远传控制（精选7篇）
远传控制 篇1
摘要：针对水表自转这一突出问题,提出了水表的自转控制措施,详细地介绍了水表远传系统的计量误差消除方法,指出远传表具的过关为抄表系统的准确计量走出了最关键的一步,脉冲式抄表系统的计量误差是可以消除的。
关键词：水表自转,止回阀,计量误差,消除方法
0 引言
随着国家建设部要求供水企业要抄表到户,一户一表工作在全国城市供水企业中开展得如火如荼,这样减少了很多用户和供水企业以前老的矛盾,如总分表不符产生的漏水水费纠纷和管网上水压充裕而用户家中水压低等一系列问题。但随着一户一表工作的不断深入,又产生了很多新的问题,诸如户表安装位置的确定、冬季保暖、抄表收费和水表自转等,而这其中尤以水表自转问题为重。随着人民生活水平的不断提高,家中洁具较多,管道布置相对较复杂,用水量增大,加之一户一表的开展,用户与供水企业之间直接进行水费的结算,而且水价也在不断上涨。因此,用户也开始关注起自己水表的运行情况,水表自转这一问题就突显了出来。
近几年,自保持开关远传技术得到了广泛的应用。从实际应用的情况看,无论温暖干净的室内,还是环境恶劣的野外,无论工业用还是住宅用,远传表均能可靠运行、准确计量。在住宅抄表系统中,人们过去最为烦恼和担心的远传表具的性能质量问题终于顺利解决。但是,远传表具仅是解决了一次传感的问题,在实际抄表的应用现场,仍然还有很多不尽人意的方面,其中,最为普遍的就是运行过程中的计量误差。
1 水表自转控制
1)在表前装止回阀,水表自转是因为压力波动,水被压缩造成的,可以考虑安装止回阀,止回阀可以起到阻止水倒流的作用这样,在压力升高时,水被压缩,水表产生正转动;当压力降低时,止回阀自动关闭,水表不会产生转动。当压力再次升高时,只要压力不高过止回阀内压力,水表就不会再转;水表自转主要是水表往复多次计量才累计出很大的水量,安装止回阀可以降低水表自转的频率,也就能够很好地解决压力波动造成的水表自转问题。但是由于居民生活用水频率较高,且管道压力波动较小,所以要求止回阀灵敏度较高,质量要求较高。
2)从现场调查统计分析及处理结果看,造成水表自转现象的主要原因除户内管道及用水器具漏水外,主要是户内管道安装不合理导致户内管道产生气囊造成的,因此在以后的工作中应做到:在设计时根据管道特点合理布置排气阀,及时排除管道内析出的气体;新装管道或新安装的户表首次通水时,应缓慢开启阀门,尽量排空管道内的空气,减少水中的含气量。对新装户表,在安装居民家中的管道时,应使管道沿一定的角度向上铺设,减少管道弯点、折点,并把管道的最高点设计在经常用的一只水龙头上,降低管网中产生气囊的机会。对户表改造工程,在水表出户时,可能会导致用户家中进水方向的改变造成户内出现部分死水管段,这部分计费水表后的“死水管段”或是位置较高、或是位于管道凸出管段,易产生气囊,在施工时应将这些管段拆除或进行改造。水表出户后无人居住,管道内有大量的气体。建议在水表出户时,对用户情况进行调查,当水表安装验收合格后,关闭没有住人的用户水表的表后阀,并在水表出户时与用户签订合同,说明原因。如以后需要用水时可以自行开启表后阀即可,如还有其他用水问题可拨打供水服务热线。
3)从统计分析中看到,水表自转的主要原因还是由气体造成的,因此可以考虑安装排气阀。但是由于排气阀价格较高,且对安装位置、管道布置和止回阀灵敏度等要求较高,也会给管网维护管理增加一定的工作量,因此除非必要,尽可能少安装排气阀。
2 水表远传系统的计量误差消除方法
2.1 应加强采集器的滤波功能
系统计量误差中多计数的情况较为常见,原因主要来自于触点抖动、电磁干扰、雷击等一些较为复杂的因素,要确切的弄清这些原因十分困难,也没有必要。在此,软件设计人员可以利用三表(特别是水表、气表)运行较慢的特点,拿出足够的时间进行滤波处理,最短周期应大于2 s,即小于2 s宽度的波动则被认为是假信号。在一定时间(例如1 s)内连续采集10次,如果10次都是高电平也不能认为这是真信号,还应继续采集。等连续采集10次都是低电平时,可确认这是一次真信号。可做一试验,拿两根已接入采集器的信号端子线,用线头相互碰触,采集器应该不计数。只有当这两个线头的接触时间大于1 s,之后分开的时间也大于1 s的情况下,采集器才计上一个数。当然,根据现场的实际情况,这个滤波周期选得再长一些更好(例如6 s),这种行之有效的方法与自保持开关型远传水表配合使用,可彻底清除因现场干扰造成的误差。
2.2 应对采集器进行微功耗设计
因为采集器对水表传感器进行实时采集,因此,如果采集器的后备电池不可靠,就会导致停电情况下的采集器断电,停止采集,丢失数据,造成计量误差。这一情况在几乎每一个较大的抄表现场都有发生,一度使人怀疑脉冲式抄表系统能否可靠记录数据。其实,在微电子技术高度发达的今天,这早已不成问题,只是人们从来没有足够重视。
解决问题的关键是从最大限度地降低采集器的耗电量入手,对采集器进行微功耗设计,使每一只采集器的耗电量在十几毫安,甚至几毫安之内。这样,只要选择一般可充锂电池即可使采集器后备工作达48 h以上,电池寿命也在8年以上,完全可以确保采集器稳定、可靠地持续工作。
2.3 增强现场安装维护的意识
在现场的实际考查中我们发现,许多抄表系统的应用现场缺少统一规划,线路布局不合理,安装方式低劣,不具备精密仪器的使用条件。现场的断线、短线、错连的情况经常发生,导致系统计量不准。许多抄表系统的应用单位缺少售后管理和维护意识,造成设备运行大事不出小事不断虽没有影响设备的正常运转却造成了系统的计量不准。
值得特别注意的是不要忽视了系统各部分连接的可靠性,因连接不良造成计量不准的情况经常发生。因为每套系统的连接点都在成千上万个,要保证每个节点都长时期的可靠连接绝不容易,相关部门应对此高度重视。对线与线之间的连接要进行焊接和密封包扎,要做到在潮湿或水浸的环境下十年不腐蚀、不短路。这里,向大家推荐一种进口接线子,它分单刀、双刀两种,本身带有密封胶,即使在水中使用也可保证20年。本产品价格低廉(0.1元/只),使用方便,建议采用。
