日照科技中等學校遠程預(yù)付費系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

摘要：介紹日照科技中等學校-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安全用電管理。

關(guān)鍵詞：學生宿舍; ADM130宿舍用電管理終端；Acrel-3200型；預(yù)付費電能管理系統(tǒng)

0  概述

 日照市科技中等學校是重點中等職業(yè)學校，成立于2002年7月，由原五蓮縣技工學校、教師進修學校、第一職業(yè)高中合并組建而成，隸屬于五蓮縣教育局，主要承擔本地區(qū)中等技術(shù)人才培養(yǎng)和各類社會人員的培訓任務(wù)。

根據(jù)學校宿舍用電的安全性及實用性預(yù)付費售電的要求，需要對日照科技中等學校所有學生宿舍樓層配電箱進行預(yù)付費系統(tǒng)實施。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)用電等，并且要求有惡性負載識別及定時控制等功能，實現(xiàn)安全集中管理。

1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述

本監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)日照科技中等學校宿舍樓配電系統(tǒng)進行安全用電管理，本工程分為南區(qū)和北區(qū)，均為上5層，地下1層，共監(jiān)測300間宿舍，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。

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)用于宿舍查詢個人信息、充值和用電情況；另外還可配置手機端查詢網(wǎng)站，可用于宿舍用戶在手機網(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，做到學校統(tǒng)一管理等。

主要特點如下：

u 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；

u 遠程集中抄表：免去人工抄表，電表狀態(tài)實時性最高可精確到3分鐘以內(nèi)；

u 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；

u 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；

u 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；

u 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；

u 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

日照科技中等學校預(yù)付費系統(tǒng)，其核心功能就是售電及安全用電管理，系統(tǒng)軟件可以識別學生所使用的用電器是否為惡性負載，如果是惡性負載系統(tǒng)會自動斷電，并且限次復(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，既能方便管理又起到節(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)的宿舍用戶，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（宿舍）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：對宿舍用戶執(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。

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)的使用主要還是學校對學生宿舍管理難、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)的是學校對學生的人身安全的重視，學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)還與校園一卡通結(jié)合，實現(xiàn)校園內(nèi)統(tǒng)一管理。

參照標準：

ISO/IEC11801 《國際綜合布線標準》

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》