挑战杯远程智能电表抄表系统

第一篇：挑战杯远程智能电表抄表系统

项目名称：

远程智能电表抄表系统

来源：

第十一届“挑战杯”国赛作品

小类：

信息技术

大类：

科技发明制作B类

简介：

本系统基于ADE7755高准确度电能计量芯片、电力载波模块KQ-100F、实时时钟（RTC）芯片ISL1208、非易失性存储（EEPROM）芯片AT24C256以及AT89S52微处理等芯片综合应用技术，实现远程（距离大于1400米）电力通信（Power Line Communication）。本系统能实现各电力用户的用电自动计量、存储，并把用电量自动传送到管理中心。同时管理中心能方便、快速查询各用户的用电情况，并实现自动接收个用户的用电量、根据其交费情况实现是否继续给其供电。本系统共分二个模块：用户终端和管理中心，他们之间通过电力通信。用户终端上能实时显示时间及总电量等信息，而管理中心能实时显示时间及接收到的用户终端的用电总量。(收起)

详细介绍：

随着城乡电网建设的深入，供电部门所辖电表数量的急剧上升，表计的抄收率低，人工干扰的环节多，不便于进行线损分析、用电稽查等工作的开展。加之国电公司提出了“要大力推行„一户一表‟，集中抄表，服务到户，收费与银行联网”的要求，使电力管理部门一线抄表人员的工作强度极大，抄表难、收费难的问题日趋明显。为了改善电力管理部门面临的难题，同时提高电力管理部门的用电管理水平，我们设计出了一种能够在恶劣环境下也能正常抄表的智能抄表系统，要求自动完成抄表工作。本系统的功能有：对各电力用户的用电自动计量、存储、传输，供电局控制中心自动接收各个用户的用电量、根据其交费情况决定是否继续给其供电。本系统分为发送模块和接收模块，它们通过现有的电力线进行通信。发送模块上能实时显示时间及用电总量等信息，而接收模块除了能实时显示时间外，还能接收发送模块的用电总量信息。利用电力线作为通信介质的电力载波通信，避免了新的通信网络的建设和投资。采用低压电力线通信方案有着线路改造较小，成本较低等显著的优越性，还具有极大的方便性、免维护性、即插即用等优点。因而广泛的市场应用前景和推广价值。

设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标

设计发明目的 随着城乡电网建设的深入进行，供电部门所辖电表数量的急剧上升，电表的抄收率较低，人工干扰的环节多，不便于进行线损分析、用电稽查等工作的开展。同时随着电力线通信技术的发展，远程智能电表自动抄表已成为发展的必然趋势。因而电力部门迫切需要远程数字电表自动抄表系统。基本思路 本系统采用电能计量技术、单片机应用技术和电力线载波技术，自动采集各个用户的用电信息并实时显示，然后...(查看更多)

科学性、先进性

科学性先进性 利用现有的低压配电线路作为数据通信的介质，进行数据传输，无需重新铺设管线，避免了新的通信网络的建设和投资，成本低。①与传统的电子式电表相比，采用先进的、专业的电能计量芯片，对电压、电流实时采样，具有功耗低、精度高、功能多等特点；②与传统的人工抄表相比，完全实现了自动实时采集用户的用电信息，并通过LED在线显示，具有实时性强、准确性高等特点，并为电力部门节约大量的人力、物力、财力；

获奖情况及鉴定结果

2008年6月，在某校，参加了由四川省计算机学会主办的2008年四川省大学生计算机作品赛，获一等奖。

作品所处阶段

实验室阶段

技术转让方式

无

作品可展示的形式

实物与论文

使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测

由于本系统采用了电能计量技术、单片机应用技术和电力载波通信技术，利用现有的低压配电线路作为数据传输介质，无需铺设管线或建发射塔，因而具有如下优点： ①投资少、成本低；②系统具有很强的稳定性、可靠性、实时性；③节约大量的人力、物力、财力；④提高电力管理部门的用电管理水平。因此，本系统具有良好的应用推广价值和广阔的市场前景。

