自動(dòng)抄表系統(tǒng)的可行性分析

1、自動(dòng)抄表系統(tǒng)的可行性分析單位：能源管理公司姓名：尹 集 中日期：2006年5月22日摘要 本文綜述了與電能量遠(yuǎn)程自動(dòng)抄取相關(guān)的電子式電度表 及電能數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳通訊技術(shù)在近幾年的發(fā)展?fàn)顩r， 又注意到電能、 燃?xì)?及水量自動(dòng)抄表技術(shù)融為一體 (三表集抄 )的進(jìn)步趨勢(shì)，結(jié)合我所實(shí)際 情況對(duì)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)的可行性進(jìn)行了研究和分析。關(guān)鍵詞 自動(dòng)抄表 可行性 分析Title The feasibility Analysis of Automatic Meter Reading SystemAbstract This article summarizes the development condition o

2、f automatic meter reading system in recent years. Also noted the fusion tendency of the electrical energy, the fuel gas and the water Automatic Meter Reading technology.According to the condition of CADI ， The article has proceeded the research and the analysis to the feasibility of Automatic Meter

3、Reading System.Keywords Automatic Meter Reading Feasibility Analysis一、概述1傳統(tǒng)抄表存在的問(wèn)題 隨著生產(chǎn)生活對(duì)供用電管理要求的提高， 傳統(tǒng)的抄表收費(fèi)方式存 在的問(wèn)題越來(lái)越突出。由于樓層高、入戶難，抄表人員工作條件差、 效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、容易出錯(cuò)、需要大量的抄表人員。傳統(tǒng)抄表方 式導(dǎo)致抄表和電腦錄入工作量大大增加， 運(yùn)營(yíng)成本升高， 已不能適應(yīng) 管理現(xiàn)代化的要求。2自動(dòng)抄表系統(tǒng)的必要性自動(dòng)抄表( Automatic Meter Reading-AMR )是指采用通訊和計(jì)算 機(jī)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)自動(dòng)讀取和處理表計(jì)數(shù)據(jù)。 發(fā)展電能自動(dòng)抄表

4、系統(tǒng)是提 高用電管理水平的需要， 也是網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展的必然。 在 用電管理方面，采用自動(dòng)抄表技術(shù)，不僅能節(jié)約人力資源，降低抄表 工作的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，優(yōu)化工作流程，更重要的是可提高 抄表的準(zhǔn)確性， 使供用電管理部門能及時(shí)準(zhǔn)確獲得數(shù)據(jù)信息， 對(duì)收到 的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析， 以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)供電量異常， 分析原因并及時(shí)進(jìn) 行調(diào)整，最大限度地減少電量損失。二、自動(dòng)抄表系統(tǒng)發(fā)展進(jìn)程1電能計(jì)量?jī)x表的發(fā)展歷程從最早的用戶加光電管、 霍爾元件改裝機(jī)械表， 到表廠生產(chǎn)帶脈 沖的機(jī)械表，到全電子式電表的廣泛應(yīng)用，再到智能表的出現(xiàn)，抄表 系統(tǒng)終于能夠比較準(zhǔn)確的抄電表了。 其中，最為關(guān)鍵的是有準(zhǔn)確脈沖

5、輸出的電子式電表的應(yīng)用， 它統(tǒng)一了表計(jì)脈沖輸出方式， 使各個(gè)廠家 的抄表系統(tǒng)都可采用，而且簡(jiǎn)單，穩(wěn)定。在整個(gè)抄表系統(tǒng)中，表計(jì)的性能至關(guān)重要。 2預(yù)付費(fèi)電能表的興衰；近年來(lái) IC 卡預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)開始出現(xiàn)， 此類用戶在天津已有 70 萬(wàn)用 戶，南京有 20 萬(wàn)用戶，北京有 150 萬(wàn)用戶。然而在一片喜悅中， IC 卡的一些致命的技術(shù)隱患將 IC 卡的使用帶入了悲劇，有關(guān)部門已發(fā) 布文件停止使用。 IC 卡預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)的主要問(wèn)題有（1）技術(shù)不成熟，經(jīng)常出現(xiàn)誤報(bào)警，且停止供電，造成有卡卻無(wú)法用電的現(xiàn)象；(2) 利用IC卡預(yù)付費(fèi)這種方式，只適合于散戶，不便于能源管 理；(3) 隨電子技術(shù)和微機(jī)的不斷普及，I

