智能远传水表系统设计探讨

理论/
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近年来随着高层住宅小区大量出现，住宅水表的抄表计费问题，也由原来的人工上门抄表逐步过渡到远传自动抄表，这是信息时代发展的必然要求。

此举不仅减轻抄表工作人员的劳动强度，提高抄表效率，而且节省抄表人工成本，促进物业管理水平的发展。

1. 系统原理概述
带有传感器的基表在工作时发出脉冲信号，这些信息脉冲信号通过网络传输到计算机中进行数据储存、变换、处理，我们就能实时得到基表准确读数。

因此，一个远传系统，可以所是由两部分构成，第一部分是带有传感器的基表，第二部分是网络处理设备。

前者是整个系统稳定可靠的工作基础，后者是系统强大功能的体现，相辅相成，缺一不可。

2. 系统设计一般性要求
1) 选用系统应计量准确、运行稳定可靠、维护简单方便以及技术成熟先进。

2) 智能远传水表系统正式使用前，须进行试验，试验合格后方可投入使用。

试验时间一般不少于1年。

3) 智能远传水表的结构应为整体式，加装的传感器装置不应妨碍机械指示装置的计数和读数，即不影响机械表的计量精度和读数。

4) 智能远传水表的累积流量应以基表机械计数累积流量数值为基准，而不是电子读数值。

5) 智能远传水表电子计数信号转换形成的累积流量电子数值与机械计数累积流量数值之间产生的误差应≤±1m³，否则为机电转换部分质量不合格。

6) 采用以小区为单位的现场集中抄表方式，系统远传抄表出错率应≤2.00% ，抄表成功率应≥99% ，否则选用系统为不合格。

3. 系统设计技术要求
3.1 基表技术要求：
基表长度、连接端的螺纹或法兰、压力损失及流量技术参数等应符合国家标准GB/T778-1996《冷水水表》中的相关规定，并具有B级以上精度等级。

基表应具有制造厂家名称或注册商标以及产品名称、型号。

3.2 传感器技术要求：
传感器是智能远传水表系统中最关键的组成部分，是选型和使用的重点部分。

(1)传感器按信号转换方式可分为：1、实时转换式：该类传感器机电转换单元的信号元件一般连续运动不断产生机电转换信号。

2、直读式：该类传感器机电转换单元在远传抄表时才直接从基表的机械指示装置中读取累积流量信号。

智能远传水表系统设计探讨
◎ 刘剑波
智能建筑 / INTELLIGENT BUILDING
(2)传感器使用寿命应≥7年。

(3)在选型和使用中，宜优先选用直读式传感器。

(4)传感器应有较好的防电磁场、辐射、水锤等外界干扰能力。

在静电放电、射频电磁场辐射、静电场、电快速瞬变脉冲群、浪涌（冲击）等电磁环境干扰下，传感器不应损坏，有数据处理和存储功能的传感器不应丢失内存数据。

(5)在干热、低温、湿热等气候条件下，传感器不应损坏，有数据处理和存储的，不应丢失内存数据，并能正常工作。

此外，应有防雨淋、防晒能力。

(6)传感器信号引线应预留1米长并套不锈钢软管保护，与外接信号线连接应在接线盒内并采用专门的压接端子。

3.3 信号采集器、主采集器、手抄器及终端计算机技术要求：
(1)信号采集器和主采集器在炎热、低温、潮湿等气候条件下不应损坏、不应丢失内存数据。

(2) 信号采集器和主采集器的电路主板与接线板宜采用插孔(卡)式连接，以便维修更换操作。

(3)应有数据处理、信息存储和通讯功能。

存储的信息应包括信号采集器编号和远传水表的安装地点、编号、类型、累积水量。

必要时应增加其它工作状态，如断线、出错、大水量等信息。

(4)应具备数据的非正常中断保护功能。

外部电源中断、更换内部电池或通讯失败不应丢失内存数据，恢复后能正常工作。

(5)一台信号采集器的最大驱动能力应不小于32只远传水表，一台主采集器的最大驱动能力应不小于64台信号采集器 ，一台手抄器能存储不小于15000只远传水表数据信息。

