基于GPRS／PLC的远程集中抄表与节能监管系统.pdf

铁路节能环保与安全卫生2 0 1 1年第 1卷第 4期 一 是 便 于施工 ， 大 部分施 工 在油 库外 进行 ， 不对 库 内油罐直接改造加热 ， 施工难度和风险小 ； 二是便 于检修 ， 系统故障或定期检修时 ， 减少 了库 内作业 量 ， 既方便 ， 又 安全 。 2 简单 高 效 。板 式 换 热器 体 积 小 、 结 构 简 单 ， 换热 效率 高 ， 实 现 了动态 即时的加 热 。 即冷 介 质一 旦流 经换 热器 即可 瞬 间被加 热至 所需 温度 。 3 运 行安 全 。采 取两 级 换 热 器 ， 实 现 柴 油 与锅炉的物理隔离 ， 安全系数高。在设备运行中 ， 可 以随时 监测 油 、 水 管路 压 力变化 ， 防止 了串液 或 渗漏 问题 。系统设 计报 警功 能 ， 若 油 、 水管 道压 力 或 温度超 过设 定 的安全 值 ， 系统会 发 出声 光报 警 ， 强 制停机 。 4 智能 控制 。系统分 别设 计 了人工 手动 控 制 和 自动 控制 。 人工 控制 状态 在 锅炉 房 值 班 室 安 装 声 光 告 警装置或直接采用 电话联系方式通知锅炉房值班 人员 开启 或关 闭蒸 汽 阀 门。 自动 控 制 方 式 利 用 水路启动循环或停止循环 的水流量信号控制电动 阀的开和关 ， 从而实现蒸汽或热水 的给、 停控制 ； 柴油加 热 可通过 人 机 对 话 界 面 设 定 温控 条 件 ， 实 现热油 循 环 泵 自动 启 停 。 自动 控 制 更 加 简 便 可靠 。 7建 议 1 加强联劳 协作 、 密切配合。卸油 、 加 热、 上油作 业 系统 性较 强 ， 涉及锅 炉 供热 单位 、 用 油单 位 、 油罐车调度和推送作业等三家单位 ， 各单位要 分工 协 作 、 密 切 配合 ， 才 能 良好 地 完成 卸 油 、 给气 水 加 热 、 上油 等一 套作 业程 序 。 2 健全规 章制度 、 严格操作 。由于油库是 防火 防爆重 点 单 位 ， 作 业 工 艺 又需 要 各 单 位 良好 合 作 ， 为此 要建 立健 全相 应 的规章 制度 ， 明确各 相 关 单 位 的职责 和分 工 ， 严 格按 操 作规程 作 业 ， 使 各 单 位作 业环 节 接 点 和时 间按 顺 序 推 进 ； 同时 要 加 强 管 理 、 维 护 等工 作 ， 消 除 各 种 隐患 ， 确保 系 统安 全 正 常运行 。 参 考 文 献 [1] 兰州铁路局科 研技术 监督 所． 兰 州铁路 局燃 油低烧 改造 实施 方案设计 [ R] ． 2 0 0 9 ． 1 0 ． 文 章 编 号 2 0 9 51 6 7 1 2 0 1 1 0 40 1 7 90 6 基于 G P R S ／ P L C的远程集中抄表-5节能监管系统 王建 功 大秦铁路股份有限公 司太原供 电段 ， 山西 太原0 3 0 0 1 3 摘要 供水 、 电 、 气 、 暖 系统 中 的跑 、 冒、 滴 、 漏 以及 收费难是长期困扰相关市政企业及管 理部 门的“ 老 大难” 问题 。运用 “ 基 于 G P R S ／ P L C的远 程集 中抄表 与节 能监 管 系统 ” ， 将用户原有计 量表计 更新为 支持 G P R S ／ P L C通 信方式 的 C P U卡式 电表 、 智能水表 、 智 能燃气 表和智 能热 量表 ， 将很好地解决上述 问题 ， 提 高企业 乃至 全社会 的能 源管理水平 。 收稿 日期 2 0 1 1 - 0 5 - 1 7 ； 修订 日期 2 0 1 1 -06 -07 作者简介 王建功 1 9 6 1 一 ， 男 ， 河北人 ， 工程硕士 ， 高级 工程 师 ， 从事铁 路供电技 术管理 工作 。 关键词 G P R S ；电力载波 P L C ；智能计量 表 ； 远 程集 中 抄 表 中 图 分 类 号 TM7 3 文 献 标 志 码 B 节 能减 排是 建 设 节 约 型 国 家 的根 本 目的 ， 高 效地提供优质水 、 电、 气 、 暖是能源供应企业服务 民众 创建 和谐 社 会 的本 质 要 求 。