智能抄表系统设计论文

智能抄表系统设计论文

摘要：通过本智能抄表系统的设计运行，实现了建筑用电管理的自动化、智能化，解决了用电管理中抄表不及时，数据不准，用电管理困难、工作费时等一系列问题。同时也实现了大楼用电的远程监控，可有效节约建筑的电力能耗。

前言

对目前建筑用电管理普遍存在的抄表不及时，数据不准，用电管理困难、工作费时等一系列问题，集抄表、保护和远程控制为一体的智能抄表系统，可方便准确地抄读电表数据、进行统计分析；能有效地防止大功率电器使用，更好地保护用电安全，减少危险事件发生，保护供电设备线路，保证正常用电秩序；实现管理人员对各用电部门的远程控制与管理，如远程停电等业务，节约人力资源，降低后勤运营成本。

1项目简介

徐州矿大科技园新沂园A、B楼位于无锡新沂工业园内，A楼有3个区，B楼有2个区。A、B楼共有45个总配电箱（地下室除外），237个子配电箱（即237个房间）。2栋楼楼层供电引自于变电所，通过楼层强电井分配给各楼层的照明总配电箱以及楼层公共配电箱；楼层总配电箱为楼层的子配电箱供电，每个子配电箱再给该楼层的房间进行供电。

经统计，A、B楼共有楼层总配电箱以及共用配电箱45个，楼层子配电箱237个。

1.1系统总体结构及特点

矿大科技园新沂园A、B楼智能抄表系统设计采用分层分布式结构，由系统管理层、网络通讯层和现场设备层组成。系统结构图如下：

1.2系统管理层

矿大科技园新沂园A、B楼管理层设于控制室内，具体包括：1台监控系统工作站、1台100M以太网交换机以及打印机等相关设备。整个管理层负责将通讯间隔层上传的数据解包，进行集中管理和分析，执行相关操作，并负责整个变配电系统的整体监控。

1.3网络通讯层

本智能抄表系统主站层网络采用以太网结构，由以太网交换机组成；支持TCP/IP、现场总线等国际国内常见的通讯规约，使其它系统的保护、测控、计量、PLC等设备可以方便地直接接入主站系统。负责与现场设备层的各类装置进行通讯，采集各类装置的数据、参数，进行处理后集中打包传输到主站层；同时作为中转单元，接受后台主站层下发的指令，转发给现场设备层各类装置。

1.4现场设备层

现场设备层又叫现场监控层，具体包括：三相电能表、单相电子式电能表等电能监控设备。负责采集现场的各类数据和信息状态，发送给通讯间隔层；同时也作为执行单元，执行通讯间隔层下发的各类指令。向上和主站系统采用以太网方式相连，保证数据交换的快速和准确性。通讯处理单元有以下特点：军工级主板，嵌入式CPU模件，多种通讯接口和通讯规约；它既能完成实时数据采集与通讯，又能进

行数据处理、计算、转换与保存，不但具有传统通讯处理器与通讯前置机的功能，而且具有防雷、防强电磁干扰、适于在恶劣环境下长期运行。

1.5系统特点

1.5.1分层分布式

整个系统分系统管理层、通讯层和现场设备层。系统结构简洁明了，设备功能清晰明确。

1.5.2高可靠性的硬件

本系统主要硬件设备具有极高的性能和可靠性，装置抗干扰能力强，为整个系统的可靠性打下坚实基础，同时方便用户使用维护及备品备件的选购。

1.5.3真正单元化的设计

功能单元化：所有单元的保护和监控均严格独立，任一装置故障均不影响其它装置的正常工作，提高了整个系统的可靠性。

结构单元化：所有单元均严格按一次回路设备进行独立配置，简化了整个系统的结构，非常便于运行、维护、检修和系统扩容，并且不会影响到其他回路设备的运行。

1.5.4简洁的组网方式及网络通讯

整个智能抄表系统通讯采用工业以太网、现场总线等技术。完全满足自动抄表系统的大量数据通讯处理的要求，同时也为以后与其他系统接口时对高速率数据传输的要求提供有利条件，有效确保实时性。

1.5.5良好的开放性

系统支持以太网、串口等通讯接口；支持多达100多种规约，随着一次系统的扩容，监控系统可以非常方便的接入相应二次设备而不影响现有设备的正常运行。

2智能抄表系统技术实现

2.1计量装置选型及配置

为实现矿大科技园新沂园A、B楼总用电及各楼层总用电的监测，为各楼层总回路及公共用电设备配置了广东雅达电子的DTSD3366D 型三相电能表。为实现各用电区域（房间）的用电监测、用电控制，为各用电区域的单相供电回路分别配置DDS3366L了广东雅达电子的单相电子式电能表。

楼层供配电回路电能表配置情况如下表：

序号建筑名称区域供电回路数量电能表配置电能表数量

1 A楼 2区 EAL 1 DTSD3366D 1

2 1、2、3区 DTX

3 DTSD3366D 3

3 2区 HKX 1 DTSD3366D 1

4 2区 XFDTX 1 DTSD3366D 1

5 2区 WFJX 1 DTSD3366D 1

6 1、2、3区 AP 26 DTSD3366D 26

7 1、2、3区 M1 164 DDS3366L 164

8 1、2、3区 M2 7 DDS3366L 7

9 1、2、3区 AL 3 DDS3366L 3

10 B楼 1、2区 DTX 2 DTSD3366D 2

11 1、2区 AP 10 DTSD3366D 10

12 1、2区 M1 57 DDS3366L 57

13 1、2区 M2 5 DDS3366L 5

14 1区 AL 1 DDS3366L 1

合计三相电能表DTSD3366D： 45台

单相预付费电表DDS3366L： 237台

2.2现场监控网络配置

根据矿大科技园新沂园A、B楼的用电区域及设备分布情况，智能抄表系统分3个现场监测子网。具体为：在A楼1、2区楼层子配电箱配置的电表设为一个子网，B楼1、2区楼层子配电箱配置的电表设为一个子网，A、B楼总配电总配电箱以及共用配电箱配置的电表设为一个子网。子网通过双绞线连接至现场的串口联网服务器，串口联网服务器再通过超五类双绞线连接至数据集中采集器，采集器负责与管理层上位机数据通讯。3个子网共配置3台数据采集器及6台串口联网服务器。

2.3系统软件

智能抄表系统包括操作系统软件、数据库软件和具有组态功能的智能抄表应用软件。

2.3.1操作系统

采用服务器专用操作系统软件，包括操作系统生成包、编译系统、诊断系统和各种软件维护、开发工具，操作系统具有良好的实时性能。