6、C卡質(zhì)量不過(guò)關(guān)，很容易 被解密，造成假卡情況，這樣就給能源管理和國(guó)家?guī)?lái)巨大的損失；(4) 售后服務(wù)難以解決，若IC卡及智能表出現(xiàn)問(wèn)題，必須要即 時(shí)維修，這樣能源管理和有關(guān)部門要投入很大的人力和物力；( 5) IC 卡表抗干擾能力弱，質(zhì)量問(wèn)題突出，易受外界攻擊，造 成控制系統(tǒng)失效；( 6)價(jià)格高、壽命短，綜合效益差，使用風(fēng)險(xiǎn)大；( 7)難以適應(yīng)電價(jià)變動(dòng)的要求；( 8)難以上網(wǎng)抄讀耗能表數(shù)據(jù)，更不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄收；( 9)對(duì)于水、電、氣管理部門難以動(dòng)態(tài)管理。3我所現(xiàn)狀隨著我所新建住宅和廠房(如 45 棟、405配電站)的投入使用， 自動(dòng)抄表系統(tǒng)已經(jīng)逐漸開始應(yīng)用， 優(yōu)勢(shì)也得到明顯體現(xiàn)。 但目前我所

7、電表多數(shù)還是傳統(tǒng)機(jī)械表，自動(dòng)抄表系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)并沒(méi)有完全發(fā)揮出來(lái)。 我所新區(qū)建設(shè)即將起步， 各種用電設(shè)施必將大大增加， 能源管理部門 的任務(wù)也越來(lái)越重。 隨著我所改革和發(fā)展的深入， 對(duì)能源管理現(xiàn)代化 要求將更高，自動(dòng)抄表系統(tǒng)必將具有更廣闊的發(fā)展空間和應(yīng)用范圍。三、系統(tǒng)技術(shù)可行性分析自動(dòng)抄表系統(tǒng)的構(gòu)成：自動(dòng)抄表系統(tǒng)主要由電能表、采集器、集 中器、數(shù)據(jù)傳輸通道、主站系統(tǒng)構(gòu)成，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可以和收費(fèi)系統(tǒng)相連實(shí)現(xiàn)抄表收費(fèi)一體化。僅就主流的系統(tǒng)設(shè)備及功能進(jìn)行分析1主站系統(tǒng)1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)包括兩個(gè)子系統(tǒng)即無(wú)線遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表子系統(tǒng)和用電分析管 理子系統(tǒng)。1.2 系統(tǒng)功能及要求（ 1）無(wú)線抄表器能每天定時(shí) /人為指定

8、時(shí)間通過(guò)無(wú)線傳輸方式及 時(shí)準(zhǔn)確的上傳所有電能表數(shù)據(jù)到主站系統(tǒng)；（2）無(wú)線抄表器智能判斷某電能表是否走字異常，一旦發(fā)現(xiàn)異 常及時(shí)報(bào)警到主站系統(tǒng)；（ 3）主站系統(tǒng)可隨時(shí)抄錄任意選定電能表的數(shù)據(jù)，也可以任意 規(guī)定要抄的電能表各數(shù)據(jù)項(xiàng)；（4）無(wú)線抄表器能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)新增表、輪換表和拆卸表，并自動(dòng) 記住表的起止碼及時(shí)發(fā)送到主站系統(tǒng)， 保證電能表在維護(hù)過(guò)程中電量 不丟失；（5）無(wú)線抄表器的自身電源長(zhǎng)期可靠，保證電能表可靠工作， 帶有斷電保護(hù)功能；（ 6）每個(gè)無(wú)線抄表器均能接多只電能表，兼容 485 等多種通訊 協(xié)議，所有不同通訊協(xié)議的電能表都可以并接在同一總線上。（ 7）無(wú)線通信模塊采用工作穩(wěn)定、 性能可靠的