基 于 G P R S ／ P L C 的远程集 中抄表与节能监管系统 ， 以国家即将执 行的阶梯 电价预付费 电能表为核 心， 采取以电管 水、 气 、 暖的预付费管理模式 ， 解决了水 、 电、 气 、 暖 l 7 9 铁路节能环保与安全卫生2 0 1 1年第 1卷第 4 期 及物业 等项 目的 收 费难 题 ； 通 过 对 所 有 计 量 点数 据 的实 时查 抄监 控 ， 堵塞 了跑 冒滴 漏 等 能 源 流失 漏洞 ， 提高了节能减排效果 ； 实施优化先进的用能 管理模式 ， 为能源管理企业提供实时数据信息化 节能管理平台 ， 使用能管理体系更加科学 、 规范 ， 供用双方关系更加融洽， 促进了和谐社会建设。 1 系统 总体 方案 系统总体上可分为计量收费、 能耗数据监测 监控和节能管理三个层面。计量收费功能用 以完 成水 、 电、 气、 暖能源介质计量 、 预付费管理以及物 业费 收 缴 管 理 。 电能 计 量 收 费 除一 般 居 民用 户 外 ， 还 可 对 公 变商 业 用 户 、 专变 大 用 户进 行 计 量 、 预付收费和用电监测管理 。 总 体基 本结 构如 图 1 所 示 。 图 1 基本结构框图 2系统 总体 构 成 该系统主要 由信息化与节能监管平 台主站 、 通信网络、 服务终端 、 数据采集服务器 前 置计算 机 、 数据集中器 、 采集器 、 数据远传终端 、 费控智 能终端和水电气暖计量表计等组成 。简要构成如 图 2 、 图 3所示 。 2 ． 1 水 电气暖信息化与节能监管平台 2 ． 1 ． 1 企 业管 理 层系统 主要 由数据 库 服 务器 、 应 用 服务 器 和 管 理 计 算 机组 成 。 2 ． 1 ． 2 企业执 行层 管理 中心 设 有前 置通 信采集 系 统 、 客服 终端 、 前置 计算 机等硬 件设 备 。 2 ． 2 数据集 中器 集 中器是数据采集通信的中央设备 。它用于 区域性数据的采集、 存储和通信 ， 一般安装在住宅 区变 电亭 、 线杆 变 台配 电变压 器 的低压 侧 ， 通 过低 压电力线读取载波电能表 、 采集器的数据， 进而完 成各用 电用能计量点 电量和其 它能量数据 的采 集 、 处理和存储 ， 并经过上行通信信道将数据传送 到前置 计算 机 。 】 8 0 数据库应用库 客户端 服务器服务器 垒 笪 星 些 羔 壁 堕 笪 鱼 童 星 ■ _ 、 一 一 器 精麟 l 攀 一 陵 ／ 客服终端 前置计算机 读写器 企业执行单位1 客服终端 客服终端 服务器 摹罩 I 随 ／客服终端 前置计算机 读写器 企业执行单位2 图 2 系统构成简图 1 数据集中器具有本地数据缓存 功能 ， 在 网络 中断情况下 ， 不影响采集器上传数据在集中器内 的保 存 ， 它具有 完 备 的数 据 缓存机 制 ， 待 网络恢 复 后 ， 前置计算机可直接将缓存数据读入至数据库。 铁路 节能环保 与安全卫生2 0 1 1年第 1卷第 4期 机 械计 量 、 电 子采 集 、 通 过 R S一 4 8 5网络 与 采 集 器 通信 功能 。 2 ． 5 ． 4智 能热 量 表 智 能热 量表 对管 道热 量计 量 ， 具 有 电子采 集 、 通 过 R S 一 4 8 5网络 与采集 器 通信功 能 。 2 ． 6 通信 网络 系统 的通信网络包括能源信息化与节能监管 平 台主站 和 能 源信 息 化 管 理 中 心 之 间 的通 信 网 络 、 管 理 中心局 域 网络 、 现场 抄表 网络 三个方 面 。 前两 个方 面通 过专 线或 互联 网 和局域 网来 实 现 。现场 抄表 网 络 以集 中器 为 界 ， 可 分 为 上 行通 信网络和下行通信网络。集 中器上行即集中器与 前置 计 算 机之 间通 信 网络 ， 以 G P R S通信 方式 为 主； 集 中器下行即集 中器与采集器问通信网络 ， 则 以 电力 载 波 P L C 方式 为 主 。 3系统 主要功 能 3 ． 