1、 电能数据采集系统技术方案电能数据采集系统技 术 方 案西安旌旗电子有限公司二 00 九年十二月电能数据采集系统技术方案西安旌旗电子有限公司 1目 录一、技术方案说明 11.1 企业简介 11.2 技术方案总体说明 7二、技术方案 82.1 总体技术方案 82.1.1 系统概述 82.1.2 技术标准 82.1.3 电能数据采集系统建设原则 92.1.4 系统主要技术指标 92.2 电能数据采集系统方案设计 .102.2.1 系统结构 .102.2.2 系统开发语言及网络环境 .112.3 数据采集系统功能 .122.3.1 基本信息管理 122.3.2 数据采集系统 .132.3.3 数据接
2、口服务 .142.3.4 网络服务系统 .142.3.5 统计查询系统 .152.3.6 设备管理系统 .152.3.7 备份及权限管理 .172.4 集中器、电表等技术性能及技术指标 .182.4.1 集中器 182.4.1.1 规格及主要技术参数 182.4.1.2 工作原理 192.4.1.3 主要功能 202.4.1.4 安装与使用 232.4.2 电子式三相电表 .23电能数据采集系统技术方案西安旌旗电子有限公司 22.4.2.1 规格及主要技术参数 242.4.2.2 主要结构及工作原理 252.4.2.3 主要功能 252.4.2.4 安装与使用 272.5 培训计划 .292.
3、5.1 培训方式： .292.5.2 技术培训目标 .292.5.3 培训对象 .302.5.4 培训安排和内容 .302.5.5 培训安排如下： .312.6 售后服务响应及技术支持 .322.6.1 售后服务 .322.6.2 服务态度： .322.6.3 维修服务： .322.6.4 技术支持 .33电能数据采集系统技术方案西安旌旗电子有限公司 1一、技术方案说明1.1 企业简介西安旌旗电子有限公司创建于 1994 年，是一家致力于专业化研发、生产、销售智能化计量仪表产品的高科技企业。生产科研基地“旌旗科技产业园”位于国家级西安高新技术开发区新建区内，建筑面积 12000 平方米。总资产
4、 8600 万元，拥有员工 460 余人，年销售收入过亿元。公司拥有先进的计量仪表科研、生产设备，年产销各类智能化计量仪表百余万台，是目前全国规模最大的智能化计量仪表生产企业之一。旌旗电子拥有科学严密的组织管理体系；实力雄厚的研发技术体系；先进的生产制造质量管理体系；遍布全国的销售服务网络体系。全套体系严格按照 ISO9001:2000 版国际质量标准运行、管理，通过英国摩迪公司认证，荣获 UKAS 证书。公司生产的智能电度表系列产品、智能水表系列产品荣获“陕西省名牌产品” “西安市名牌产品” “全国用户满意产品”称号， “旌旗”商标获得“陕西省著名商标” “西安市著名商标”称号，电力线载波自
5、动抄表系统拥有国家发明专利，获得国家科技部“创新基金”的支持。主要产品在全国同行业领域具有较高的知名度和良好的品牌信誉，其中智能化电度表产品涵盖了全电子式单、三相预付费系列、载波系列、复费率系列、多功能系列；智能水表产品涵盖了 IC 卡冷水、热水、纯净水、立式、卧式、大口径系列；燃气表产品包括各种口径和规格的 IC 卡气表产品。同时公司具有强大的软件开发实力，已开发了多种网络版水、电能数据采集系统技术方案西安旌旗电子有限公司 2电、气综合管理软件，可实现单位内部管理收费或与银行联网收费。公司整个产品线可满足用户多层次、多方位的需求。不但能为水、电、气各行业用户提供各单类的专业化仪表，也可以为各