9、產(chǎn)品，它兼容 GSM 網(wǎng)和GPRS網(wǎng)，從GSM網(wǎng)升級(jí)到GPRS網(wǎng)，只需修改軟件即可，無(wú) 需硬件的重復(fù)投入。 無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)具有足夠的可靠性和抗干擾能力；（ 8）系統(tǒng)能自動(dòng)無(wú)線遠(yuǎn)程抄表，能自動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷分析， 能自動(dòng)巡檢各表具的開路、短路狀態(tài)，自動(dòng)巡檢設(shè)備的通訊狀態(tài)，發(fā) 現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)報(bào)警。2電能表和采集裝置選擇近年來(lái)， 隨著數(shù)字電子技術(shù)的飛速進(jìn)步， 電子式電能表的功能逐 漸增多并日臻完善。 全電子式電能表不再使用感應(yīng)系測(cè)量機(jī)構(gòu)，而 是由乘法器完成對(duì)電功率的測(cè)量。各種新型電子式電能表不斷推出， 型號(hào)各異、功能眾多，但其基本原理相同， 主要功能可歸為三個(gè)方面： 計(jì)量、計(jì)費(fèi)功能，包括分時(shí)計(jì)量、最大需量

10、計(jì)量和預(yù)付費(fèi)等；保護(hù)功 能，包括過(guò)電流、過(guò)電壓保護(hù)與防竊電等；通信功能，可以是紅外、 無(wú)線電或載波通信等。我所電能表種類繁多， 從用電類型來(lái)分主要包括三大類： 科研電 表、生活電表和獨(dú)立核算的商業(yè)電表。由于傳統(tǒng)機(jī)械式電表眾多，若 發(fā)展自動(dòng)抄表， 從成本控制方面考慮， 可以逐步淘汰更新或?qū)υ磉M(jìn) 行改裝。表計(jì)應(yīng)選擇技術(shù)比較成熟的脈沖計(jì)數(shù)方式的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳表， 它 將數(shù)據(jù)采集模塊和遠(yuǎn)程通訊模塊集成到表內(nèi)， 將脈沖計(jì)數(shù)值記錄到表 內(nèi)，外界需要讀取表讀數(shù)時(shí)，接通通訊電源，按照通訊協(xié)議發(fā)出讀數(shù) 命令即可讀取數(shù)據(jù)。這種表計(jì)一般提供485接口或M-Bus接口，具有 電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 價(jià)格比較便宜， 體積小巧，非常

11、容易嵌入表內(nèi)等優(yōu)點(diǎn)。3數(shù)據(jù)傳輸通道的選擇 自動(dòng)抄表可采用多種通道，常見的有光纖、電話線、無(wú)線和低壓載波通信等方式光纖通信主要用于遠(yuǎn)距離、 大容量的情況下， 如變電站至供電局 的通信線路；采用電話線傳輸方式，線路維護(hù)量大，而且也很難保證 其傳輸質(zhì)量； 若與變電所的電力調(diào)度電話線公用， 通訊時(shí)經(jīng)常發(fā)生沖 突，若采用專線方式，雖傳輸?shù)馁|(zhì)量可以保證但投資成本太高；工程 復(fù)雜且難度大（特別是老建筑） ；電力線載波通信使用低壓線路本身 作為通信信道，易受干擾。無(wú)線通信模塊（無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)、 GSM /GPRS 數(shù)傳模塊等），只需安裝好設(shè)備就可以，不需要為遠(yuǎn)程抄表進(jìn)行專門 布線，前期投資少、見效快，后期升級(jí)、