2.4 现场其他因素
除以上产品因素外,还有两点可能也是造成计量不准的原因:第一点是人为强磁干扰,将磁块放置在远传表上,导致传感器失灵,不发信号。这一点采用带屏蔽罩的自保持开关型传感装置即可解决。造成误差的第二点就是水表的倒转,这种情况虽然很少,不影响大局,但确有发生。停水或水压不足时,由于水的倒流造成水表倒转,因而产生多余信号。这种情况多发生在上下楼层之间,地势高低的楼座之间。尽管此类情况偶然发生,但每次都是来去两个信号。因此,在对系统误差分析时应给予考虑。
其实,有许多方法可以解决水表倒转的问题:1)可采用带止回阀的水表。2)采用防盗水水表。3)采用“潍微牌”自保持开关型可测倒流传感器。
以上三种产品都已有现场普及应用,成本很低、方法简单、产品成熟、行之有效。
3 结语
造成水表自转的原因很多,但总体上可以归纳为以下两个:
1)主观因素,即人为主观上造成的,如施工验收中,人为责任心造成的漏水、原始集气等,这可以通过加强施工管理,提高工作人员的工作水平和责任心来完善。
2)客观因素,这主要是由水本身的特性、管道特点以及技术水平的发展等外在客观因素造成的,这一方面要在以后的工作中不断摸索改进才能有所改善。远传表具的过关为抄表系统的准确计量走出了最关键的一步。无论理论分析还是现场实际,脉冲式抄表系统的计量误差都是可以消除的。
参考文献
[1]邵裕森.过程控制及仪表[M].第2版.上海:上海交通大学出版社,1990.
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[4]刘耀浩.建筑环境设备测试技术[J].天津大学,2005(2):65-66.
远传控制 篇2
1 方案概述
直流输电工程换流站中,直流控制保护系统具有完善的内部故障录波功能。当直流系统发生故障时,换流站、远方调度中心需要通过这些内部故障录波信息分析直流故障。
早期直流工程中的直流控制保护系统为国外公司产品,不具有内部故障录波远传功能。近期投运的直流工程中,直流控制保护系统由国内企业供货,其内部故障录波一般通过保信子站上传至远方调度中心,但其上传的可靠性和速度较差。远方调度中心往往收不到直流控制保护系统的内部故障录波信息,如需查看常常要靠换流站运维人员手动传输,既不方便也影响远方调度中心分析直流故障的时效性。
直流换流站中也配置独立的故障录波器,不通过保信子站,而是通过调度数据网直接上传至远方调度中心的故障录波主站。独立的故障录波器尽管也采集直流系统的故障录波信息,但其信息没有直流控制保护系统内部故障录波全面和完整,有时故障录波器的信息不足以分析直流故障。
因此,在直流控制保护系统中配置一套直流故障录波前置管理机是较好的方案,该前置管理机专门负责直流控制保护系统内部故障录波信息的采集和远传。同时,这种增加专用前置管理机的方式,也可以使得在对已投运系统进行改造时,对系统的影响最小。直流故障录波前置管理机在控制保护系统中的接入方式如图1所示。
故障录波前置管理机一方面通过换流站现有局域网与控制保护系统和存放故障录波文件的系统服务器相连,实现对控制保护内部故障录波的采集;另一方面通过远动LAN2,经过纵向加密装置、路由器、调度数据网与远方调度中心相连,实现直流控制保护系统内部故障录波的上送。上述接入方式由于不经过规约转换器、保信子站等中间环节,可以大大提高故障录波信息传送的快速性。同时,保存故障录波文件的系统服务器不直接接入调度数据网,保证了换流站局域网的网络安全性。
为实现对直流控制保护内部故障录波的采集和快速、稳定地向远方调度中心传送,需要进行如下几个方面的考虑:(1)直流故障录波前置管理机方案;(2)录波文件采集方案;(3)与远方调度中心故障录波主站的通信方案;(4)向远方调度中心故障录波主站及时推送故障录波信息的方法。
2 故障录波前置管理机
换流站现有的通过保信子站向远方调度中心传送直流故障录波时出现如波形上送失败、通信中断、传送不稳定等问题,归纳其原因有如下几点:(1)直流控制保护的内部录波文件在20~40 MB之间,远远大于交流保护产生的录波文件(一般小于100 KB),保信子站采用IEC103通讯规约传输和处理波形文件时,经常会出现超时。(2)IEC 103规约并不适合传输较大的波形文件,速度相对比较慢(需要等待主站的确认)。(3)直流控制保护会因为扰动频繁启动,在短时间内产生大量波形文件,有可能超出保信子站有限的处理能力。(4)目前保信子站大多数为嵌入式装置,其本地存储容量相对较小,无法满足长时间的历史录波存储需求。
因此,直流故障录波前置管理机不宜采用常规的嵌入式装置,而采用无风扇工控机是比较好的方案,可以配置高性能的处理器、大容量的内存和硬盘。考虑到网络安全性,直流故障录波前置管理机不能采用Windows操作系统,而应该安装安全的Linux操作系统。并采用IEC 61850规约或FTP方式向远方调度中心传送故障录波信息。根据实际工程的需要来确定直流故障录波前置管理机的硬件配置,并对其功能、性能进行测试,以满足工程应用的要求。
3 录波文件快速采集
换流站直流控制报保护系统产生的内部故障录波文件都存放在系统服务器上,系统服务器一般为Windows操作系统。直流故障录波前置管理机可以通过局域网与系统服务器通信,从系统服务器获取故障录波文件。
直流故障录波前置管理机与系统服务器都接入换流站局域网,可以通过TCP/IP相互通信。虽然从理论上说,直流故障录波前置管理机可以通过多种标准的规约(如:IEC 103、IEC 61850,等)与系统服务器进行通信,但系统服务器是换流站监视和控制系统的核心,服务器上安装和运行有许多重要的软件,在服务器上增加规约通信软件,可能会对服务器的运行产生较大的影响。而对于已经投运的直流工程而言,尽量避免对已有系统造成影响是必须考虑的首要因素。