1 远程智 能化 抄表 通 过对 用户 水 电气 暖等 能源 消耗计 量表 计数 据的采集、 传输 、 存储 和统计处理， 实现对用户用 能量 的智 能化抄 表 功能 。 3 ． 1 ． 1 大用 户 电能数 据远 程抄 表 使 用 专变 的 大用 户 ， 用 费 控 终 端 进行 用 电监 测和 管理 。抄 表 管 理 功能 主要 包 括 抄 月 冻 结数 据 、 抄 日冻 结 数 据 、 实 时 用 量 、 实 时金 额 、 监 测 参 数、 表计 状态、 拉／ 合 闸控制、 费率 调整、 查询、 统 计、 催费告警信息发送等 。 3 ． 1 ． 2 居 民用 户 电能数 据远程 抄 表 对 于居 民用户 ， 抄表 管 理功 能主要 包括 抄 月 冻结 数据 、 抄 13 冻 结数 据 、 实时抄 表 、 拉 闸／ 合 闸控 制、 集 中器校时、 读表计参数 、 查询、 统计、 催费告 警信息发送等⋯ 。 3 ． 1 ． 3 水 、 气 、 暖用 户远 程抄 表 水 、 气 、 暖等 用 户能 源 消 耗 用 量 抄 表 ， 则 通 过 其 智 能 计 量 表 计 的 无 线 信 道 与 采 集 器 对 接 来 实 现 。 3 ． 2智 能收 费功 能 通 过对 用 户 的用 能 数 据 进 行 实 时 监 测 和 控 制 ， 实 现 现 场 对 用 户 用 能 计 量 收 费 的 智 能 化 管 理 。 3 ． 2 ． 1 红外 C P U卡充 值 1 82 采用红外 C P U卡方式进行 售电和充值 。充 值 操作 不需 要接 触 电能表 或终 端 ， 远 距离 操作 。 3 ． 2 ． 2红外 C P U卡本 地送 电 红外 C P U卡与终端可在 4米以内进行通信 ， 实 现远距 离 、 非接 触充 值及 本地 合 闸操作 ， 操 作人 员 远离 强 电设 备 ， 保 障安全 。 3 ． 2 ． 3远 程售 电 可接受管理 系统通过 G P R S发送 的售 电信 息 ， 当剩余金额大于设定值时， 允许合闸 ， 通过红 外遥 控卡 在本 地合 闸供 电 。 3 ． 2 ． 4远 程断 电 可接收主站发来 的断 电指令 ， 易于实现远程 断 电操作 。 3 ． 2 ． 5 透 支功能 可设置协议透支用电额度。当剩余金额为零 时如需继续用电， 将实时记录透支金额 ， 输入新购 电费时 自动冲减透支电费。当透支额度超过断电 门限时 ， 发出断电信号。 3 ． 2 ． 6显示 功能 用中文 L C D方式 ， 显示 内容包括 剩余 电费、 总电费、 总用电量、 报警金额 、 断电门限金额、 报警 电费 、 报警时 间、 倍 率、 时间／ 13期 、 开关状 态、 时 段／ 费率 等 。 3 ． 2 ． 7 储存 功 能 当供 电回路停 电时 ， 终端 内数 据不 会丢失 ， 来 电后保持在停 电前的工作状态。 3 ． 2 ． 8 迭 加功 能 当前 剩余 电费 与输 入 的新购 电费 自动迭 加 。 3 ． 2 ． 9 遗功 能 当用 户售 电卡 遗失 ， 补 办卡 后 ， 能 接受 新 卡 ， 并 拒绝 旧卡 。 3 ． 2 ． 1 0辨伪功能 使 用非 本终 端红 外卡 或其 他介质 进行 充值 通 信 ， 终端不接受。 3 ． 2 ． 1 1 电价 调整 功能 接受主站的电价调整数据。 3 ． 2 ． 1 2水、 气 、 暖等其它能源用量计算和收费 系统还 能够 对 能源管 理企 业所 辖 区域除 电 以 外其它水 、 气、 暖等能源用量实施一并查抄 ， 并 自 动计算应收费用 ， 实现用户水 电气暖等能源收费 和催缴 费 用一体 化 管理 。 铁路节能环保 与安全 卫生2 0 1 1年第 1卷第 4期 3 ． 2 ． 1 3 以 电管水 、 气 、 暖 的预付 费缴 费 管理模 式 对 一般 居 民用 户 ， 可 采 用 系 统 提 供 的 以 电 管 水 、 气 、 暖的收费模式 。电能实行预付费售 电管理 模 式 ， 在 电费充值 缴 费时 ， 须缴 清 已用水 、 气 、 暖用 量费用以及物业管理等科 目的费用 ， 实现用户水 电气 暖等能 源消 耗与 物业 管理 项 目收费 的一 站式 服 务 。