6、类二级用户单位水、电、气综合的公用计量提供解决方案。同时，可以为用户提供各类仪表包括采用标准 IC 卡、CPU 卡、红外卡、射频卡等各类卡的“水、电、气一卡通方案” ，构建预付费式、后付费式、或“以电控水、控气”式等各种收费管理方案，也可以为用户提供基于电力线载波、485 总线，电力线载波，短程无线，GPRS/CDMA 远程无线等各种通讯方式，并联结我公司生产的各类智能表计，构成完整的自动抄表系统，实现各类收费模式，满足用户高层次的需求。旌旗产业园全景电能数据采集系统技术方案西安旌旗电子有限公司 3旌旗产品生产线电能数据采集系统技术方案西安旌旗电子有限公司 4电能数据采集系统技术方案西安旌旗电
7、子有限公司 5旌旗产品测试实验室旌旗电子有限公司拥有完善科学的产品研发、生产、检测流水线，保证了生产的每一块计量仪表计量性能优异，产品质量过硬。经过多年稳定扎实的生产经营，2008 年迎来了国际计量官员研修班电能数据采集系统技术方案西安旌旗电子有限公司 6的参观指导，2008 年国际计量官员研修班在西安仅参观了两家企业，旌旗电子有限公司就是其中之一。2008 年国际计量官员研修班到我公司参观指导以用户为核心、为用户创造价值，我们将矢志不渝地为把旌旗电能数据采集系统技术方案西安旌旗电子有限公司 7电子打造成一家行业领先的公用智能化计量综合解决方案提供商而不懈努力。中国石油天然气集团公司在 200
8、8 年对下属各分公司的基地、生活小区开始了水、电、气集中采集远传监控的改造和新建项目，我公司积极参与了中国石油相关分公司服务事业部管理的基地及生活小区的改造方案设计和工程项目招投标活动，我公司设计的系统方案得到了中国石油天然气集团公司专家的肯定，获得了巨大的成功。目前正在施工的工程项目包括，中国石油川油数据中转站系统工程，中国石油川油川西公管中心水电气集中监控改造项目，中国石油川油川南公管中心水电气集中监控改造项目，中国石油长庆服务事业部水电集中监控改造项目电表供应，中国石油东方物探正定基地水电集中监控改造项目，中国石油东方物探乌鲁木齐基地水电集中监控改造项目，中国石油东方物探库尔勒基地水电集
9、中监控改造项目等。西安旌旗电子有限公司在系统方案设计，电子计量产品研发生产，能源消耗计量管理系统软件开发等方面具有雄厚的实力。1.2 技术方案总体说明根据平安大厦电能数据采集的相关要求，以及国家对于大型公共建筑能耗监控管理的相关规定，本公司编制了系统的技术方案，技术方案内容包括集中器、载波电表和抄表软件系统的功能、性能指标等内容。电能数据采集系统技术方案西安旌旗电子有限公司 8二、技术方案2.1 总体技术方案2.1.1 系统概述平安大厦电能数据采集系统包括数据采集子系统、营管子系统、每套中压变压器设置 1 台集中器共计 14 台、电表为电子式电力线载波电能表共计 397 台。数据采集子系统和营
10、管子系统之间通过大厦内部以太网实现互联，集中器上行通过大厦以太网连接到数据采集子系统，下行通过电力线载波连接到电能表。2.1.2 技术标准1. DLT 6451997 多功能电能表通信规约2. CJT1882004 户用计量仪表数据传输技术条件3. QGDW_130-2005 电力负荷管理系统数据传输规约4. DL-535-96 电力负荷控制系统数据传输规约5. JG/T 162-2004 住宅远传抄表系统 数据专线传输6. GB/T 17215-2002 1 级和 2 级静止式交流有功电能表7. GB/T 15284-2002 复费率电能表特殊要求8. GB/T 17442-1998 1 级
