淺談水公司遠程計量管理系統(tǒng)

1、百度文庫-讓每個人平等地提升自我淺談水公司遠程計量管理系統(tǒng)隨著經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，城市系統(tǒng)的供水量也在不 斷的提高，人民對供水的服務(wù)要求也越來越高。 近年來，國內(nèi)興建了大量的解困 型、小康型、高尚型等一系列不同檔次的住宅工程，在這些工程中，自來水遠程 計量管理也得到越來越多的應(yīng)用。不斷擴大的供水管網(wǎng)和服務(wù)質(zhì)量的提高對水公 司的抄表計量的工作有了更高的要求，單純的增加工作人員的數(shù)量并不能根本解 決這個矛盾，解決的方法是提高抄表及計量系統(tǒng)的自動化程度，'減輕工作人員的 勞動強度。建設(shè)部城市供水行業(yè)2010年技術(shù)進步發(fā)展規(guī)劃及2020年遠景目標 也明確提出：以“智能遠傳水

2、表出戶集中抄表方式為主，IC卡水表為輔”，構(gòu)成 給水企業(yè)的營銷抄表體系的規(guī)劃目標。大力發(fā)展遠程計量管理系統(tǒng)，能提高用水 公用事業(yè)管理自動化程度以及抄表收費的工作效率和管理水平，方便了住戶的生活和工作，擴大了住戶的居住空間。水公司的遠程計量管理系統(tǒng)由遠傳水表、通訊總線系統(tǒng)、抄收系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處 理管理軟件平臺三部分組成。這三部分選擇的好壞直接影響遠程計量聯(lián)網(wǎng)管理系 統(tǒng)穩(wěn)定性、安全性、智能性以及準確性。一、遠傳水表遠傳水表是遠程計量管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)組成部分，它選擇的好壞直接影響整個 系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。遠傳水表自1996年以來有許多從事電子產(chǎn)品、水表生 產(chǎn)的廠家進行研究，經(jīng)過了十多年的研究和發(fā)展。目前

3、根據(jù)工作原理的不同，遠 傳水表主要分為脈沖式遠傳水表和直讀式遠傳水表。1、脈沖式遠傳水表/脈沖式遠傳水表工作原理是通過光電轉(zhuǎn)換或者電磁轉(zhuǎn)換形成脈沖，計數(shù)單元通過計算脈沖來得到水量的多少?，F(xiàn)在使用的各種脈沖式遠傳水表產(chǎn)生脈沖的傳 感器一般可分為：霍爾元件型、干簧管型?；魻栐突驹硎牵涸谄胀ㄞD(zhuǎn)盤 計數(shù)的表計中加裝霍爾元件和磁鐵，即可構(gòu)成基于磁電轉(zhuǎn)換技術(shù)的傳感器?；魻?元件固定安裝在計數(shù)轉(zhuǎn)盤附近，磁鐵安裝在計數(shù)盤位上，當轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一周，磁鐵經(jīng)過霍爾元件一次即在信號端產(chǎn)生一個計量脈沖。干簧管型基本原理是：在普通轉(zhuǎn)盤計數(shù)的表計中加裝干簧管和磁鐵，干簧管固定安裝在計數(shù)轉(zhuǎn)盤附近， 磁鐵安 裝在計數(shù)盤位上

4、，當轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一圈，磁鐵經(jīng)過干簧管一次即在信號端產(chǎn)生一個計量脈。從使用效果來看，脈沖式遠傳水表的情況不盡如人意， 原因主要有以下幾 個方面：a）防磁性能從原理上不難看出，遠傳水表產(chǎn)生脈沖依賴于磁鐵，如果在遠傳水表的外界施加一強磁場干擾，水表就將不會產(chǎn)生脈沖，而水照樣可用。這就導(dǎo) 致了抄表系統(tǒng)抄水表時絕對不準確，而用戶就可以不付費用水了。因此脈沖 水表必須能防磁。然而在實際使用的遠傳水表中，防磁的遠傳水表不到20% b）水管發(fā)生水錘現(xiàn)象在供水管道系統(tǒng)中，管流的流速、壓力行參數(shù)均隨時間變化而變化。如果發(fā)生水流瞬變流動而引起一系列急劇的壓力交替升降的水力/沖擊現(xiàn)象，管道將發(fā)生劇烈振動和較大的聲響，這種