为此,直流故障录波前置管理机可以考虑以下2种采集直流故障录波信息的方案。
(1)FTP方式。系统服务器与直流故障录波前置管理机都开放FTP服务,直流故障录波前置管理机采用FTP方式读取文件服务器上的直流控制保护系统内部故障录波文件。
(2)跨平台的磁盘映射方式。采用跨平台的磁盘映射软件(如Samba,等),将文件服务器上直流控制保护内部故障录波文件存放目录映射到直流故障录波前置管理机,由其直接进行文件检索和读取。
部分已投运的直流工程中,考虑到开放FTP服务可能会对系统服务器上运行的其他进程产生影响,不能开放FTP服务,无法采用FTP方式读取系统服务器上的直流控制保护内部故障录波文件。
磁盘映射方式已经非常成熟,已在其他领域得到广泛应用,而且磁盘映射方式对原有系统基本没有影响[3]。可以选择跨平台的磁盘映射技术,作为直流故障录波前置管理机采集控制保护内部故障录波文件的通用方案,应用于已投运和待建直流工程。
同时,为了提高录波信息传送的效率与可靠性,在正常情况下,不需将服务器上保存的控制保护系统内部故障录波文件全部上传到远方调度中心,而是只上传故障录波文件列表信息。在发生直流系统故障或有其他需要时,调度中心如需要查看某次故障录波文件,故障录波主站从列表中选择需要上传的故障录波文件,故障录波管理前置机再上传相应的录波文件。为此需要开发用于生成并更新故障录波文件列表的软件。
生成故障录波文件列表的软件周期性扫描系统服务器上相应目录下的故障录波文件,检查是否有新文件产生,若有则更新相应的故障录波文件列表信息。
文件服务器上保存有各个控制保护主机生成的故障录波文件,它们是按子目录分别存放的,生成故障录波文件列表的软件需能够对每个控制保护主机生成相应的故障录波文件列表。
生成故障录波文件列表的软件可以运行在故障录波管理前置机上,也可以运行在系统服务器上。若该软件运行在故障录波管理前置机上,它要扫描的是网络上的系统服务器共享文件目录,效率比较低,而且有可能对服务器的运行产生较大影响。若该程序运行在系统服务器上,它要扫描的是本地的文件目录,效率比较高,而且只是扫描是否有新文件产生,对服务器的运行基本没有影响。因此,生成故障录波文件列表的软件运行在系统服务器上是较好的方案。
4 与调度端故障录波主站的互联
直流故障录波前置管理机要上传的故障录波信息属于非实时数据,通过非实时数据网与远方调度中心故障录波主站通信。直流工程换流站都配置非实时调度数据网接口设备(如远动LAN2、路由器)和相关安全防护设备(如防火墙、纵向加密装置等),直流故障录波前置管理机只要接入远动LAN2,即可通过非实时调度数据网与远方调度中心故障录波主站进行通信。
直流故障录波前置管理机与调度端故障录波主站通信的方式主要有以下3种方案:(1)采用IEC 103规约;(2)采用IEC 61850规约;(3)采用FTP方式。
由于直流控制保护系统内部故障录波文件数量多且单个文件较大,采用IEC 103通信规约会出现上送慢且易失败、通信易中断和通信不稳定等问题,IEC103规约对传输直流故障录波文件不是很适用[4]。
FTP方式传输文件快速且可靠,但需要换流站端的直流故障录波前置管理机和调度端的故障录波主站都要开放FTP服务,容易造成网络安全问题。
IEC 61850标准支持传输大容量的文件,其传输方式类似于FTP,从而能够保证文件传输的快速性和可靠性。由于是调度端和换流站端2个应用软件之间的规约通信,不存在网络安全问题。因此,换流站端直流故障录波前置管理机和调度端故障录波主站的通信选用IEC 61850规约是较好的方案。
5 故障录波信息向主站端的及时推送
每当直流控制保护系统产生新的内部故障录波时,系统服务器上都会相应增加新的录波文件。不仅是交直流系统发生故障时直流控制保护系统会产生故障录波,在交直流系统受到扰动时直流控制保护系统也会产生故障录波。远方调度中心一般不需要获取这些因扰动产生的大量故障录波信息。若将这些故障录波文件也上传,将极大降低录波信息传送的效率与可靠性。因此,为了提高录波信息传送的效率与可靠性,没有必要将服务器上保存的控制保护系统产生的所有内部故障录波文件都上传远方调度中心,而是采用平时上传故障录波文件列表,需要时才上传选择的故障录波文件的方案。正常情况下,故障录波前置管理机从系统服务器只读取故障录波文件列表信息并将之上传。在发生直流系统故障或有其他需要时,远方调度中心需要查看某次故障录波文件,故障录波主站从文件列表中选择需要上传的故障录波文件,故障录波管理前置机再从文件服务器获取相应的录波文件并上传到远方调度中心。
6 工程应用
采用上述方案,在锦屏至苏南±800 k V特高压直流输电工程(简称锦苏工程)锦屏换流站直流控制保护系统中,实现了直流控制保护内部故障录波信息向国调中心的快速、可靠传送。
锦苏工程中,直流控制保护系统配置了1台安装Linux操作系统的无风扇工控机作为直流故障录波管理前置机。该前置机配置3块网卡,通过双网卡与换流站局域网相连,并采集内部故障录波信息;通过单网卡与远动LAN2相连,经调度数据网向国调上送直流控制保护内部故障录波信息。锦苏工程直流故障录波上送国调方案如图2所示。
直流控制保护系统内部故障录波文件保存在文件服务器中。采用跨平台的磁盘映射方式,将文件服务器上存放内部故障录波文件的目录映射到直流故障录波前置管理机,由前置管理机直接进行文件检索和读取。在文件服务器上安装和运行生成故障录波文件列表的软件,进行录波文件列表更新。
7 结束语
对直流输电控制保护系统内部故障录波采集和远传现状及存在的问题进行了分析,并提出了完善的解决方案,最终在实际工程中验证了方案的有效性和可靠性。
参考文献
[1]胡铭,田杰,李海英,等.高压直流输电控制保护系统国产化研究及其应用[C].中国科协2004年学术年会电力分会场暨中国电机工程学会2004年学术年会,2004.