11、和 2 级直接接入静止式交流有功电度表验收检验9. JJG 596-1999 电子式电能表检定规程10.GB/T 778.1-1996 冷水水表 第一部分：规范11.CJ/T224-2006 电子远传水表电能数据采集系统技术方案西安旌旗电子有限公司 92.1.3 电能数据采集系统建设原则1. 稳定可靠性优先原则2. 先进性和实用性相结合的原则3. 开放性原则4. 可扩展性原则5. 易维护性原则6. 安全性原则2.1.4 系统主要技术指标1. 系统抄读准确率： 100%。2. 系统一次抄读成功率：99%3. 系统抄读总差错率：1%4. 集中器：交流供电，断电 48 小时后系统仍能正常工作。不丢失
12、数据。5. 系统主要设备平均无故障时间 MTBF：20000 小时，辅助设备平均无故障时间 MTBF：10000 小时；6. 集中器时钟走时误差3s/d。电能数据采集系统技术方案西安旌旗电子有限公司 102.2 电能数据采集系统方案设计2.2.1 系统结构采集系统采用“数据采集系统集中器电力线载波电表网络”三级架构。在楼内每台中压变压器配电室内安装 14 台载波抄表集中器，负责管理各中压变压器下的计量电表，在楼内 283 处精装修机电配电箱和 114 处增加的窗幕风机配电箱，共计 397 台配电柜处安装三相四线电子式载波电能表 397 台，组建大厦的电能数据采集系统。各集中器通过大厦的物业管理
13、网络或者大厦内的综合布线系统与数据采集服务器连接，完成抄表工作及数据集中统计存储，营业管理终端可动态查询管理楼内载波电表，数据采集服务器可通过网络接口向大厦物业管理系统上传电能数据采集信息。 数据采集服务器：将来自远端的进行采集服务的集中器采集传输来的电能数据信息或命令进行解释、预处理、处理，负责控制与电能数据采集系统技术方案西安旌旗电子有限公司 11集中器的接口，实现数据采集、联机命令服务、数据交换、数据搜索等功能。2.2.2 系统开发语言及网络环境系统开发语言：Microsoft Visual Studio 2005（C#）中心数据库：SQL。各终端运行环境： Microsoft Wind
14、ows XP服务器运行环境：Microsoft Windows Server 2000软件运行模式：C/S 与 B/S 相结合的混合模式电能数据采集系统技术方案西安旌旗电子有限公司 12数据 采集 系统基本信息管理系 统数据 采集 系统数据 接口 服务网络 服务 系统综合 查询 系统设备 管理 系统备份及权限管理2.3 数据采集系统功能数据采集系统主要功能模块：基本信息管理、数据采集系统、数据接口服务、网络服务系统、统计查询系统、设备管理系统、备份及权限管理等。系统从用户、抄表、能耗统计报表管理入手，兼顾用户、表务管理以及用户分析、用量分析，实现整体管理的全面信息化、自动化、现代化。2.3.1
15、 基本信息管理基本信息管理，通过定义完整的基础信息建立起完善的、规范的、全方位的基础数据，为实现全面信息化构架好基础平台。对系统用到的基本信息进行设置，包括各种表具信息、建筑信息、部门信息、换表员、换表原因、抄表员等基本信息的设置。都具有增加、修改、删除功能。电能数据采集系统技术方案西安旌旗电子有限公司 13区域基础信息管理区域结构信息工况监测集中器远程升级集中器参数批量设置系统远程在线升级2.3.2 数据采集系统数据采集系统数据建模数据服务数据通讯自动数据采集手工数据采集电能数据采集系统技术方案西安旌旗电子有限公司 142.3.3 数据接口服务数据采集系统可以提供多种类型的数据接口。可以为以
16、下内容提供服务：用户服务系统的信息查询，网页上的用户数据和水、电、气数据的浏览。同时系统提办公自动化系统接口等第三方软件接口。数据服务接口平台数据系统接口网上实时查询系统接口多媒体触摸查询系统接口数据中转站数据接口2.3.4 网络服务系统系统借助先进的计算机程序开发和互联网技术，最大限度的利用现有软、硬件资源与环境，为用户提供各种基于互联网的办公服务，方便用户利用网络平台，按分配好的网络权限访问中心服务器，对自己关心的所有信息进行查询，同时系统提供用户在本系统平台上进行各种形式的交流与互动。系统结合最新的 WEB 技术，采用全WEB 结构进行设计。电能数据采集系统技术方案西安旌旗电子有限公司