12、維護(hù)成本低；考慮我所實(shí)際情況，對(duì)于電能表來(lái)說(shuō)，由于采集間隔大，數(shù)據(jù)量 小，實(shí)時(shí)性要求不高，最優(yōu)的通信方式應(yīng)該是無(wú)線通信方式，它是智 能自動(dòng)抄表的發(fā)展方向。 無(wú)線通信式抄表系統(tǒng)采集計(jì)數(shù)工作單元均裝 配在表內(nèi)并密封，表的數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)等基礎(chǔ)工作全由表本身 完成。另外因表引出的無(wú)線通、斷不影響單表數(shù)據(jù)采集和保存（僅影 響本表數(shù)據(jù)的讀出），也不影響其它表數(shù)據(jù)的讀出，即使本次讀數(shù)時(shí) 該表出現(xiàn)故障，只需重新發(fā)射數(shù)據(jù)，無(wú)需重新置數(shù)，表的真實(shí)讀數(shù)仍 可繼續(xù)讀出，其安全性、穩(wěn)定性是比較可靠的。無(wú)線通信式智能集中 抄表通過(guò)遠(yuǎn)程接收裝置接收信號(hào)，此種表不需敷設(shè)線路和線路維護(hù)、 安裝方便。4、三表融合三表（四表

13、）集抄系統(tǒng)發(fā)展迅速并已投入實(shí)用。 燃?xì)夂退碜詣?dòng)抄表類似于電能自動(dòng)抄表，只是采集轉(zhuǎn)方式不 同，為達(dá)到資源的優(yōu)化配置，出現(xiàn)了三表（水、電、氣）集抄系統(tǒng)。四、系統(tǒng)可靠性分析在發(fā)展自動(dòng)抄表系統(tǒng)時(shí)應(yīng)充分考慮到技術(shù)先進(jìn)性、 實(shí)用性、 可靠 性、功能可擴(kuò)充性、設(shè)備（系統(tǒng)）易維護(hù)性。1表計(jì)的問(wèn)題自動(dòng)抄表系統(tǒng)最容易出問(wèn)題的是表計(jì)， 表計(jì)性能非常關(guān)鍵。 如水 表讀數(shù)和遠(yuǎn)傳抄表讀數(shù)不一致等情況 ,分析脈沖輸出的水表容易出問(wèn) 題的原因，主要在于表計(jì)本身，由于脈沖水表的歷史相對(duì)較短，很多 問(wèn)題尚在摸索，例如用干簧管的水表在臨界狀態(tài)時(shí)水管抖動(dòng)容易多發(fā) 脈沖，水表的水錘、倒流問(wèn)題，還有的磁鐵出現(xiàn)退磁現(xiàn)象，以及防盜 的問(wèn)題

14、。 相信隨著不斷地摸索改進(jìn)， 遠(yuǎn)傳脈沖水表將來(lái)做得和電子式 電表一樣穩(wěn)定準(zhǔn)確是可以預(yù)見的。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，表計(jì)本身電源供應(yīng)問(wèn)題現(xiàn)已得到解 決，低功耗、高電磁兼容能力的芯片技術(shù)飛速發(fā)展，由于內(nèi)部采用無(wú) 干擾的電池供電，可靠性完全值得信賴的。2通信可靠性問(wèn)題485 總線方式已經(jīng)成為目前無(wú)線抄表的主流， 無(wú)線數(shù)傳模塊的有 效距離完全可以覆蓋我所， 其較強(qiáng)的抗干擾能力和低功耗也保證了通 訊的可靠。3系統(tǒng)維護(hù)問(wèn)題由于系統(tǒng)環(huán)節(jié)繁多， 導(dǎo)致系統(tǒng)可能出問(wèn)題的點(diǎn)比較多， 需要專業(yè) 人員進(jìn)行維護(hù)， 我所能源管理部門具有相關(guān)的人員和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。 隨著 通信及計(jì)算機(jī)、控制技術(shù)的發(fā)展，以及產(chǎn)品的成熟與穩(wěn)定應(yīng)用，系統(tǒng)本身可靠性必將進(jìn)一步提高。五結(jié)論 自動(dòng)抄表技術(shù)在我國(guó)經(jīng)過(guò)十余年的發(fā)展，已經(jīng)逐漸趨于成熟。 自動(dòng)抄表系統(tǒng)在我所應(yīng)用范圍目前還很有限， 但它的諸多優(yōu)勢(shì)已 經(jīng)逐步體現(xiàn)；自動(dòng)抄表系統(tǒng)一次性投入較大