[2]金淳.电力故障信息管理系统的设计与实现[J].电脑知识与技术,2009,5(6):1387-1389.
[3]胡振.基于Samba文件共享技术的研究与实践[D].武汉:华中科技大学,2009.
燃气远传抄表系统分析 篇3
1 脉冲计数法
该方法实质上是和燃气表上码轮计数并行和同步的, 或者说是一种重复。为什么要重复呢, 不是很浪费吗?其主要原因是直接把码轮显示的字符转为数字的方法成本太高或者还没找到合适的方法, 不便推广应用。脉冲计数法相对廉价, 实现简单。脉冲计数法主要分为两种。
1.1 磁电法
磁电法工作原理为:在膜式煤气表计数轮的0.01、0.1或1方位字轮或主动轮安装一只小磁铁, 该轮附近合适位置安装一只干簧管继电器。当用户用气时, 字轮上方小磁铁转到干簧管附近, 干簧管的常开触点闭合产生一个脉冲, 单片机对该脉冲进行处理并转换为对应气量数据存入存储器, 并经液晶显示器显示。此方法实质是在传感器监测到信号时便输出常开触点的闭合信号, 经电子电路转换为脉冲信号, 由单片机转换为数字量进行存储, 故称为磁电法。此种方法的特点是传感器价格低, 功耗小。
1.2 直射式光电耦合器法
在码轮主动轮盘上钻出一个小孔, 小孔一边安装一只发光管, 另一边对应安装一只光电管。当轮盘上小孔转动到发光管与光电管之间时, 发光管发出的光通过小孔被光电管采集到, 光电管导通产生一个计数脉冲计数, 这种方法在电表上应用最广。
2 直读法
顾名思义, “直读法”即直接读取码轮显示的数据。
2.1 机械开关触点编码法
此法类似于传统的机械拨 (编) 码开关。其输出可以是BCD码中的8421码, 可直接用于处理传输。一般用四个触点开关固定到码轮中轴上, 编码的金属码条固定在码轮侧面圆周上 (为多个同心圆码条) , 称之为码盘。
2.2 光电编码法
即在码轮的圆周上制作或贴上按照某种规则编码的黑白码条, 而在靠圆周长的按编码规则要求的固定位置安装五只反射式光耦, 将其排列在半径比码轮大1mm左右的半圆周上。平常不加电, 读数时才上电。该装置实质上是通过判断码轮位置换算出该位置码轮所代表的十进制数, 是一个用于测位的传感器。
2.3 摄像法
此法实际上是真正模拟人眼读取数据图形再经大脑分析判断读取和存储记忆数据的方法, 是一种比较复杂的多项技术的综合应用。
具体方法为:把微型摄像头装在码轮附近合适位置利用电视行帧扫描成像的方法把码轮数字的字符图形摄下来, 并经过专用的图像处理软件将图像信息处理成像素点阵。再按一定的规则编码, 予以合理压缩, 减少必传信息的比特数, 以方便存储和减少传递时间。
3 数据传输媒介
对于传输网络, 即所谓远程抄表问题, 就是数字信号的传输和处理问题。现代电子技术和通信技术的日新月异, 给数字信号的传输和处理提供了多种传输模式, 有线的、无线的、光的、电的或者是这些方式的综合运用。
3.1 无线方式
每个用户表都装一个半双工的微型无线收发信机发出某表地址的指令信号, 用户表收信机收到指令信号后启动发信机把本表数据 (当然不仅是气量数据) 发出。集中器收到信号数据后进行校验, 若无误则存储, 若有误则再次发出指令重发一次直至数据正确。之所以用半双工的收发信机, 是因为全双工的收发器的价格太高且无必要。
3.2 有线方式
3.2.1 电力线载波作为传输信道。
众所周知, 电的应用是每家每户必不可少的, 故220V的交流供电线深入到住户的每个地方, 利用此线可谓之方便、廉价。现已有较成熟的电力载波芯片可用, 但真正大面积推广应用的并不很多。实质原因主要是因为我国220V的交流供电负载复杂, 行业管理标准没跟上去, 造成信道质量差, 传输成功率低而不能大面积推广应用。
3.2.2 RS-485总线。
RS-485总线适合几十米到上千米短中程距离的通信, 一对双绞线就能实现多站联网构成分布式网络。它具有硬件简单、控制方便、成本低廉、接收灵敏度高、抗共模抗干扰能力强、总线负载能力强 (128-400个设备) 的优点, 已广泛应用于工业控制、小区监控、水利水文等自动监测领域。
3.2.3 M-BUS总线。
M-BUS总线是主要用于消耗测量仪器和计数器传送信息的欧洲标准的二线总线, 它的优点为:价格低廉。传输距离长。工作可靠, 对电压的不稳定性适应性较强。总线拓扑结构灵活多样, 可以是直线形、环形、星形或这几种的混合形。各设备与总线连接无极性, 具有防接错功能, 连接方式简单, 监控中心可判断出各设备的工作状态。中心为总线上各设备提供电源, 适合“无源”表的工作。速率为300-9600Band。
4 小结
总之, 远传抄表方案各有利弊, 应用灵活。设计出一个系统稳定、功能强大的抄表系统, 是我们不懈追求的目标。
摘要：本文在介绍人工抄表流程基础上, 总结了已用气量计量显示在表内码轮方法的优缺点, 然后详细分析了远传抄表系统中的数据传输媒介, 以及远传抄表方案侧重点和利弊。
关键词：远传抄表,网络终端,传输网络,数据服务中心
参考文献