5、現(xiàn)象被稱為水錘現(xiàn)象。在日常生活中，我們經(jīng)常遇見水管劇烈抖動和發(fā)生聲響的情況， 也就是水錘現(xiàn) 象。正是這種劇烈的抖動造成了干簧管簧片在很短時間里，頻繁地吸合，發(fā)出 大量不該有的脈沖，這也就導(dǎo)致了抄表系統(tǒng)的不準確性。水錘現(xiàn)象產(chǎn)生原因 極其復(fù)雜，與管道內(nèi)壁磨擦力、壓力、水流速等均有關(guān)系，我們并不能從根 本上解決它。c）運行中會產(chǎn)生累積誤差 由于脈沖水表的工作原理限制以及運行情況的復(fù)雜 等原因，常常使得水表機械讀數(shù)與電子讀數(shù)不完全一致，總存在一定誤差。d）需要持續(xù)供電 常用的脈沖式遠傳水表脈沖計量需要持續(xù)供電才能保證計量 的連續(xù)性，常用的電源模式為電池或者總線持續(xù)供電。 雖然脈沖的耗電很少，但是由于電

6、池電壓不足或者總線故障等電源故障會使計量停止，影響計量的準確性，而且經(jīng)過一段時間的使用后難免需要更換電池，增加了日后維護的 工作量。由于脈沖式遠傳水表的種種缺點，脈沖式遠傳水表已經(jīng)漸漸被直讀式遠傳水 表所代替。2、直讀式遠傳水表/由于脈沖式遠傳水表的種種缺點，從 2000年開始各生產(chǎn)研究遠傳水表的廠 家機構(gòu)開始提出直讀式遠傳水表的概念并進行研發(fā)。經(jīng)過多年的開發(fā)，直讀式遠傳水表的性能越來約成熟。到 2003年，在國家標準的制定過程中還特意編入了 直讀式遠傳表的概念。直讀式遠傳水表大致分為光電式、觸點式、攝像式，以光 電式最早。優(yōu)點是表具上讀出的數(shù)據(jù)就是表盤上顯示的數(shù)據(jù)，不是脈沖，平時不 需要市電

7、，只在讀取數(shù)據(jù)的瞬間上電，因此不怕停電。從理論上講，它的讀出數(shù) 據(jù)和表盤數(shù)據(jù)總是同步的。a）、光電式 在每一位水表字輪周面上設(shè)置若干反射面，在與之相對應(yīng)的位置上 設(shè)置光電耦合器。通過耦合器是否反射對計數(shù)字輪的位置進行判定。希望讀 取幾位就在幾個字輪上安裝傳感器。這種直讀式水表由于全部器件都在表芯 內(nèi)部字輪周圍，因此一般采用干式水表。b）、觸點式/在指針式水表的表盤下面每一位指針軸上裝上一只同步電位器，通 過觸點電位器測出的阻值判定指針所指的位置。這種可用于濕式水表。c）、攝像式 在水表讀數(shù)顯示窗前安裝一只攝像頭，將拍到的數(shù)字圖像傳出即可。 攝像式遠傳水表傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為圖像，傳輸數(shù)據(jù)較大，且圖像轉(zhuǎn)

8、為數(shù)字技術(shù)尚 不成熟，后期數(shù)據(jù)處理不太方便，目前使用較少。光電式、觸點式遠傳水表早期 有盲區(qū)、讀數(shù)不準等問題，現(xiàn)在隨著模糊控制技術(shù)、編碼技術(shù)的使用和改進技術(shù) 日趨成熟，逐漸成為今后遠傳水表的主流產(chǎn)品。二、通訊總線系統(tǒng)水公司的遠程計量管理系統(tǒng)采用的總線系統(tǒng)多為RS-485和M-buSoRS-485是平衡傳送的電氣標準,RS-485串行接口的電氣標準實際上是RS-422的變型，它屬于七層 OSI（Open System Interconnection,開放系統(tǒng)互連）模型物理層的協(xié)議標準。由于性能優(yōu)異、結(jié)構(gòu)簡單、組網(wǎng)容易，RS-485總線標準得到了越來越廣泛的應(yīng)用。RS-485的電氣特性：RS-48

