摘要：介紹西南大學兩江實驗中學項目，采用內控型智能預付費電度表，采集學生宿舍實時用電量。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網的方式，組網后通過現(xiàn)場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-3200型遠程預付費管理系統(tǒng)實現(xiàn)學生宿舍用電的實時監(jiān)控和管理。

0、概述

  被譽為“重慶城市建設的西裝料”的蔡家無論從政策、配套、交通都做好準備，但這片區(qū)域教育卻尚屬薄弱，教育問題不僅成為困擾本區(qū)域居民的一大難題，而且也長期滯緩著蔡家板塊的能級躍升，教育成為提升蔡家板塊影響力的一步重棋。

  作為蔡家區(qū)域*，面對亟待解決的教育稀缺問題，重慶東原斥資3.5億，不遺余力地為蔡家引入?yún)^(qū)域內好的中學校西大兩江實驗學校，彌補蔡家教育配套的空白。 該校落址蔡家新區(qū)東原·嘉閱灣項目內，占地面積近10萬平方米，計劃2017年9月正式開學。

  本項目為西大兩江實驗學校的遠程預付費管理系統(tǒng)，對各個教學樓和學生宿舍樓內的預付費電表進行監(jiān)控，共使用了型號為DDSY1352-NK和DTSY1352-NK的內控型預付費電表578只。

1、需求分析

為實現(xiàn)整個群體建筑智能化管理，需實時監(jiān)測學校各個教室和宿舍，實現(xiàn)預付費電能管理，具體功能如下：

  1）．預付費儀表數(shù)據(jù)實時顯示；

  2）．預付費儀表遠程電費充值；

  3）．電費充值記錄查詢；

  4）．電費不足，界面報警；

  5）．遠程抄表；電能管理；

  6）．運行事件報警、記錄及查詢打印功能；

  7）．設備通訊異常實時采集顯示；

  8）. 和校園一卡通共享數(shù)據(jù)；

  9）．用戶權限管理。

2、系統(tǒng)方案

  安科瑞Acrel-3200遠程預付費管理系統(tǒng)根據(jù)西大兩江實驗學校實際情況進行組網設計，因為后勤要求電費由財務收取，所以將遠程預付費管理系統(tǒng)主機設置在財務室內，現(xiàn)場儀表分布在各個建筑內，所以采集器都安裝在各個建筑的電井內，現(xiàn)場所有的內控型預付費電表都是通過RS485總線直接入到采集器，采集器在通過校園局域網傳輸?shù)街鳈C。如下圖所示：站控管理層（主站）、網絡通訊層（數(shù)據(jù)采集箱）和現(xiàn)場設備層（預付費電能表）。

1）站控管理層

  站控管理層針對預付費管理系統(tǒng)的管理人員，是人機交互的直接窗口。

2）網絡通訊層

  通訊層主要是由通訊采集箱、工業(yè)交換機、以太網設備及總線網絡組成。通訊采集箱的主要功能是負責實時采集現(xiàn)場智能設備的參數(shù)并將數(shù)據(jù)上傳；以太網設備及總線網絡的主要功能是實現(xiàn)采集箱與主站之間的數(shù)據(jù)交互，使系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，極大提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，真正達到了無人值守的目的。

3）現(xiàn)場設備層

  現(xiàn)場設備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由智能預付費電度表及斷路器組成，智能儀表均采用RS485通訊接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入采集箱，經采集箱和交換機將數(shù)據(jù)上傳給監(jiān)控主機。

智能儀表現(xiàn)場連接示意

  現(xiàn)場智能裝置（樓層預付費電度表）以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVSP2*1.0)進行通訊連接，每根總線連接智能儀表數(shù)量在25只左右，不同種類的智能裝置連接在不同的總線上，然后將數(shù)據(jù)上傳至采集箱，進而將數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控主機。具體連接示意圖如下所示：

3、系統(tǒng)功能

登錄界面

  點擊桌面上的“東原蔡家中學預付費管理系統(tǒng)”，軟件開始運行。進入監(jiān)控系統(tǒng)界面，查看監(jiān)控數(shù)據(jù)。當用戶需要使用【電費充值】、【財務查詢】、【管理維護】等功能，需要登錄【管理員】帳號才能操作。用戶名分為“管理員”和“值班員”，兩者權限不同，操作員只能操作部分功能，管理員擁有高權限。

  進入監(jiān)控系統(tǒng)界面后，本套預付費系統(tǒng)分為六大功能模塊：【配電監(jiān)測】、【電費充值】、【財務查詢】、【電能統(tǒng)計】、【通訊示意】、【管理維護】。