浅析热量表远传抄表系统 篇4
关键词：热量表,远传抄表,采集器,集中器
1 供热行业背景
随着热量表安装数量越来越多, 早期采用的人工抄表方式工作量大、误抄漏抄等问题日益暴露。在这种情况下, 很多公司开发了一种快速便捷、准确稳定的抄表方式, 满足了广大热力公司的迫切需求。这种抄表方式不仅能够做到热表数据的实时读取, 还能够对整个供热系统实现远程监测的功能, 大大节省了热力公司抄表员的开支以及解决了相应的数据滞后问题, 并且有效提高供热单位的自动化程度和管理水平。
2 人工抄表的弊端
实现计量供热, 以户内系统热计量方式, 用户独立安装热计量表, 由供热单位派员入户查表、抄表, 与用户核准表数, 与用户结算热费, 在这个看似简单﹑但操作复杂的过程中存在诸多弊病。
2.1 人工抄表受人的行为因素、影响查抄数据准确性
人是人工抄表的实施主体, 但人的行为容易受到个人感情、甚至情绪等因素的影响, 还容易受到天气等环境因素的影响。人的行为不确定性直接影响到抄表数据的准确性。
2.2 楼宇表井安装情况复杂影响抄读表数
目前住宅楼宇建设, 基本都是各种计量器具与入户管道都集中在同一表井中, 热计量表安装在表井之内, 由于楼宇房型不同, 热表安装位置不同, 表井大小不同, 在无照明的情况下, 抄表人员读取表数非常困难, 影响了查抄数据的准确性。
2.3 人工抄表表增加后续人工成本
现代居民小区以高层建筑居多, 要雇用大量的人力进行抄表工作, 据测算每人平均最快3分钟才能完成一户的抄表。每天8小时不停的工作可完成160块热表的抄表工作, 以10万户的中小城市为例, 要雇用700人才能完成一次抄表工作。但在实际操作中, 抄表数量远远达不到这个数据, 而是每人平均每天抄表100台左右。所以对于这种临时性较强, 但又必须要求查抄数据准确的工作, 供热管理单位在人力组织、培训上是非常困难的。
2.4 人工抄表很难做到统一时点抄表
热量的数据是从供热开始的统一时间开始, 对于初装热计量表用户, 初次确定表数应从热计量表计数开始, 人工抄表从第一户开始到最后一户, 热计量表数已经产生了差异, 所以人工抄表很难统一时点查抄数据, 容易造成纠纷。
2.5 人工抄表不利于对热表的监控
用户的热表通常是在供热前统计, 供热结束统计, 以表数为准, 结算用热费, 在整个供热期间若发生热表故障, 用热户用热发生变化, 供热单位根本无法掌握。
综上所述, 实施计量供热如何准确、准时对热用户用热统计, 是推进供热改革, 实行计量供热的一大屏障。国家在制定热量表生产标准时也考虑到了这一点, 要求热量表必须具有在供热计量系统中综合M-BUS总线技术、GPRS无线远传技术、红外直读等技术相结合, 实现户用热计量表数据远传抄表, 从根本上解决了这一难题。
3 系统组成
抄表系统分为三部分:户用表及其传输部分, 采集器、集中器及其传输部分, 热力管理中心系统。小区各楼中的热量表通过有线或无线方式连接到楼内的采集器, 各楼中的采集器间也通过有线或无线方式与集中器连接在一起, 再由通讯网络 (如:GPRS无线网络等) 将各个热量表数据发送到管理中心计算机, 从而实现网络化集群自动抄表, 如图1所示。
系统硬件构成的核心设备包括热量表、集中器、采集器和计算机, 这些设备连同附加的通信设备构成一个网络。
3.1 热量表及其通讯
热量表以单片机和高精度传感器为基础, 通过温度和流量两种传感器, 分别测得热载体在进水口和出水口的温度和流量, 再经过密度和热焓值的补偿及积分计算而得到热量值。用户通过按键可以显示热量表数据, 包括供、回水温度;瞬时流量;总流量;剩余热量值等。带有数据通讯接口的热量表再将这些数据通过总线上传至集中器, 再由集中器经通讯网络发送至管理中心的电脑。热量表与集中器可通过无线网络 (如微功率短距离射频网络等) 或有线网络 (RS-485总线、M-BUS总线等) 进行信号传输。热量表须有相应的数据接口。
3.2 采集器、集中器及其通讯
采集器为单片机系统, 用于采集多个热量表的信号, 进行数据处理, 把数据通过有线或无线网络传输集中器。
集中器为单片机系统, 定期读取采集器数据, 包括工作状态和采集器数据, 并把数据通过有线或无线网络传输给热力管理中心。
手持抄表器作为可选设备, 在需要时可以在手动方式下工作:即直接用手持抄表器从集中器读取数据, 把手持抄表器携带回物业管理公司, 再在计算机中运行通信程序读取手持抄表器中的数据。
4 热力管理中心
热力管理中心用于实现数据通信和数据处理。集中器上传的数据储存在上位机的数据库中, 通过管理中心的软件可实现系统数据信息的录入、查询、报表生成、打印、故障报警以及系统综合维护等功能。集中器的数据通过GPRS无线传输网络进行传输, 管理中心具有固定IP地址的远程服务器内安装有数据采集软件, 系统按照设定的时间间隔自动采集各从站的数据。数据保存至上位机的数据库中, 管理中心软件接收各热量表通讯终端发来的数据, 并对数据进行分析处理;保存各终端的动态IP地址, 监视各终端的状态;维护热网数据库, 提供用户数据查询打印报表等服务
