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    北京社會管理學(xué)院-宿舍安全智能管理平臺的設(shè)計與應(yīng)用

    來源:安科瑞電氣股份有限公司   2020年08月28日 08:57  

    徐霜

    安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801

     

    摘要:介紹北京社會管理學(xué)院-宿舍安全智能管理平臺,采用智能預(yù)付費儀表進行遠程分合控制,達到預(yù)付費使用功能。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式,組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠傳至后臺,通過Acrel-3200型遠程預(yù)付費電能管理系統(tǒng)實現(xiàn)配電回路用電的收費和能效管理。

    關(guān)鍵詞:學(xué)生宿舍;DDSF1352-CD預(yù)付費電能表;Acrel-3200型;預(yù)付費電能管理系統(tǒng)

     

    0  概述 

          北京社會管理學(xué)院位于北京市東燕郊經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū),是中華人民共和國民政部直屬的普通高等學(xué)校。

    是經(jīng)民政部批準、教育部備案正式成立民政部管理干部學(xué)院,學(xué)院有燕郊和大興兩個校區(qū),總占地面積906畝,有17個專業(yè)方向,有在校學(xué)生3000余名,教職工290多人,其中高級職稱教師占45%以上、具有博士或碩士學(xué)位的占80%以上、雙師比例達70%以上。

          根據(jù)學(xué)校宿舍用電的安全性及實用性預(yù)付費售電的要求,需要對北京社會管理學(xué)院所有學(xué)生宿舍樓層配電箱進行預(yù)付費系統(tǒng)改造。每個房間的用電回路要求一進三出控制,出線控制回路包括照明插座用電,空調(diào)等,并且要求有惡性負債識別及定時控制等功能。做到安全及集中管理的功能。

    1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述

           本監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)北京社會管理學(xué)院宿舍樓配電系統(tǒng)進行收費管理和;監(jiān)控范圍為一號公寓45臺、二號公寓182臺、三號公寓73臺、四號公寓57臺、五號公寓179、六號公寓212臺共計748臺DDSF1352-CD預(yù)付費電表。每棟公寓設(shè)置一臺采集箱,區(qū)域內(nèi)的儀表經(jīng)過就近的采集箱經(jīng)過串口服務(wù)器透傳后通過校園局域網(wǎng)進行通訊,實現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機的數(shù)據(jù)連通完成收費管理的系統(tǒng)功能。

           本監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),即站控層,通訊層與間隔層;

           如圖(1)所示:

    圖(1)網(wǎng)絡(luò)拓撲圖

           間隔設(shè)備層主要為:預(yù)付費多功能電表這些裝置分別對應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)備安裝在電氣柜內(nèi),這些裝置均采用RS485通訊接口,通過現(xiàn)場MODBUS總線組網(wǎng)通訊,實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。

           網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為:通訊服務(wù)器,其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集,同時遠傳至站控層,完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。

           站控管理層:設(shè)有高性能工業(yè)計算機、顯示器、UPS電源、打印機等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機上,集中采集顯示現(xiàn)場設(shè)備運行狀況,以人機交互的形式顯示給用戶。

           以上網(wǎng)絡(luò)儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議,RS485采用屏蔽線傳輸,一般都采用二根連線,接線簡單方便;通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發(fā)送數(shù)據(jù)但是在同一時刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mbps。RS485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合,抗噪聲干擾能力增強,總線上允許連接多達32個設(shè)備,傳輸距離為1.2km。

    2  遠程預(yù)付費電能管理主要功能

            整個系統(tǒng)軟件設(shè)計分為三個大塊,分別是集中抄表服務(wù)系統(tǒng),遠程預(yù)付費電能管理系統(tǒng),以及用戶查詢系統(tǒng)。集中抄表服務(wù)程序常年運行,不間斷定時對所有表進行遠程抄表;遠程預(yù)付費系統(tǒng)包含所有開戶、售電、遙控及報表功能;用戶查詢機系統(tǒng)用于商鋪查詢個人信息、充值和用電情況;另外還可配置手機端查詢網(wǎng)站,可用于商鋪用戶在手機網(wǎng)站終端上實時查詢個人信息、充值、遠程控制及每日用電情況,系統(tǒng)還能與校園一卡通進行對接,做到學(xué)校統(tǒng)一管理等。

           主要特點如下:

    ?快速配置,即裝即用:將電表和通訊管理機配置導(dǎo)入系統(tǒng)就可以使用;

    ?遠程集中抄表:免去人工抄表,電表狀態(tài)實時性可達到3分鐘以內(nèi);

    ?支持單獨計價、多費率、階梯電價:可對每塊電表單獨設(shè)置電價、費率和階梯電價;

    ?遠程售電:財務(wù)集中管理,電量實時下發(fā),并比對充值次數(shù)防止;

    ?數(shù)據(jù)安全:網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸采用金融級的3DES加密算法,防止數(shù)據(jù)竊電;

    ?遠程控制:可對任意一塊電表執(zhí)行遠程拉閘或保電等一系列遠程控制操作,方便管理;

    ?能耗分析及查詢:用戶和管理員都可查詢預(yù)付費表或各類接入的計量儀表每天的用能狀況;

