智能電表遠(yuǎn)程計(jì)量在企業(yè)中的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

鄒 珺，吳 婷，王 勉

(江西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西南昌330095)

計(jì)量是企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的一項(xiàng)重要工作，是推行現(xiàn)代企業(yè)制度、實(shí)現(xiàn)集約化生產(chǎn)的重要技術(shù)基礎(chǔ);也是企業(yè)降低成本、增加效益的基本保障。電能計(jì)量是企業(yè)計(jì)量中的重要一項(xiàng)，一般企業(yè)的用電成本占生產(chǎn)成本的15%左右，有的企業(yè)甚至更高。所以，降低用電成本是企業(yè)節(jié)能增效的有效手段。

本文提出企業(yè)智能電表遠(yuǎn)程集中計(jì)量的設(shè)計(jì)技術(shù)方案，以達(dá)到企業(yè)對(duì)用電狀況進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)的目的，從而降低用電成本，提高利潤(rùn)。

1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

對(duì)于智能電表，現(xiàn)在通用的遠(yuǎn)程計(jì)量、控制方式有兩種:一是通過(guò)GPRS無(wú)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(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程接入的優(yōu)點(diǎn)，故被廣泛應(yīng)用。但在一些企業(yè)中，干擾、屏蔽等問(wèn)題阻止了其應(yīng)用。二是通過(guò)RS－485總線接口方式進(jìn)行遠(yuǎn)程計(jì)量，RS－485總線以其穩(wěn)定可靠的工作性能和通用性而得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，具有RS－485接口的電能表也正在大量替代傳統(tǒng)的機(jī)械式轉(zhuǎn)輪電表。本文主要通過(guò)后一方式來(lái)是實(shí)現(xiàn)對(duì)智能電表的遠(yuǎn)程計(jì)量。

系統(tǒng)主要有采集終端、RS－485轉(zhuǎn)換器、局域網(wǎng)(LAN)、服務(wù)器和監(jiān)控終端組成(圖1)。

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

考慮到485總線方式的傳輸距離問(wèn)題，轉(zhuǎn)換器一般放置在離電表不超過(guò)100M的距離內(nèi)。轉(zhuǎn)換器到LAN間可視現(xiàn)場(chǎng)情況采用超六類線或者光纖接入。

2 智能電表遠(yuǎn)程計(jì)量的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 DL/T 645電能表通信規(guī)約

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須遵守多功能電能表通信協(xié)議規(guī)范，規(guī)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(guī)約的數(shù)據(jù)的字節(jié)格式為:由8位二進(jìn)制碼組成一個(gè)字節(jié)，包含一個(gè)起始位(0)、一個(gè)偶校驗(yàn)位、一個(gè)停止位(1)。字節(jié)傳輸序列和幀格式如圖2和圖3所示。

圖2 字節(jié)傳輸序列

圖3 幀格式

2.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)該考慮到企業(yè)實(shí)際需求、企業(yè)的計(jì)量方式、操作流程以及數(shù)據(jù)量等多方面因素，同時(shí)應(yīng)該顧及系統(tǒng)的通用性和可擴(kuò)展性。本系統(tǒng)采用的是SQL2008數(shù)據(jù)庫(kù)。

由于電表數(shù)據(jù)是動(dòng)態(tài)的，根據(jù)系統(tǒng)的需要，數(shù)據(jù)庫(kù)中主要包含以下幾種類型的數(shù)據(jù)表:(l)用戶基本信息表;(2)電能表配置數(shù)據(jù)表;(3)電能表抄錄數(shù)據(jù)表;(4)企業(yè)能耗情況數(shù)據(jù)表。

每塊電能表的編碼地址不允許重復(fù)，是唯一的，同時(shí)是多個(gè)數(shù)據(jù)表的主關(guān)鍵字，也是操作電能表發(fā)送命令的唯一標(biāo)識(shí)。為了方便操作系統(tǒng)，電能表的編碼地址統(tǒng)一設(shè)置為“68 XX XX XX XX XX XX”格式。數(shù)據(jù)庫(kù)的操作流程如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)庫(kù)操作流程圖

2.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的開發(fā)平臺(tái)使用的是Visual Studio 2010，采用的是B/S結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)包含通信、電表基礎(chǔ)信息設(shè)定、生產(chǎn)專用、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、系統(tǒng)設(shè)定、幫助信息六個(gè)模塊。系統(tǒng)截圖如圖5所示。

圖5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)截圖

通信:主要應(yīng)用于新加電能表時(shí)，測(cè)試電能表與系統(tǒng)的通信。包含有通信參數(shù)、串口測(cè)試、通信監(jiān)視、測(cè)試工具等子模塊。

智能電表設(shè)定:主要設(shè)定電能表的通信參數(shù)、安裝地點(diǎn)、維護(hù)單位、使用單位、顯示參數(shù)、數(shù)據(jù)變量等重要信息。

生產(chǎn)專用:主要是電能表的數(shù)據(jù)信息，包含數(shù)據(jù)讀取、查詢、報(bào)警日志、用電分析、波形圖等電能表的信息。

統(tǒng)計(jì)報(bào)表:用于分析不同分廠、不同時(shí)段的用電量和日、月、年度的用電分析對(duì)比。

系統(tǒng)設(shè)定:包含使用系統(tǒng)的用戶信息、系統(tǒng)的權(quán)限、密碼管理。

幫助信息:系統(tǒng)的詳細(xì)使用說(shuō)明。

因?yàn)殡娔鼙矶鄶?shù)的數(shù)據(jù)是一問(wèn)一答，所以在與智能電表通信時(shí)采用UDP協(xié)議，利用線程隨時(shí)監(jiān)聽，在接受到命令請(qǐng)求時(shí)建立連接進(jìn)行通信，從而獲取數(shù)據(jù)。通信示意圖如圖6所示。

圖6 通信示意圖

接受數(shù)據(jù)的主要方法如下:

3 結(jié)語(yǔ)

智能電表遠(yuǎn)程計(jì)量是以LAN(局域網(wǎng))作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓羌?，前端采用RS485與RJ45相結(jié)合的數(shù)據(jù)采集方式，來(lái)完成企業(yè)電能表數(shù)據(jù)的獲取。獲取的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心的服務(wù)器，企業(yè)內(nèi)部的ERP可以通過(guò)服務(wù)器相互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和信息化管理。