参考文献
做好远传抄表系统发展低碳经济 篇5
水表、电能表、燃气表、热能表的计量抄收从整个住宅建设来讲只是其中很小的一项应用技术, 但却不是一件小事情。我首先讲一讲厨房卫生间的问题, 我们在10多年前就提倡厨房、卫生间革命, 因为厨房、卫生间问题关系到民生, 住宅建设好不好, 首先看厨房卫生间功能怎么样。关于住宅表具的计量抄收问题, 我们要把它当成很重要的事情来做, 要把厨房卫生间建设的又好又方便。
国家经济发展, 甚至世界经济的发展方向就是要发展低碳经济, 建设低碳社会。远传抄表技术和我们今后国家经济发展, 甚至世界经济发展方向是有紧密联系的。低碳经济跟我们有什么关系呢?发展低碳经济跟过去政府提出的经济发展、社会发展的目标是不一样的, 现在提出发展低碳经济是人类生存发展到今天非常重要的一个认识上的进步, 因为环境问题已经影响到人类的生存了。现在大气的温度不断的在变化, 目前已达到安全的极限, 如果再升高两度, 有的说一半, 有的说1/3地球上的陆地就要被淹没, 这将危及到方方面面。低碳运动已经在全世界推广开了, 这关系到地球上每一个人。我们要把发展低碳经济在历史经验的基础上进一步做好。低碳经济和以前提出的经济发展的要求是不一样的, 它有一个硬指标的要求。比如:以大家都在提倡的绿色环保来说, 什么才是绿色环保, 这没有硬指标的要求, 而低碳经济有一个非常明显的硬指标的要求, 用硬指标来控制实现低碳的最终目是要控制温度, 解决全球变暖问题, 因为地球温度变化主要原因是排放二氧化碳造成的, 所以通过二氧化碳的排放量能够知道能源的消耗量。我国很多技术指标国外不一定能够非常了解, 但是, 假如碳排放计算的清清楚楚, 我们国家不用公布任何数字, 我们只要公布碳的排放量, 就可以知道我们国家的能源消耗情况。低碳经济对碳排放量的要求是个硬指标, 这个硬指标涉及到工业生产、交通运输等方方面面, 要达到低碳的硬指标要求, 就要有具体的技术手段作为支撑。
生活的低碳化也将是今后的发展趋势, 这件事情跟人们的生活息息相关。绿色、环保是政府的事, 但是低碳经济、低碳社会既是政府的事, 也是每个百姓自己的事。一些发达国家, 目前已经开始了一个社会性的低碳运动, 首先国家从能源消耗, 能源结构上要求减少碳排放, 同时还发起了一项个人运动, 就是“低碳生活”运动, 这项运动在欧洲已经推行开了, 国外搞低碳运动, 即便是坐什么交通工具等细节都考虑到了, 而且现在已经发生了一些变化, 每个家庭, 每个人的生活都和低碳联系起来了。
在这种大环境下, 我们做远传抄表就有了新的意义, 怎么能够实时地掌握水、电、燃气、热能的消耗情况?只有应用信息化的高科技技术。远传抄表技术能够掌握到每家每户每一个时段的能源消耗情况, 如果应用传统的抄表方式是很难实现的。做好远传抄表系统, 有利于住宅能源的管理和节约, 提高节能减排的成效, 所以标准的发布对于推动今后住宅的智能化会起到重要作用。
现在住建部大院还没有应用远传抄表技术, 但是供热计量改造已经完成。过去认为应用远传抄表就是不再入户查表了, 现在来看还有利于节能。比如, 供热应用智能控制技术之后, 在一户住宅里面, 无人的房间可以随时关闭, 如果嫌热或者出差还可以关上, 这个节能的效果就很明显了。今后我们更加科学地应用远传抄表技术对节约能源和节能减排具有很重要的意义。
远传控制 篇6
1. 从用户需求方面来说, 确实需要一种新的抄表付费方式
首先对水、电、气、热公用事业运营公司来说, 传统的抄表方式不能适应新的住宅建设发展, 随着城市高层住宅的增加, 使得人工抄表的抄到率越来越低。而且随着城市公共事业的发展以及住宅小区服务的智能化, 水、电、气、热管理及抄表收费的矛盾日益突出, 传统的抄表收费模式的弊端已明显显现, 已成为公共事业改善效益、提高管理水平的障碍。
其次对最终用户来说, 人工抄表也给处于现代快捷奏的城市生活方式、讲究生活私密性和安全感的居民造成了许多不便。供需双方都呼吁一种新的抄表收费方式, 能同时兼顾用户与管理部门利益, 做到既能简化操作程序, 方便用户, 提高人民群众的生活质量, 也减轻企业负担, 降低企业的经济成本, 并能够提高用户的安全性, 就需要一种更完善的自动抄表系统以解决上述问题。
2. 从技术方面来说, 行业技术进步已具备解决上述问题可行性
首先, 从技术上看集中抄表是可以实现的。公用事业单位安装集中抄表系统后, 可以相对实时汇总用户实用信息, 统计累计购销差, 以便于分析决策。近几年来, 集中抄表实现方式多种多样, 如专线 (R S 4 8 5、M B U S、CANBUS) 传输、电力载波传输等方式, 但仍然有诸多因素有不尽人意之处, 如专线方式在旧表改造中不便应用。随着短距离微功率无线通信技术的发展, 使得无线集中抄表成为一种比较好的选择, 尤其是短距离微功率的无线网络通信技术日新月异, 网络通信中的路由算法不断优化且各具特色, 结合无线抄表应用的具体要求可以选择不同的路由算法并进行改进, 满足无线集中抄表的需求。