同类课题研究水平概述

目前，我国大部分地区仍采用老式的带有码盘的机械式电表。工作时间稍长后，由于机械磨损、器件老化，极易出现偏差。而工作人员抄写电表数字不仅极易出错，而且浪费人力、物力和财力。此条件下，远程智能抄表系统就应运而生。不仅克服了以上的难题，而且节约大量的人力、物力、财力，为社会创造财富。而今，国内有一些公司和科研单位也在着手研制智能电表抄表系统。主要有2个方向：[1]输出脉冲式电表,[2]内嵌CPU的智能式电表。而远程电表抄表系统的数据传输方面所大多数采用的传输方式为无线传输，对于现在中国存在的无线网络可靠性还不是很强，并且还要向每个用户指定一个特有的地址，故存在很多缺点。基于电力载波的远程抄表系统在国内也已有多年的尝试，但仍未取得可喜的成果，而智能远程电表抄表系统也只有是在近两年才开始研究，技术仍不成熟。

第二篇：小区电表集中远程自动抄表系统方案

概述

随着高科技术与无线信息化的迅猛发展，人们生活水平也得到了不断的提升。小区电网自动抄表为小区居民提供了方便、快捷的生活质量。

方案设计

小区集中抄表系统总体设计采用树型拓扑网络结构，以24号楼为中心，通过以太网总线分别向各个楼群延伸，沿小区内预留的管道（埋地管道、架空桥架），直达在每栋楼宇的地下室（电表房）中的数据集中器，集中器连接每层楼的采集器。通过采集器把所有居民家的电表、水表、燃气表连接起来。通信主干网可采用以太网线连接，也可以使用光纤传输。所有总线都汇聚到24号楼。主干通信线缆采用主备方式，预留一路备用通信线路。在24号楼汇聚处需预留8根网线的管道接入室内。

系统功能

1、抄读功能：按设定抄收间隔以及抄表周期自动抄收集中器的各用户电能表的累计电能量及其他信息，并具有实时随机召读及按地址选抄功能。

2、设置功能：可设置设备初始参数，即可对集中器设置自动抄表周期、抄收间隔等，也可对电能表的各种参数进行设置。

3、校时功能：可实现系统校时和系统对集中器的校时。

4、自诊断、分析功能：可提示可能有故障或有窃电嫌疑的用户；以及负荷越限报警和用电量异常报警。

5、数据安全保障功能：通过口令或密码实现用户管理、系统管理，并进行权限设置，防止非授权人员操作。采集终端和载波电能表设有铅封。

6、扩展功能：可发布冻结命令，实现指定时间电能表累计电能量的冻结。

7、数据处理功能：包括电表数据的统计，如计算线损、报表生成等。

8、可提供公共数据库接口：供电费核算，用电管理等信息系统访问。数据存储功能 拓扑图如下：

系统特点

1、设置集中器运行参数：系统实现了对集中器参数管理的可配置化，操作更加灵活方便。

2、远程集中抄读用户电能表用电量：集中器在工作时段内自动抄读电能表数据，并保存和处理抄读数据，当集中器抄表完成后，主站与集中建立通讯，直接读取集中器内的电能表数据。

3、存储、统计用户电量数据可生成报表并进行打印：系统保存各种抄表数据，并提供了相应的报表。

4、分析配变台（小）区用户电表数据：通过各种方式对用户电表数据进行分析，以便全面掌握台区电表的运行状况，发现异常问题及时处理。

5、分析台（小）区线损：系统提供了多种线损报表，其中包括台区日、月、季、年线损，日、月、季、年相线损，以不同台区的区段线损。

6、统计台（小区）区用电量和用户用电量：按台（小）区、用户统计相应的日、月、年用电量。

7、安全性管理：采用Oracle或Microsoft SQL Server数据库保证数据的安全稳定运行，对系统操作员口令加密存储。数据备份：定期对数据库进行备份，保证数据的安全性。对系统基本档案信息提供了导入、导出功能，实现了数据的便携式处理。管理权限设定：系统提供了完善的权限管理，实现了功能模块级权限分配；对不同的操作员分配相应的管理权限，实现了数据层权限控制。系统日志：系统记录了每个操作员的操作日志，为故障排查提供了依据。