当用 户用 能欠 费后 ， 可采 取停 电措 施催 缴 ， 但 不再 断 水 、 停 气 、 停 暖 ， 在 不影 响居 民基 本生 活 的情况 下实 行预付 费 缴费 管理 。 3 ． 3节能 监 管功能 通过 对用 能数 据 的查 询 、 分 类 、 统 计 和 分 析 ， 获得 不 同时段 、 区域 和 用 能 类别 用 户 的能 耗 对 比 数据 表报 ， 为 能源 管 理 企 业 的 节 能 管理 提 供 决 策 氛站 瓣 霸 童 麝 支持 ， 实现 能源 管 理科学 化 。 3 ． 3 ． 1 节能 监管 系统 对 采 集 的各 级 计 量 数 据 进 行 存 储 和 管 理 ， 并 实现 分层 计量 管理 。 系统 的主要 管 理 功 能 通 过 服务 器 完 成 ， 用 它 可 以进 行数 据 查 询 、 分 析 和 管 理 操 作 。包 括 对 用 户智 能 电 、 水 、 气 、 热 量 表监 测 点 的基本 信 息 的管 理 ， 对 实 时 和 历 史 数 据 进 行 处 理 和 分 析 ， 绘 制 曲 线 、 图表 ， 打 印报 表 等 。 以用户用电量 其它能源量消耗 同样 为例 ， 通过 用 电量 分 布 图 图 4 ， 可 以对 用 户 的用 电情 况进 行 分 析 和 监 测 ， 为 加 强 节 能 管 理 提 供 依 据 。 潍 0 5 黼辨 精雌群 翳 z 潦 秘 舶 { 势营赣 2 邬 0 } 黼 0 { 3 辩端麓 i 辩 z麓 2 t ． 釉蕊t 嫦 0 嚣 } 瓣 嚣柱 釉 黼{ 嚣 尊 繁 ≈ 黔 ∞始 髓黔 ， 骑 3 0 n 赫糟 瓣l 骞勰 ， ∞ 辩辩 { 辩端￡∞ 戢 黧 ， 肄 尊 0 辑 辩 蠼 0 撼 鬻 } { 潍饕 撼 0 麓 { 僻 辩 3 自 0 辩 靠游嚣 { 辩尊嚣舞辩嚣 { 菊 _蜷 辩 锵 赣薰 ， 辩 辅∞ 8 4 蛩镦激连缓 图 4 用 电量统计分布 图 3 ． 3 ． 2 网络查 询 通 过局域 网 方式 ， 企业 有关 主要 领导 、 能 源管 理人 员 、 部 门管理 人 员 通 过 授 权 可 以利 用 网络 访 问本系统实现数据查询和管理 ， 分级授权 ， 业务流 程清 晰 。 3 ． 3 ． 3 具备良好 的扩展 、 对接和兼容功能 系统 满 足将来 发 展需要 以及将 来其 他子 系统 的扩展需求 ， 基于此主站可方便 构建其他能源管 1 8 3 铁路节能环保与安全卫生2 0 1 1 年第 1 卷第 4期 理 系统 。 3 ． 3 ． 4 延 伸服 务 可与短信或其他通信系统相结合 ， 实现对用 能客户的短信 、 电话 、 电子邮件等提醒服务， 构造 供 用 双方友 好 和谐 的人 际关 系 。 4结 语 G P R S是全球移动通信 网络开展 的无线分组 数 据 传输 业 务 ， 它 具有 覆 盖 面 广 、 运行 费 用 低廉 、 通信便捷等显著特点 ； P L C是基于公共供配电网 而组建的电力载波通信技 术 ， 它利用 了既有电力 线 网络 资源 和供 电线 遍 布 千 家万 户 的特 点 ， 对 用 电用 能 客户 的计 量 数 据实 现载 波 传 输 ， 可 以节 省 另行 组建 通信 网的费用 。 “ 基 于 G P R S ／ P L C的远 程集 中抄 表 与 节 能监 管系统” ， 充分利用 既有电力设备资源 ， 运用电力 载波 P L C 、 G P R S等通信技术 ， 通过对用 户 C P U 卡式 电表 、 智能 水 、 燃气 、 热量 表 的更新 ， 实现 了对 用户水 、 电 、 气 、 暖诸 能源 消耗 的综 合监 测监 控 ， 通 过预付费 、 阶梯水 电价以及能源消耗异常和欠费 预警 、 停 电、 提 醒用 户 等 手段 ， 达 到 了能 源 管理 企 业 提高 经济 效益 、 社 会 节 能 减 排 和 构建 和谐 社 会 的 目的 。 参 考 文 献 [1] 王建功． “ I c卡水 电费抄收管理系统”的开 发与应用 [ J ] ． 