配電監(jiān)測

  配電箱實時顯示界面

   可查看個配電回路的分布和連接情況以及主要的電參量。主要數(shù)據(jù)包括：剩余電量，剩余電力報警限值，總用電量、回路名稱。

  當選擇管理員身份登錄系統(tǒng)后，可在系統(tǒng)一次圖中點擊回路名稱，直接對回路名稱、剩余電量報警限值進行修改，修改后系統(tǒng)會自動保存。

  當剩余電量低于剩余電量報警限值，系統(tǒng)彈出報警提示如下圖所示。

  當需要選擇其他樓層的配電箱實時顯示界面，只需點擊右上角的【樓層選擇】按鈕即可，選擇對應樓層。如圖所示。

電費充值

  當客戶需要充值電費時，充值員按照以下步驟完成充值。

  1、將IC充值卡插入IC讀卡器中，當聽到清脆的滴答一聲，證明IC讀卡正常。

  2、在預付費【首頁界面】中右擊鼠標登陸【管理員】賬號，如果【首頁界面】界面登陸用戶【管理員】登陸成功。

  3、在預付費【首頁界面】中點擊【電費充值】，系統(tǒng)彈出【充值收費】窗口。

  4、在【充值收費】窗口，首先查看【購電卡編號】與IC卡編號是否一致。然后實收金額欄輸入充值金額，點擊【確認交費】。當剩余電量顯示變化，表示充值成功。后點擊【交費打印】按鈕，即可打印充值交費信息，打印完成點擊【退出】按鈕

財務查詢

  財務查詢模塊主要現(xiàn)實了該模塊實現(xiàn)以充值卡號、時間等多種方式對充值記錄的查詢功能，并能導出excel文件格式電子表格。

  點擊上圖中的數(shù)據(jù)庫刷新，即可刷新充值記錄。如果需要查詢某段時間內充值的記錄，點擊“時間查詢”按鈕 如何設置好要查詢的時間段，即可查詢該時段充值記錄。充值卡號查詢功能，就是輸入對應的IC卡號，即可查詢該IC的充值記錄。

電能統(tǒng)計

  電能統(tǒng)計界面

  點擊【系統(tǒng)首頁】上的【電能統(tǒng)計】按鈕 。

  對用電量的管理以報表形式呈現(xiàn)，該報表可以呈現(xiàn)系統(tǒng)運行期間的任意時間段內的各回路用電，每個進線回路及它所帶的出線回路制作在一張表內，可方便查詢。如有多張表格，可在表頁下端選擇切換。

  通過調節(jié)開始時間和結束時間，點擊“查詢”按鈕，即可顯示此時間段內的用電量，也可以以電子表格的形式導出和打印。

通訊示意

  儀表狀態(tài)功能說明

  點擊【系統(tǒng)首頁】上的【通訊示意】按鈕 。

  進入通訊狀態(tài)后，能夠看到整個系統(tǒng)采用已變壓器為干線的分布式網絡結構，具有系統(tǒng)網絡診斷功能。能實時監(jiān)控系統(tǒng)網絡通訊狀態(tài)，出現(xiàn)網絡故障時，系統(tǒng)自動顯示故障線路及具體單元。

管理維護

  管理維護模塊主要現(xiàn)實了電費費率設置，剩余電費下限報警值設置，用戶權限管理、系統(tǒng)日志、報警查詢、退出系統(tǒng)等功能

  用戶管理

  用戶管理界面為用戶提供了3項與用戶身份和管理有關的功能。“用戶登錄”可以實現(xiàn)登錄用戶身份的切換；已登錄用戶可以通過“用戶注銷”刪除登錄用戶的身份；“管理員”可以通過“用戶配置” ，修改所有用戶的登錄密碼；“管理員”可以使用“添加刪除”增添用戶身份，也可以刪除已有的用戶身份。

  系統(tǒng)日志

  通過系統(tǒng)日志功能用戶可以查看設備通訊狀態(tài)，用戶登錄記錄，預付費系統(tǒng)操作日志等記錄。

  報警查詢功能

  當用戶需要查詢報警信息時，只需點擊歷史報警查詢界面中的“查詢”按鈕設置好需要查詢的時間段，即可實現(xiàn)該時間段報警信息的查詢。

 4、結束語

  隨著社會的發(fā)展及電力的廣泛應用，預付費管理系統(tǒng)已成為大型商場、學校用電收費的必然選擇，本文介紹的Acrel-3200遠程預付費管理系統(tǒng)在西大兩江實驗學校的應用，可以實現(xiàn)對學校教室和宿舍用電的實時監(jiān)控與電能管理，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網絡通訊功能，可以與串口服務器、計算機等組成電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實時顯示商戶配電回路的運行狀態(tài)，對分合閘、負載越限具有彈出報警對話框及語音提示，并生成各種電能報表等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究。該系統(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定，為學校用戶解決用電問題提供了真實可靠的依據(jù)，取得了較好的社會效益。［2］

參考文獻：

  [1].任致程 周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4

  [2].周中等編著. 智能電網用戶端電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)產品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業(yè)出版社. 2011.10