無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸速率較高、組網(wǎng)靈活、無(wú)需布線，但電磁屏蔽環(huán)境中通信效果較差，需配備外接電源。具體應(yīng)以現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量?jī)x表的通信方式?jīng)Q定，或根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境選擇相應(yīng)的儀表進(jìn)行更換。

2.3 構(gòu)建靈活的組網(wǎng)模式

本設(shè)計(jì)方案采用一款通信接口轉(zhuǎn)換器，其具有上、下行各一路RS-485及下行兩路M-BUS。通信接口轉(zhuǎn)換器支持上行PLC或RS-485與集中器通信，可采集主站召測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，其存儲(chǔ)的數(shù)量可滿足臺(tái)區(qū)用戶數(shù)需求。同時(shí)，支持下行M-BUS、微功率無(wú)線與水表通信。通信接口轉(zhuǎn)換器的上、下行各種通信方式可隨意組合，構(gòu)建能滿足所有二表集抄技術(shù)要求的組網(wǎng)模式。

2.4 擴(kuò)展性強(qiáng)

對(duì)于現(xiàn)有未采集的設(shè)備，只需增加相應(yīng)的通訊裝置，并將此設(shè)備連接到通訊網(wǎng)絡(luò)層上就可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)底層通信擴(kuò)展；而對(duì)于擴(kuò)展的后期工程，只需配置通訊網(wǎng)絡(luò)層和相應(yīng)的智能表集中裝置，并將通訊網(wǎng)絡(luò)層連接到后臺(tái)網(wǎng)絡(luò)中就可實(shí)現(xiàn)新增智能表的擴(kuò)展。

2.5 兼容性好

本方案所設(shè)計(jì)系統(tǒng)可提供多種通信方式，兼容多種通訊規(guī)約，只連接各種智能設(shè)備就可完成自動(dòng)化采集，還可將任何開(kāi)放設(shè)備納入監(jiān)控系統(tǒng)。

3 試點(diǎn)小區(qū)

本次作為試點(diǎn)小區(qū)的水表已經(jīng)統(tǒng)一安裝了永波水表廠生產(chǎn)的M-bus光電直讀水表，水表安裝于樓層的管道間內(nèi)，每層安裝了對(duì)應(yīng)的居民電表，電表安裝于電表箱內(nèi)。水表之間的通信方式為M-bus，通信線路已布置完畢。Mbus光電直讀水表如圖1所示。

光電直讀水表采用光電反射傳感基數(shù)，直接讀取水表的“窗口值”便能實(shí)現(xiàn)水表數(shù)據(jù)的精確直讀。考慮到試點(diǎn)小區(qū)的實(shí)際情況，僅需要在現(xiàn)有用電信息采集系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加通信接口轉(zhuǎn)換器用于采集水表數(shù)據(jù)的設(shè)備，便能實(shí)現(xiàn)“二表合一”采集的效果。水表與通信接口轉(zhuǎn)換器之間使用M-bus總線進(jìn)行通信，通信接口轉(zhuǎn)換器與集中器之間用載波通信。設(shè)置通信接口轉(zhuǎn)換器定時(shí)抄讀水表數(shù)據(jù)，設(shè)定時(shí)間為凌晨階段，以避免影響水務(wù)公司正常抄表業(yè)務(wù)。通信接口轉(zhuǎn)換器只在通訊時(shí)供電，通信完畢后立即關(guān)閉Mbus總線供電。樓層表計(jì)分布模擬圖如圖2所示。

該試點(diǎn)小區(qū)已成功實(shí)現(xiàn)422個(gè)用戶的“二表合一”采集數(shù)據(jù)，所采集的水表數(shù)據(jù)用于供水公司的抄收工作，完成了預(yù)期目標(biāo)。

4 結(jié)束語(yǔ)

該試點(diǎn)小區(qū)實(shí)踐的成功建設(shè)是用電信息采集系統(tǒng)的高級(jí)應(yīng)用。由此可見(jiàn)，完全可依賴用采系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)四表合一的自動(dòng)化采集遠(yuǎn)期建設(shè)，達(dá)到能源資源與通信資源共享共建的目的，這也是服務(wù)型社會(huì)國(guó)家對(duì)服務(wù)轉(zhuǎn)型提出的新要求。

參考文獻(xiàn)

[1]胡江溢，祝恩國(guó)，杜新綱，等.用電信息采集系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2014（02）.

〔編輯：張思楠〕