无线集中抄表以其安装维护方便 (相对于有线方式, 不需要穿墙打洞, 安装方式与原来普通表完全相同, 更换方便) , 通信终端节点相对独立 (单个节点故障不会影响系统性能) , 安装维护成本低廉等优势 (不需要专门的安装施工人员) , 及性能价格比较高的优点, 成为住宅抄表的优选方案。
3. 郑州安然测控设备有限公司无线集中抄表系统简介
郑州安然测控设备有限公司的前身是原电子工业部从事军、民用通讯设备研制的军工企业, 公司自一九九六年成立以来专注于IC卡智能燃气表及管理系统的研发和推广, 近年来, 公司注重跟踪抄表行业新技术的应用和发展, 为了使智能抄表系统更完善成功研发出无线集中抄表系统。
安然无线集中抄表系统就是通过I S M频段的无线信道 (4 3 3 M H z) , 采用改进型环形网络, 使所有表具具有自动中继路由功能, 最终将燃气表读数汇总在某一特定表具内, 通过手持机 (或公网系统) 将用户使用信息上传至收费系统, 收费系统处理数据后向用户收费。该系统具有较强的实时性, 抄表准确、迅速, 便于燃气公司进行数据分析处理, 还可以依据用户缴费情况对表具进行控制, 特别适用于高层居民用, 数据汇总到集中器后还可以通过公网传递到帐务中心 (如下图) 。
郑州安然测控设备有限公司应用最新的科技手段与成果, 结合燃气运行企业管理的需求, 用户用气安全的需求, 所推出的安然集中抄表解决方案, 是在国内抄表行业具备领先地位、实现了抄表实时检测、实时传输、安全预警功能的智能预付费抄表系统。这项技术是现有预付费表和远传表两项技术的结合和创新, 更是应用了最新的移动通讯技术中的GPRS、CDMA平台, 现已经在全国多个城市安装运行, 深得业界的欢迎。
4. 无线集中抄表的实际应用
安然开发的所有无线集中抄表功能的表具均具有独立的计数、中继、路由、集中等功能, 通过手持机的简单配置可以使表具充当集中器功能, 负责所管辖表具的数据汇总, 其他表具则默认为没有集中器功能。手持机通过从账务中心下载表具抄表配置数据, 然后对表具进行配置, 最后将配置结果上传到账务中心;或者从账务中心下载抄表任务, 完成抄表后并将抄表结果上传到账务中心;或者通过G P R S等公网从账务中心下载抄表任务, 完成抄表后在通过G P R S等公网将抄表结果上传到账务中心。账务中心帐务中心是集抄系统的中央控制和管理中心, 负责控制和管理整个抄表区域的数据的管理、维护等职能。
下面仅就无限集中抄表系统实际应用中的某个办事处某批机器 (5254部) 安装使用、抄表的情况介绍如下:
备注:应抄指账本中的用户;已抄指账本中已经抄表的用户;安然表指账务平台中识别为安然表的符号;抄到率为 (已抄/安然表) *100%;未入数据库指数据转换过程中, 未能转换成无线表具。我们可以看出如果排除未设置及需换表等原因集中抄表抄到率超过99.5%, 符合我们设计方案的预期。
从2005年开始, 某燃气公司分别在天然气置换区域和新用户区域安装了无线远传表, 应用数据如下:
低电流消耗:最大发射电流30mA, 平均等待接收小于40uA, 静态电流6-8uA;
单抄时间:小于3秒 (含手抄器的延时) ;
集抄时间:小于8秒 (集中器抄收, 与包含的表具数无关, 最长时间小于8秒) ;
单抄成功率:一次成功率高层为99.1% (多层住宅99.5%) ;
一次集抄成功率:>9 9%;
数据准确率:1 0 0%;
集中抄表速度:800户大致需要2小时/每人次, 不含小区之间的长距离走动时间 (如果安装小区集中器, 可以通过公网实现数据自动汇总到账务中心) 。
综上所述, 无线集中抄表系统是比较完善的、适合目前用户需要的一种集中抄表系统, 从无线集中抄表的实际应用来看, 无线集中抄表系统具有很高的可行性。因其安装维护方便、低廉, 通信表具节点相对独立, 且表具全部具有自动中继、集中等特性, 我们认为无线集中抄表代表着住宅远传抄表的一种发展方向。
摘要：目前随着我国智能化住宅的日益普及与快速发展, 对可以实现住宅能源消耗远距离控制的住宅远传抄表系统的市场需求越来越大, 这就为自动集中抄表系统的市场发展提供了良好的发展前景。郑州安然测控测控设备有限公司从2004年就瞄准这个市场需求, 集中精力开始无线集中抄表技术研发并取得了成功, 我们结合本单位近年来在住宅远传抄表系统积累的经验与教训, 谈谈我们对住宅 (无线) 远传抄表系统的认识。
参考文献
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[2].WhatisHappeningintheGlobalMe-teringIndustry·HowardA.Scott, Ph.D.No-vember2007AMRChina2007首届中国水、电、气·超越AMR国际研讨会.