    3  案例分析

           北京社會管理學(xué)院預(yù)付費系統(tǒng),主要是針對學(xué)生宿舍進行綜合管理的一套系統(tǒng),它重要的一個核心功能就是售電及安全用電管理,系統(tǒng)軟件可以識別學(xué)生所使用的用電器是否為阻型負債,如果是阻型負債系統(tǒng)會自動斷電,并且有幾次的復(fù)位功能。并且還可以做到定時開關(guān)燈及分別控制單個回路功能,做到定時關(guān)燈而空調(diào)回路正常使用等,既能方便管理又能節(jié)能的效果。

    現(xiàn)場實現(xiàn)了以下功能:

    1.集中抄表服務(wù)系統(tǒng)

           集中抄表服務(wù)程序包含三大模塊,除了常年運行的定時對所有儀表進行集中遠程抄表以外,還集成了報警短信發(fā)送服務(wù),能將電費金額預(yù)警和欠費預(yù)警自動生成手機短信自發(fā)送給對應(yīng)的商鋪用戶,該功能需要與硬件配合使用。

    系統(tǒng)默認半小時對所有表進行一次遠程集中抄表,時間間隔支持個性化配置。

     

    2.遠程預(yù)付費電能管理系統(tǒng)

          本系統(tǒng)分為五大模塊,分別是操作員登陸模塊、系統(tǒng)配置模塊、用戶(商鋪)管理模塊、售電管理模塊、報表中心模塊,系統(tǒng)大致運行和操作流程如下: 

          本系統(tǒng)所有的報表及記錄查詢,都支持excel格式導(dǎo)出的功能。

          1.登陸管理:管理操作員賬戶及權(quán)限分配,查看系統(tǒng)日志等功能;

          2.系統(tǒng)設(shè)置:對建筑、通訊管理機、儀表及默認參數(shù)進行配置;

          3.用戶管理:對商鋪用戶執(zhí)行開戶、銷戶、遠程分合閘、抄表導(dǎo)出及記錄查詢等操作;

          4.售電管理:對已開戶的表進行遠程售電、退電、沖正及記錄查詢等操作;

          5.報表中心:提供售電財務(wù)報表、用能報表、報警報表等查詢。

     

     

     

           系統(tǒng)針對商鋪開戶不僅支持一戶一表,也支持一戶掛多表的需要;同時支持和解決了項目改造后新老表切換時,老表金額轉(zhuǎn)入的問題;支持峰谷電價,支持一表一電價;可對單表設(shè)置功率過載的閾值,也支持設(shè)置單表金額報警的兩級閾值。

     

           批量遠程操作場景中,系統(tǒng)提供了多項功能,針對開戶、報警1、報警2、欠費、未開戶、失聯(lián)狀態(tài)都有不同的顏色顯示;并且支持遠程對儀表進行遙控,遙控的命令類型如下:

          1.電價下發(fā);2.設(shè)置下發(fā)(下發(fā)報警金額閾值和過載功率閾值);3.保電(強制儀表合閘);4.恢復(fù)預(yù)付費(欠費自動跳閘的模式);5.拉閘(強制斷電);6.抄表導(dǎo)出(導(dǎo)出當前所有表狀態(tài)為EXCEL)

     

     

          售電系統(tǒng)還將電能計量儀表接入系統(tǒng),進行遠程集中抄表后,提供了輔助的能耗查詢報表,為能耗分析、用能比對和安全用電提供強有力的依據(jù)。

     

           系統(tǒng)還提供了多個報表以供查詢,分別是日/月/年財務(wù)銷售統(tǒng)計報表、失聯(lián)表/通訊管理機查詢報表、能耗查詢報表、實時報警/歷史報警查詢報表,支持導(dǎo)出。以下是財務(wù)報表和預(yù)付費表日用能查詢報表:

     

    4  結(jié)束語

          校園預(yù)付費系統(tǒng)的使用主要還是學(xué)校對學(xué)生宿舍管理難、安全問題突出等問題進行的一個用電管理功能。它更多體現(xiàn)的是學(xué)校對學(xué)生的人身安全的重視,學(xué)生宿舍由于有大量使用熱得快等大功率阻型負載,很容易發(fā)生火災(zāi)的情況。還有就是學(xué)生宿舍的綜合管理,做到定時控制,欠費斷電等功能,既解決了學(xué)校的人工成本又能從根本上杜絕惡性負載的使用。本系統(tǒng)還與校園一卡通完美結(jié)合,實現(xiàn)校園內(nèi)統(tǒng)一管理。

    參照標準:

    ISO/IEC11801 《綜合布線標準》

    GB/50198 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

    GB50052-2009       《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》

    GB50054-2011       《低壓配電設(shè)計規(guī)范》

    IEC 61587          《電子設(shè)備機械結(jié)構(gòu)系列》

    DL/T448-2000   《電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程》

    DL/T 698.1-2009   《第1部分:總則》

    DL/T 698.2-2010    《第2部分:主站技術(shù)規(guī)范》

    DL/T 698.31-2010   《第3.1部分:電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-通用要求》

    DL/T/814-2002       《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》

    DL/T5137-2001      《電測量及電能計量裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)程》

    GB2887               《計算站場地技術(shù)條件》

    GB/T18460.3          《IC卡預(yù)付費售電系統(tǒng) 第3部分: 預(yù)付費電度表》

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