9、5的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps RS-485接口是 采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗共模干擾能力增強，即抗噪聲干擾性好。 RS-485接口的最大傳輸距離標準值為 4000英尺，實際上可達3000米。與RS-232 比較，RS-232-C接口在總線上只允許連接1個收發(fā)器，即單站能力，而RS-485 接口在總線上是允許連接多達128個收發(fā)器。即具有多站能力，這樣用戶可以利 用單一的RS-485接口方便地建立起設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。因RS-485接口具有良好的抗噪聲 干擾性，長的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點就使其成為首選的串行接口。因為 RS485g口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò)，一般只需二根連線，所以RS4858

10、 口均采用屏蔽雙 絞線傳輸。Ml- Bus是 Paderborn 大學的 Dr. Horst Ziegler 與 TI 公司的 Deutschland GmbHF口 TechemGmbH同提出的，專門用于公共事業(yè)儀表的總線結(jié)構(gòu)，稱 Meter Bus,簡稱Ml- Bus。M-Bus儀表總線屬于局域網(wǎng)（Local Area Net work,簡 稱LAN,是處于同一幢建筑、同一大學或方圓幾公里遠地域內(nèi)的專用網(wǎng)絡(luò)，被 用于連接遠程監(jiān)控計算機和工作站、測量儀表等設(shè)備，以便資源共享和數(shù)據(jù)傳輸。M- Bus具有星形、環(huán)形和總線形拓撲結(jié)構(gòu)。M- Bus 一般采用總線形拓撲結(jié)構(gòu)。M-Bus儀表總線可以滿足由

11、電池供電或遠程供電的計量儀表的特殊要求。 當計量儀表收到數(shù)據(jù)發(fā)送請求時，將當前測量的數(shù)據(jù)傳送到主站, （主站可以是 手持單元、計算機或其它終端）。主站定期地讀取某幢建筑中安裝的計量儀表的 數(shù)據(jù)。一般而言，掛接在儀表總線上的計量儀表的數(shù)目可達數(shù)百個，數(shù)據(jù)傳輸 距離達數(shù)千米，在總線上傳送的數(shù)據(jù)具有高度的完整性和快速性。RS-485和M-bus總線系統(tǒng)使用方便、優(yōu)點突出，所以在水公司的智能化遠程計 量聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)中均得到了廣泛的應(yīng)用。三、抄收系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理管理軟件平臺遠傳水表抄收系統(tǒng)由區(qū)域集中器、隔離中繼器、智能型數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、總線 系統(tǒng)、水公司數(shù)據(jù)處理服務(wù)器組成。如圖所示系統(tǒng)提供多種抄表方式，可利

12、用手掌機到現(xiàn)場集中抄表，也可利用有線電話、 移動GPRS無線傳輸?shù)榷喾N方式實現(xiàn)遠距離抄收。系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)存儲、保護功 能。一般采用大容量存儲器存儲數(shù)據(jù)，掉電后數(shù)據(jù)保證不會丟失，可長期保存各 種數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲帶校驗措施，避免無效數(shù)據(jù)送出。系統(tǒng)具備定時抄收與實時抄 收兩種模式，定時抄收一般為按月抄收，實時抄收一般為方便用戶查詢水量。 系 統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)有各種較完善的自檢報警功能，對系統(tǒng)各點連線的短路、斷路故障都可進 行定位報警。當用戶水表或者系統(tǒng)終端發(fā)生故障，系統(tǒng)可自動向管理部門報警，提示管理部門組織及時查看維修。/ 數(shù)據(jù)處理管理軟件除了具有一般的實時、定時抄表功能外還具有其他的功 能，如數(shù)據(jù)管理功能：支持用戶用量等數(shù)據(jù)的初始化、統(tǒng)計、查詢、報表打印等 功能，遠傳抄表，遠程抄讀數(shù)與用戶號表號能自動對應(yīng)。系統(tǒng)管理功能：支持管 理各種系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置（如設(shè)備型號、表徑、用戶地址等），管理員操作全新分級設(shè)定，密碼分級管理。水表周期檢定、更換：支持周期檢定、更換表的管理。數(shù)據(jù)自動導(dǎo)入、導(dǎo)出及分析：支持將自動抄收的數(shù)據(jù)導(dǎo)入營收系統(tǒng)， 同