3.4 通讯技术要求:
系统的通讯方式分为二类：1、以小区为单位的区域内通讯，2、手抄器与计算机终端的通讯。

区域内通讯又分三种形式：1、智能远传水表与信号采集器之间的通讯，2、智能远传水表、信号采集器、主采集器三者间的通讯，3、信号采集器或主采集器与手抄器之间的通讯。

(1)通讯中使用的技术参数、数据传输状态、电气特性及光学特性（如传输波特率、驱动电压、驱动电流、无线电频率等），应符合国家现行使用的标准。

(2)区域内通讯可采用RS-485、M-BUS、RS-232、光电式及无线式等方式。

智能远传水表与信号采集器之间的通讯距离不小于100米。

信号采集器与主采集器之间采用的RS-485、M-BUS及无线式时的通讯距离不小于1200米。

RS-232通讯式距离不小于5米。

光电式通讯距离不小于2米。

通讯应安全可靠、数据准确及时，抄表成功率应≥99% 。

基于RS-485总线的远传抄表网络设备是较成熟、实用的网络系统设备，具有安全性好、可靠、性价比高等特点，目前被广泛使用。

(3)通讯协议应符合抄表系统设定的各项技术参数和要求，能正常通讯，数据准确。

3.5 线路要求:
(1)信号线、通讯线、电源线应根据系统要求进行选型，并留有备用线。

(2)线路需独立穿线管线槽保护，不得与强电线路同穿一条线管线槽，并与强电线路有50厘米以上安装间距。

3.6 电源要求:
(1)信号采集器和主采集器的AC220V电源应独立设置，统一供电，不得与其他无关设备共用，防止无规则停电影响系统正常运行。

另外，每个信号采集器和主采集器AC220V电源处应设接地线和漏电开关。

(2)应保证外部电源发生故障时，故障前的内存数据不应丢失，并至少一年内可读取。

另外，电源中断不应影响系统的各项性能和参数。

(3)使用电池时，应标明电池的规格型号和更换日期以便日后更换工作。

3.7 防雷要求：
(1)系统应具有内部防雷装置，特别是信号采集器和主采集器应有较好的防雷能力，信号采集器和主采集器的接地线电阻在采用共同接地装置时应不大于1Ω，在采用专用接地装置时应不大于4Ω。

(2) 在信号采集器和主采集器等设备电源进线处外加电源避雷器，在信号进线处外加信号避雷器。

为进一步做好防雷措施保护设备，应提供外加防雷器时的各项技术参数，防止外加防雷器后改变设备的性能，使系统不能正常运行和抄表。

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4. 系统试验方法
1)系统正式应用前需进行试验，可成套系统试验，也可局部单独试验 。

2)传感器机电转换误差试验。

试验结果应符合要求，即电子计数信号转换形式的累积流量电子数值与机械计数累积流量数值 之间产生误差应≤±1m³。

3)传感器机电转换可靠性试验。

实时式智能远传表试验应选择在较恶劣环境情况下进行，检查环境对传感器的影响。

直读式智能远传表试验至少选择在各字轮进位最不利的情况下进行，如经过从9跳至0的阶段，跳变过程要求不小于3个字。

读取试验前后机械读数和电子读数，将数据进行比较，判断其相同性和关联性，要求读数一致，不出现错码、乱码及盲点等。

4)信号采集器、主采集器及手抄器试验。

检验装置的功能、性能和参数是否符合要求。

远传通讯试验可同步进行，终端计算机通讯方式可采用GPRS、CDMA、GSM及电话线等方式。

通讯应安全可靠、数据准确及时。

5)抄表周期为每天一次。

记录故障现象，并做好分析。

每月进行一次技术总结。

6)每三个月进行一次小结。

一年后进行一次全面分析和总结，检验系统传感器的计量准确性和可靠性，检验系统装置的各项功能、性能和参数是否符合要求，系统的稳定性是否符合要求。

对系统进行判断是否可选用。

5. 系统供货商的选择及其服务要求：
1) 供货商宜优先选择技术领先、质量稳定、规模较大的生产企业。

2) 供货期不应超过15天。

3) 系统安装时，供货商技术人员应到施工现场进行技术指导、安装调试及系统验收。

免费培训安装单位2—3名技术人员、安装人员和软件操作人员。

4) 系统设备应免费保修若干年，终生技术支持。

系统设备因质量原因所致损坏，2年内免费更换。

系统出故障需维修时，供货商应及时提供技术服务和维修备件。

5)系统硬件或软件更新时，应及时进行免费更新换代。

（作者单位：江门市金盾供水消防工程有限公司）
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