8、防窃电功能： 通过表记监控功能直接读取前用户表的读数变化情况，从而达到打击窃电的效果。

9、自动抄表：抄表人员首先设定抄表任务，系统检测到满足任务启动条件后，自动进行抄表，并保存相应数据。

10、与电力营销系统无缝连接：用户资料可直接从电力营销系统（MIS）中获取，并保持于电力营销系统（MIS）数据同步。抄表结果可手动或自动导入电力营销系统（MIS），供营销收费统计使用。

11、系统灵活性：本系统将无线通信、低压载波通信、有线网数据通信等多种通信手段综合地运用于整个管理系统。结束语

电能计量是现代电力营销系统中的一个重要环节，而传统的电量结算是依靠人工定期到现场抄取数据，在实时性、准确性和应用性等方面都存在诸多不足之处。利用现代通信技术和计算机技术以及电能量测量技术结合在一起，便能够及时、准确、全面地反映电量使用。

第三篇：远程抄表系统介绍

远程抄表系统

远程抄表：是指利用微电子和计算机网络、传感等技术自动读取和处理表计数据，将城市居民的用水、电、气信息加以综合处理的系统。自动抄表技术使各水、电、气公司及物业管理部门从根本上解决了入户抄表收费给用户和抄表人员带来的麻烦，避免了许多不必要的纠纷。准确而便捷的收费系统，不但能提高管理部门的工作效率，也适应现代用户对用水、用电、用气缴费的需求。一.远程自动抄表系统概述

现在最常见的远程自动抄表系统是采用分线制集中抄表方式，即由采集器定时顺序采集来自多路分线连接的水、电、气表信号并进行数据处理、存储，各采集器之间采用总线制连接，最后连接至计算机。其典型特点是各户表通过分户线连接至采集器位置。系统一般分为四层次结构；现场采集器、服务器（区域管理器）、通信控制器、管理器中心，部分产品还会附带一个掌抄器。系统结构如下图所示：

1．现场采集仪器：完成对现场表具输出数据的采集，一般一个采集器可以对多个基表进行采集。但是目前支持一个采集器对几种不同种类的基表同时进行采集的产品不是很多。2．服务器（区域管理器）：以多机通信方式采集数据采集器中的表数据，然后进行处理、存储，并通过通信总线与总控制室的系统管理中心的计算机相连。一个服务器可以连接几十个数据采集器（视系统通信方式定）。

3．通信控制器：连接服务器与管理中心的计算机对信号进行协议转换。

4．管理中心：管理中心由多媒体计算机和系统管理软件组成。安装在物业管理中心处。可以通过借口连接至营销系统。可以借助internet技术，将管理中心的计算机与电力、水、煤气或其他代收费部门的网络相连接实现网上抄收，上网用户可以在线查询自己的费用情况，方便实用，并可扩展到电子商务，实现网上付费。二．电力远程抄表

1、当前表端获取数据方式

人们知道，要将机械表转换为数字表，都必需将机械转动的角度（角位移）转换为可计 数的信号。最原始的转换是利用机械触点开关以形成脉冲。在上世纪八十年代，光电技术逐步普及，得到了广泛应用。在抄表系统初级阶段，用得较多的是光电二极管和光敏三极管，包括可见光和红外光，其应用方式有穿透式和反射式。光电直读是近几年出现的读取表端数据的模式之一。其基本原理是将字轮按角度编码，通过光电读出该字轮所处位置的数字。光电直读最大的优点是不必长期供电，只在读取数据供电即可。但是，其结构复杂，易受水、油、气等污染，从而造成读表数据不准确。表端最重要的问题是解决信号增量必须和机械转动保持一一对应关系，非常可靠。正由于各个自动抄表系统生产商各自解决表端方案不完全相同，在市场上反应的效果也自然相异。

2、信号传输产生的问题

信号传输的方式很多，有线、无线。在每种方式中，它的拓扑构架，它的通信协议等都 直接影响到它的通信质量。

就当前技术发展水平，绝大多数远程抄表系统采用了有线方式，或部分有线方式。有线方式初期建设投资大，工程难度大，但是通信质量较好。但是由于近年高层建筑增多，高级住宅增多，布线工作面临新的问题，除了工程难度以外，用户满意度就很难解决，特别是已住用户，要在室内打墙凿孔，很难做到户户满意。在住宅小区内布线，也会影响小区的人文景观，在一般情况下，小区物业管理和业主是不允许破土或空中架线的。