17、15网络服务系统网络权限管理网络服务设置查询界面维护网络交流服务2.3.5 统计查询系统支持模糊或精确查询：用户表卡信息、用电信息、档案变更情况、拆换表情况，以及相应用量的统计处理。单个用户信息的全方位查询：包括基本信息、档案变更信息、拆换信息等等。自定义查询：可以自由设置过滤条件和显示列，进行查询；可以保存查询模板，可以设置查询时动态参数。支持查询结果输出报表打印。支持用量大户的异常报警和历史查询（上月或历史同期） ，并能够输出报表。支持用户历史数据同比和环比分析，建立考核表与所属分表的对应关系，支持考核表与所属分表的数据分析，并能输出报表。2.3.6 设备管理系统设备管理是系统管理的重要组
18、成部分。系统为用户建立详细的设备档案、制定并执行设备保养计划、把设备的维修保养工作与其相关员工挂钩，撰写安全操作规范、岗位职责，对员工进行考核。同时根据设备保养和检修记录，进行科学分析，有效控制维修费用，电能数据采集系统技术方案西安旌旗电子有限公司 16以最少的维修经费达到最高的设备利用率。设备管理系统包括设备采购计划、设备台帐管理、设备领用管理、设备保养管理、设备维修管理、设备报废管理。设备管理系统设备台帐管理设备领用管理设备保养管理设备维修管理设备报废管理电能数据采集系统技术方案西安旌旗电子有限公司 172.3.7 备份及权限管理1) 数据备份与恢复：数据库的备份则是将数据服务器以及各数据
19、库或事务日志进行复制。如果数据采集数据库因意外而损坏,这些备份文件将在数据库修正或重建时，被用来恢复数据库。旌旗系统提供了手动、自动、定期等方式对数据库进行备份。2) 安全信息管理：为了保证系统及数据的安全与保密，系统提供操作员设置功能。电能数据采集系统技术方案西安旌旗电子有限公司 182.4 集中器、电表等技术性能及技术指标2.4.1 集中器载波抄表集中器（以下简称集中器）应用最新通讯技术与电子技术研制的自动抄表产品。该产品与单、三相电子式载波电能表、载波采集模块+光电直读网络水表、载波采集模块+光电直读网络气表及数据采集站一同组成电力线载波自动抄表系统，完成计量数据远距离传输和控制功能。电
20、力线载波智能集中器2.4.1.1 规格及主要技术参数1、 额定工作电压：220VAC20%电能数据采集系统技术方案西安旌旗电子有限公司 192、 额定频率：50Hz3、 抄表功耗：15VA4、 时钟精度：0.5s/d。5、 接口： 三相五线供电线路接口：A、B、C、N、PE 现场 RS232 维护口:1 路 以太网接口:1 路6、 终端数量：10007、 通讯距离：整个配变台区8、 最多中继级数：3 级10、环境条件：正常工作温度：-1050极限工作温度：-2560相对湿度： 5%100%13、EMC 性能：防静电、瞬变脉冲群耦合；防磁干扰功能；具有防雷击、防浪涌电压措施等。 14、结构防护等
21、级：GB/T 42081993 规定的 IP51 级要求。15、集中器具有丰富的规约库，可同时支持多种表计规约。2.4.1.2 工作原理原理框图如下所示：电能数据采集系统技术方案西安旌旗电子有限公司 20接口保护ABCNPE 核 心 管 理 器抄 读 控 制 器存 储 器 上 行 信 道电 源 管 理显 示 单 元调试串口RXDTGNPLC23集 中 器 结 构 图 电源管理：负责整个系统的供电 抄读控制器：负责通过电力线载波(PLC)与电能表或其它数据设备进行通讯 上行信道：负责集中器和主站计算机之间的数据交换 存储器：负责存储用户电量、集中器工作参数以及集中器工作记录 显示单元：负责显示集