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[4].《无线传感器网络协议与体系结构》 (ProtocolsandArchitecturesforWirelessSensorNetworksHolgerKarl, AndreasWillig) 邱天爽, 唐洪, 李婷, 杨华, 蒋一译2007年1月.
远传控制 篇7
当前的综合自动化变电站以及正在陆续建设的数字化变电站, 要求站内各种信息及时、准确地上传至调度端, 保护故障信息必然位列其中。保护故障信息对于提高电力系统调度和运行的水平, 提高处理电力系统事故的快速反应能力。下面就近几年几种故障信息远传模式在地区电网的应用做一下介绍并给出一些建议。
1 故障信息远传的几种模式及应用情况
1.1 早期故障录波器拨号上传的方式
随着微机化故障录波器变电站内的广泛应用。由故障录波器采集重要的电流、电压信号和继电保护、安全自动装置的动作触点、断路器辅助触点以及通信通道信号等的波形等, 然后进行故障判断以及简单的故障分析, 并将故障记录数据和初步分析结果送到远方录波主站进行进一步的处理。由于当时受限于当时的终端设备的网络化程度不高和通信通道的制约, 只能通过电话拨号的形式上传至远程终端。
1.2 保护管理及故障信息子站的广泛应用
保护故障管理及故障信息子站是一个分布式系统, 主要设备位于地区电网内的各个变电站或电厂内。每个子站采集所属站内保护装置运行状态、动作信息、故障录波器故障波形及自动装置的定值参数等信息, 并充分利用这些信息为继电保护运行和管理服务, 为事故的判别和继电保护装置的检修提供前提条件, 为分析处理电网故障提供支持。
子站系统由间隔层设备 (各变电站的重要微机保护装置、故障录波器等) 、服务器及软件系统、通信设备 (交换机、路由器、光通信设备) 3个层次组成。该系统数据传输基本原理为:子站系统完成对各个保护装置和录波器的数据采集、规约解释、数据处理等工作, 各种微机保护、故障录波器所产生的大量信息通过子站转发至后台服务器及上级主站, 其间由通信设备贯通, 主要应用的通信规约有国网103和61850规约等。
保护信息管理及故障分析系统的主站设在各级调度中心。主站通过通信网络与所管辖的各变电站层子站系统相连, 收集各个子站的运行和故障信息, 利用主站系统的高级分析功能, 对保护装置的动作行为是否正确进行判别、快速定位故障点。特别是保护及故障录波器的波形文件可以按照统一的文件格式 (电力系统暂态数据交换的COMTRADE格式) 调取, 方便运行管理人员分析故障, 有利于调度人员快速处理设备问题, 恢复供电。
由于电网系统保护及自动化设备的微机化最近几年才完成, 保护装置和录波器可提供的通信方式、通信规约多种多样, 中间环节多, 可靠性较低。因此, 常常出现间隔层保护与子站服务器通信中断的问题。
子站与保护装置及录波器通信异常的处理方法总结如下:1) 检查保护装置到子站之间的通信线是否有虚接、断线, 如有则紧固通信线;2) 检查保护装置上通信设置与子站上对应保护通信设置是否一致, 如不一致则按子站上通信参数更改保护装置上通信设置;3) 保护装置通信通过保护通信管理机的, 重启或检查管理机。
此外, 主站对变电站内保护设备的信息调取也往往出现问题:主要有通信通道问题, 对此我们最好配置主备2个通道;规约不一致的问题, 保护装置与管理机、管理机与子站服务器、子站与主站可能存在3中不同的电力通信规约, 这会造成通信效率低或通信中断, 对此我们需要优化配置尽量减少规约转换。近几年, 按照数字化变电站配置的61850规约进行全部环节通信可以很好地解决这个问题。
1.3 地区电网的故障录波器联网系统
鉴于保护管理及故障信息子站在现阶段设备状态下的不稳定性, 各地市、网省调纷纷建立了故障录波器组网系统。该系统在各调度端设置组网服务器安装统一的通信接入程序, 以巡检方式召唤录波器中录波数据。调度端主机通过以太网读取服务器中录波数据, 可以按照网页的形式进行故障信息的查询分析。
各站录波器通过调度数据网与组网服务器相连, 在调度数据网接入的交换机, 可将不同的业务划分到不同的VLAN内, 实现局域网范围内不同业务主机的安全隔离。通过网段划分和网关隔离, 地调和总调都只能和服务器通信, 读取服务器中的录波文件, 不是直接和各站录波器联系, 从而保障了数据的安全性。此外, 故障信息从间隔层直采直送, 消除了通信瓶颈, 保证了故障信息的可靠传输。
该系统对于调度运行人员快速地分析处理电网故障, 保障电网的安全稳定运行能够发挥很大的作用。作为分析事故、研究电网的关键数据, 故障录波数据的共享显得尤为重要。如果各级调度充分利用了广域网的开放性, 开放访问权限实现了故障录波数据资源在系统内共享利用, 可以大大方便电力一线生产管理人员。
2 结语
电网事故和继电保护动作行为分析离不开高性能的故障录波器和方便快捷的故障信息远传系统。随着变电设备的智能化进程, 数字化故障录波器及新一代故障信息远传系统必将取代现有设备, 成为市场的主流。
参考文献
[1]高翔, 张沛超, 章坚民.电网故障信息系统应用技术[M].北京:中国电力出版社, 2006.
[2]梁合庆.变电站综合自动化中的故障录波装置[A].变电站综合自动化研讨会论文集[C].南京, 1995.
[3]张延冬, 焦彦军, 张举.基于嵌入式系统的故障录波器设计.继电器, 2005.