无线传输通信近几年发展较快，特别是 433MHZ 频段开放以后，很多制造商都把这一技术优势引入自动抄表系统中，有的企业甚至直接引进西方发达国家已作成数据采集传输一体化的成品模块，但涉及到信号链接、组网等很多问题，使用起来并不理想，推广很难进行下去。

GPRS技术是当前自动抄表系统中的热点，它的优势是借用了中国移动通信现成的通信平台，不需要用户自己维护和管理。但是，GPRS 通信设备生产商很多，有的系统虽然选择了GPRS，却没有选择到一个性能优良的 GPRS，或对 GPRS 参数设置没有达到最佳状态，使数据传输质量不高，效率不高，直接影响到自动抄表系统的工作效率。

3、系统平台进一步优化

中心控制软件和工作平台是自动抄表系统的核心部分，它决定了系统的平台是否高效、可靠和应用自如。

十多年来，自动抄表系统经过科研机构和企业推动，工程技术人员的努力奋斗，取得了 长足的进步，全新的自动抄表系统方案已经成熟，并逐步在市场上得到推广和应用。

三、GPRS电力远程自动抄表

1、系统概述

GPRS电表远程抄表系统由电度表、带GPRS通讯模块的采集器和服务器组成。采集器实时采集用户的用电数据，通过GPRS把数据汇集到服务器。具有采集数据快速准确，能快速生成用电统计分析,交费单据等特点，与传统的人工抄表、电话线抄表相比，极大地提高了效率。系统除了准确、实时抄表外，还提供了设备管理功能，如告警：开箱告警、停电告警、逆相告警、超温告警、过载告警等；控制：对欠费用户进行拉闸等。并提供停电数据保护功能，在停电48—72小时内仍可抄表和监控。系统可以结合移动公司的短信平台，在告警时，可根据具体内容发短信给相关的管理人员。

2、系统组成

系统可以由带系统软件的主站、带GPRS模块的采集器、电度表组成。手持终端是本系统的补充，在系统出现意外时进行人工抄表。

主站：运行集中抄表系统的计算机（服务器或PC机）称为主站，主站通过GPRS网络与采集器相连。主站要配置一个固定的IP地址和互联网出口。

带GPRS模块的采集器：收集电表数据传送到数据中心，它连接主站和电度表。电度表：计量并显示用户的用电情况，将用电信息传输到GPRS采集器。这三个主要的组成部份是相互关联的主从关系。

3、抄表模式

3.1居民用户抄表系统

1、电表：级单相静止式（电子式）电度表，具有光耦脉冲输出功能。

2、带GPRS功能的采集器（内置Saro-3130P的GPRS-DTU）：（1）24个I/O口，可带24户电度表（2）停电数据保护

（3）带后备电源，停电后仍可抄表

3、抄表内容：电量、其它

4、抄表形式：（1）自动抄表（2）定时上报（3）实时查询

5、告警内容：（1）开箱告警（2）停电告警

可增加远程控制拉闸功能，电能表要增加内置继电器。3.2大集团用户抄表系统

1、电表：A）三相有功无功多功能表，有功0.5级、无功2级，具有RS-485通讯接口，电力部DL/T645通讯规约。或者使用：B）三相有功复费率表，有功1级，具有RS-485通讯接口，电力部DL/T645通讯规约。实现电能量（有功、无功）的计量和功率因数、电压、电流、频率等参数的测量。