22、中器工作状态 调试串口：负责调试设备和集中器之间的串口连接 核心管理器：负责系统各部分协调工作、数据管理、抄表管理等2.4.1.3 主要功能1.参数设置功能：可设置、修改初始参数、抄表时间、冻结时间和下级设备配置。电能数据采集系统技术方案西安旌旗电子有限公司 212.集中器 flash 存储器。支持日（60 天）冻结数据、月（6 个月）冻结数据及重点监控计量表小时（30 天）冻结数据采集。3.自动和手动补抄：根据设定的抄表时刻自动运行抄表任务，并将数据保存在集中器中以备上位机查询或主动上报，数据中转站(数据采集站)跟踪抄表进度，若数据不能抄收成功时，进度不更新，数据中转站(数据采集站)系统将自
23、动予以补抄，若出现漏点的数据，还可以通过数据中转站(数据采集站)系统分析处理漏掉的数据点，人工可通过手持抄表仪进行补抄。4.具有实时监测网络工况、设备工况、通断电记录功能。5.集中器的上行通信可配置多种通信模块，具备 RJ45 接口和无线通信接口。集中器采用模块化设计，支持热插拔，方便维护更换。6.能够进行 3 级级联组网，便于今后集中器级联系统扩容。7.自诊断和异常信息记录功能：可自动进行自检，发现设备（包括通信）异常有记录和报警功能。8.集中器内置计时单元，可被系统校时，计时单元的日计时误差：0.5s/d。支持对下级设备进行广播校时。9.具备程序升级功能，可远程或本地升级集中器嵌入式程序，
24、支持单独对某个功能模块进行升级。远程升级需验证文件完整性、准确性，支持断点续传。10.每台集中器有唯一的地址编码。11.集中器可同时响应几个应用工作站的数据请求、操作等功能。电能数据采集系统技术方案西安旌旗电子有限公司 2212.集中器的处理芯片 CPU 选用 32 位的 ARM 芯片，预留功能扩展和系统升级空间。13.安全性：集中器设计有可靠的安全措施，防止非授权人员设置参数。集中器的设计充分考虑了电磁兼容、数据安全、抗干扰等方面的要求。14.面板上设备工作状态、信息报警等显示直观。并具有故障信息，通讯故障信息，系统报警信息，停电及状态信息等。15.集中器内具备防雷击等安全措施，以保障产品自
25、身的安全。16.外壳采用阻燃 ABS 材料，耐腐蚀，抗老化，有足够的硬度。17.集中器各种输入、输出接线端均有标记说明。18.LCD 显示器和 LED 指示灯指示集中器的运行状态并给出故障指示。19.产品采用 EMI 过滤器、压敏电阻，具有专门的抗雷击浪涌、抗静电、抗快速脉冲群的功能，每台产品都使用专用测试台对上述功能进行全部测试。 20.软件方面：使用看门狗定时器，设置软件陷阱，防止程序跑飞；设备故障自检，实时监控上层输出接口的工作状态，使集中器与上位机联机更可靠；防止非授权人员设置参数。该产品采用了先进的微电子技术及 SMT 制造工艺，工作更可靠。21.数据传输可靠性：集中器的设计充分考虑
26、了电磁兼容、数据安全、抗干扰等方面的要求。具有通讯适应能力强、性能稳定、功电能数据采集系统技术方案西安旌旗电子有限公司 23能全面、维护方便等优点。2.4.1.4 安装与使用1、集中器在出厂前检验合格，即可安装使用。 2、一般将集中器安装在室内或室外的表箱中，安装集中器的底板应放置在坚固耐火、不易振动的墙上，建议安装高度为 1.8 米左右。3、参考端子盖内侧的接线图将集中器正确接入配电网。4、记录每一只集中器的表号、对应的安装位置，为管理站的数据库录入做好准备，集中器的安装即告完成。5、本项目集中器需安装于中压变压配电室内，尽量接近配电柜以便于接线抄表。2.4.2 电子式三相电表DTSI121