供用 电， 2 0 0 3， 2 0 4 5 2 - 5 3 ． [ 2] 王思彤 ， 张姣姣 ， 孔志杰 ， 等． C P U卡在 预付费售 电系统 中 的应用 [ J ] ． 供用电 ， 2 0 1 0 ， 2 7 5 7 3 - 7 5 ． Th e Re mot e Ce nt r a l i z e d M e t e r Re a di ng a nd En e r g y M o ni t o r i n g Sy s t e m Ba s e d o n GPRS／ PLC W ANG J i a n- g o ng T a i y u a n P o w e r S u p p l y S e c t i o n ， D a q i n R a i l w a y C o ．L t d ． ，T a i y u a n 0 3 0 0 1 3 ，C h i n a Ab s t r a c t I t i s t h e l e a k o f e n e r g y，s u c h a s wa t e r ，e l e c t r i c，g a s a n d h e a t ，a n d t h e d i ffic u l t y o f c o l l e c t i n g c h a r g e t h a t t r o u b l e t h e ma n a g e me n t o f t h e s e e n e r g i e s a s we l l a s t h e p r o p e r t y ma n a g e me n t f o r a l o n g t i me．W e c a n e f f i c i e n t l y d e a l wi t h t h e p r o b l e m a b o v e a n d r a i s e t he l e v e l o f o u r ma n a g e me n t by u p da t i ng u s e r s ’e q u i p me n t s t o CP U c a r d k i o wa t t h o ur me t e r ，i n t e l l i g e n t wa t e r me t e r ，i n t e l l i g e n t g a s me t e r a n d i n t e l l i g e n t h e a t flo w me t e r a n d a p p l y i n g ‘ ‘ Th e r e mo t e c e n t r a l i z e d me t e r r e a d i n g a n d e n e r g y mo n i t o r i ng s y s t e m b a s e d o n GP RS ／ PLC” ． Ke y w o r d s G P R S ；p o w e r l i n e c o m mu n i c a t i o n P L C ； i n t e l l i g e n t me t e r ； r e m o t e c e n t r a l i z e d me t e r r e a d i n g s ys t em 文 章 编 号 2 0 9 51 6 7 1 2 0 1 1 0 40 1 8 40 3 节支降耗 增运增收 开创节能工作新局面 呼和 浩特铁 路局 计 划统计 处 呼和 浩特铁 路局 计 划统 计处 ， 内蒙古 呼和 浩特0 1 0 0 5 0 摘 要 本文总结 了呼和浩 特铁路 局 “ 十 一五 ” 期 间 开展 节支 降耗 ， 增运 增收 情况 ， 并指 出了不足 ， 提 出 了今 后做好节能工作 的方 向。 收稿 日期 2 0 1 l - 0 7 - 2 1 1 8 4 关键词 呼和浩特铁路局 ； “ 十一五” 期闻 ； 节 能降 耗 总 结 中图分类号 T K 0 1 8文献标志码 B 呼和浩特铁路局地处 西北高原 ， 有 国有铁路