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(fèi)儀表進(jìn)行遠(yuǎn)程分合控制,，達(dá)到預(yù)付費(fèi)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(yuǎn)傳至后臺,，通過Acrel-3200型遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電回路用電的收費(fèi)和能效管理。
關(guān)鍵詞：學(xué)生宿舍;DDSF1352-CD預(yù)付費(fèi)電能表,；Acrel-3200型,；預(yù)付費(fèi)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(jì)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(zhǔn),、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(dá)70%以上,。
根據(jù)學(xué)校宿舍用電的安全性及實(shí)用性預(yù)付費(fèi)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(jìn)行預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)改造,。每個房間的用電回路要求一進(jìn)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(fù)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(shí)現(xiàn)北京社會管理學(xué)院宿舍樓配電系統(tǒng)進(jìn)行收費(fèi)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(jì)748臺DDSF1352-CD預(yù)付費(fèi)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(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)連通完成收費(fèi)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?fù)鋱D
間隔設(shè)備層主要為：預(yù)付費(fèi)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(shí)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(yuǎn)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(jì)算機(jī)、顯示器,、UPS電源,、打印機(jī)等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計(jì)算機(jī)上,，集中采集顯示現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行狀況,，以人機(jī)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(qiáng),，總線上允許連接多達(dá)32個設(shè)備,，傳輸距離為1.2km。
2 遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理主要功能
整個系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)分為三個大塊,，分別是集中抄表服務(wù)系統(tǒng),，遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)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(yùn)行,，不間斷定時對所有表進(jìn)行遠(yuǎn)程抄表；遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)包含所有開戶,、售電,、遙控及報(bào)表功能；用戶查詢機(jī)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(jī)端查詢wangzhan,，可用于商鋪用戶在手機(jī)wangzhan終端上實(shí)時查詢個人信息、充值,、遠(yuǎn)程控制及每日用電情況,，系統(tǒng)還能與校園一卡通進(jìn)行對接，做到學(xué)校統(tǒng)一管理等,。
主要特點(diǎn)如下：
?快速配置,，即裝即用：將電表和通訊管理機(jī)配置導(dǎo)入系統(tǒng)就可以使用；
?遠(yuǎn)程集中抄表：免去人工抄表,，電表狀態(tài)實(shí)時性可達(dá)到3分鐘以內(nèi),；
?支持單獨(dú)計(jì)價(jià)、多費(fèi)率,、階梯電價(jià)：可對每塊電表單獨(dú)設(shè)置電價(jià),、費(fèi)率和階梯電價(jià)；
?遠(yuǎn)程售電：財(cái)務(wù)集中管理,，電量實(shí)時下發(fā),，并比對充值次數(shù)防止zuobi；
?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)zuobi竊電,；
?遠(yuǎn)程控制：可對任意一塊電表執(zhí)行遠(yuǎn)程拉閘或保電等一系列遠(yuǎn)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(fèi)表或各類接入的計(jì)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(fèi)系統(tǒng)，主要是針對學(xué)生宿舍進(jìn)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(fù)債，如果是阻型負(fù)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(shí)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(yùn)行的定時對所有儀表進(jìn)行集中遠(yuǎn)程抄表以外,，還集成了報(bào)警短信發(fā)送服務(wù),，能將電費(fèi)金額預(yù)警和欠費(fèi)預(yù)警自動生成手機(jī)短信自發(fā)送給對應(yīng)的商鋪用戶，該功能需要與硬件短xin貓配合使用,。
系統(tǒng)默認(rèn)半小時對所有表進(jìn)行一次遠(yuǎn)程集中抄表,，時間間隔支持個性化配置。
2.遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)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(bào)表中心模塊,，系統(tǒng)大致運(yùn)行和操作流程如下：
本系統(tǒng)所有的報(bào)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(jī),、儀表及默認(rèn)參數(shù)進(jìn)行配置；
3.用戶管理：對商鋪用戶執(zhí)行開戶,、銷戶,、遠(yuǎn)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(jìn)行遠(yuǎn)程售電,、退電、沖正及記錄查詢等操作,；
5.報(bào)表中心：提供售電財(cái)務(wù)報(bào)表,、用能報(bào)表、報(bào)警報(bào)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(xiàng)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(jià)，支持一表一電價(jià),；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(bào)警的兩級閾值。
批量遠(yuǎn)程操作場景中,，系統(tǒng)提供了多項(xiàng)功能，針對開戶,、報(bào)警1,、報(bào)警2、欠費(fèi),、未開戶,、失聯(lián)狀態(tài)都有不同的顏色顯示；并且支持遠(yuǎn)程對儀表進(jìn)行遙控，遙控的命令類型如下：
1.電價(jià)下發(fā),；2.設(shè)置下發(fā)（下發(fā)報(bào)警金額閾值和過載功率閾值）,；3.保電（強(qiáng)制儀表合閘）；4.恢復(fù)預(yù)付費(fèi)（欠費(fèi)自動跳閘的模式）,；5.拉閘（強(qiáng)制斷電）,；6.抄表導(dǎo)出（導(dǎo)出當(dāng)前所有表狀態(tài)為EXCEL）
售電系統(tǒng)還將電能計(jì)量儀表接入系統(tǒng)，進(jìn)行遠(yuǎn)程集中抄表后,，提供了輔助的能耗查詢報(bào)表,，為能耗分析、用能比對和安全用電提供強(qiáng)有力的依據(jù),。
系統(tǒng)還提供了多個報(bào)表以供查詢,，分別是日/月/年財(cái)務(wù)銷售統(tǒng)計(jì)報(bào)表、失聯(lián)表/通訊管理機(jī)查詢報(bào)表,、能耗查詢報(bào)表,、實(shí)時報(bào)警/歷史報(bào)警查詢報(bào)表，支持導(dǎo)出,。以下是財(cái)務(wù)報(bào)表和預(yù)付費(fèi)表日用能查詢報(bào)表：
4 結(jié)束語
校園預(yù)付費(fèi)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(jìn)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(fù)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(fèi)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(fù)載的使用,。本系統(tǒng)還與校園一卡通結(jié)合,，實(shí)現(xiàn)校園內(nèi)統(tǒng)一管理。
參照標(biāo)準(zhǔn)：
ISO/IEC11801 《綜合布線標(biāo)準(zhǔn)》
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(jì)規(guī)范》
GB50054-2011 《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》
IEC 61587 《電子設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)系列》
DL/T448-2000 《電能計(jì)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(jì)量裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》
GB2887 《計(jì)算站場地技術(shù)條件》
GB/T18460.3 《IC卡預(yù)付費(fèi)售電系統(tǒng) 第3部分： 預(yù)付費(fèi)電度表》