27、 型三相四线电子式载波电能表是应用最新电力线载波通讯技术与电子电能计量技术研制的低压电力线载波自动抄表电能表。 该产品与电力线载波抄表集中器和中继器及管理站一同组成低压电力线载波自动抄表系统，完成计量数据的远距离传输和通断电控制功能。该产品符合 GB/T17215 -2002级和级静止式交 流有功电能表和 DL/T698-1999低压电力用户集中抄表系统技术条件的全部技术要求。电能数据采集系统技术方案西安旌旗电子有限公司 24三相电能表2.4.2.1 规格及主要技术参数1、额定电压：3220/380V2、额定频率：50Hz3、标称电流：1.5(6)A 10(50)A 20(100)A 4、载波
28、信号频率范围：3KHz95KHz 5、准确度等级：1.0 级6、环境条件：正常工作温度：-1045极限工作温度：-3055相对湿度：85%电能数据采集系统技术方案西安旌旗电子有限公司 252.4.2.2 主要结构及工作原理数 字 信 号处 理 器显 示 器计 量 芯 片脉 冲 输 出耦 合 回 路断 电 控 制图1 图图图图图图图电能表的主要工作原理：电能计量采用大规模专用 IC 将电流量转换成与有功功率成正比例的脉冲，实现电能计量；数字信号处理器完成电能数据的存储、载波信号的产生、检测、解调和收发控制；显示器供用户读取相关数据；耦合回路提供载波信号的出入口；脉冲输出端子供校验电能表使用；1.
29、5(6)A 表有拉闸指示灯，用来指示电能表有断电信号，由断电控制端子控制外部继电器完成断电功能；其它表均内置断电器。2.4.2.3 主要功能1、计量功能实现电量数据的采集、计量、存储；产生并显示上上月用电量、上月用电量、本月用电量、累计用电量；完成指定日期的累计用电量冻结。2、功率测量实时测量用户当前的用电功率，并记录最大功率和最大功率发生时间。电能数据采集系统技术方案西安旌旗电子有限公司 263、抄表功能与集中器和管理主站一起构成电力线载波抄表系统，实现电力线载波抄表功能。通过电力线传送计量数据和控制信息，实现远程抄表，远程控制。4、工作于定期付费模式或预付费模式、定期付费模式：可通过载波抄
30、表系统，设定断电日期。当距离断电日期小于天时，预警功能启动，提示用户及时缴费； 如果到达断电日期，用户仍然没有付费，则电表会自动切断输出继电器，停止向用户供电。、预付费模式：可通过载波抄表系统，将用户购买的电量存入载波电能表。当剩余电量小于预定的报警电量时，断电预警功能启动，提示用户及时购电；如果剩余电量为零，则电表会自动切断输出继电器，停止向用户供电。5、显示功能显示区域如图所示：断电代码的含义：E000 电表工作于定期付费模式时，表示到达断电日期，电表输出被切断；工作于预付费模式时，表示已购电量用完，电表输出被切断。E001 表示系统命令断电。电能数据采集系统技术方案西安旌旗电子有限公司
31、27E002 表示瞬时电流超过电表最大额定电流的 200%，导致断电保护。E003 表示短时电流超过电表最大额定电流的 150%，导致断电保护。E004 表示实际用电功率大于电表允许功率，导致断电保护。未涉及到的显示内容是系统运行状态指示，供系统查询使用。6、保护功能 、过电流保护：当用户端的负载电流超出电表规定质时，电表的输出继电器被切断， 延时分钟后自动接通。如果仍然过流则再次切断输出，直到用户端负载减小，电流小于规定值后，继电器自动吸合，恢复供电输出。 、功率保护：当用户端的负荷超出预先设定的最大允许功率时，产生功率断电保护动作。最大允许功率值可以通过管理主站设定。7、监控功能通过管理主站实时监控电表的运行状态、及时发现电表异常状态。2.4.2.4 安装与使用1、电能表在出厂前检验合格，即可安装使用。 2、一般将电能表安装在室内或室外的电表箱中，安装电能表的底板应放置在坚固耐火、不易振动的墙上，建议安装高度为 1.8 米左右。