2、带GPRS功能的采集器：

（1）带一个与电能表通讯的RS-485接口，一个与主站系统通信的GPRS接口，三个用于报警监测的开关量输入口和三个用于远程控制的模拟量输出口。

（2）支持部标通信规约（3）停电数据保护

（4）控制输出（用于远程控制拉闸或其他功能）（5）带后备电源，停电后仍可抄表

3、系统功能

（1）设置电能表的参数，读取各种计量和管理数据；（2）抄表数据的统计、查询、备份、报表、图表生成；（3）厂站管理；

（4）自动抄表、定时上报、实时查询等；（5）掉电数据保存；（6）瞬时量数据的综合处理；

（7）系统数据备份、存档和向外输出数据；（8）历史数据事件记录功能；（9）实时报警；

（10）根据线路上的表计关系计算线路损耗；

（11）可提供多路模拟量、开关量输入，实现开箱告警、停电告警、逆相告警、超温告警、过压告警、过流告警、过载告警、倾斜或移动报警等其他功能；

（12）远程控制断电功能；（13）采集的参数，如：

◆当前、上月、正向有功、反向有功、无功四象限的总及尖、峰、平、谷四费率电量； ◆正向、反向、有功、无功的最大需量及最大需量发生时间； ◆有功功率、无功功率、三相电压、三相电流、功率因数； ◆感想失压累计次数、失压累计时间、集抄器停电起止时间等；

◆单位时间负荷曲线、三相电流曲线、三相电压曲线、有功功率曲线、无功功率曲线、功率因数曲线。

3.3变电站抄表系统

1、电表：三相有功无功多功能表。

2、带GPRS功能的采集器：

（1）带一个485口，三个开关量和三个模拟量；（2）支持部标通信规约；（3）停电数据保护；（4）控制输出；

（5）带后备电源，停电后仍可抄表。

3、抄表内容：（1）电压、电流；

（2）有功正、反向分时电量；无功四象限分时电量；（3）有功正、反向分时最大需量及发生时间；（4）无功正、反向分时最大需量及发生时间；（5）断相时间、次数及断相期间用电量；（6）负荷曲线。

4、抄表形式：（1）自动抄表；（2）定时上报；（3）实时查询。

5、告警内容：（1）开箱告警；（2）停电告警；（3）逆相告警；（4）超温告警；（5）过压告警；（6）过流告警；（7）过载告警；

（8）倾斜或移动报警等其他功能。

4、系统的功能与特点

（一）安全可靠：安全性由三方面构成：第一，ORACLE数据库是大型的、多用户的数据库，它的安全性高，允许多用户同时使用同一数据库而不会破坏完整性，用它来做抄表系统的数据引擎可以保证数据的安全；第二，系统对用户实现分级授权管理功能，通过检查使用者的名字和授权密码，赋予使用者相应的操作权，借鉴银行系统的密码管理模式限制无关人员改变数据库和硬件设置。第三，防火墙功能及完善的数据备份功能，防备系统受到人为的恶意攻击，数据备份功能确保在硬件系统故障时，也能随时在新的硬件设备上数据无丢失地启动抄表系统。

（二）完善的系统日志：系统日志记录了进入系统，离开系统，收费，设置硬件，改变运行参数操作等及操作者，操作时间，凡是改变数据库的操作都被记录下来。

（三）抄表速度快：抄表快、数据准确，抄表时PC机只读采集器的数据，数据传输采用1200波特率，传输速度快，并对每个数据块都有效验码，保证了传输的准确性。

（四）广播对时功能：该功能使得系统中的所有电能表的时间基准与PC机保持一致，对时成功后，由电池供电的电能表内部时钟，不再需要PC机的干预。因此，只要保证在对时时刻，PC机的时间是正确的，以后在运行的过程中，改变PC机的时钟并不会影响电能表的时间。

（五）自动抄表功能：按照设置的抄表开始时间和抄表间隔，到预定的抄表时刻，系统便会依次拨号去抄采集器或电表内的数据。对于抄不上数据，系统会自动补抄或人工发命令补抄。

（六）电量冻结功能：可以方便地定义总表，安装和删除总表，给总表分配分表。通过安装适当的总表，结合抄冻结数据功能，就可得某一特定的时刻的总表读数，各分表的读数（由此得到读数和），就可以计算出某部分电路的电能损耗，为确定电费提供依据。

（七）电费管理功能：收电费前，统一抄录一次电费数据。当确保数据库内的数据反映最近的电表读数后，利用程序中的功能自动计算出当月用电量和电费。交纳电费时，只需输入用户号，当月用电量和电费由程序填写。每笔电费都有详细记录，便于对帐。

（八）设备管理功能，如告警：开箱告警、停电告警、逆相告警、超温告警、过载告警、倾斜或移动报警等；控制：对欠费用户进行拉闸等。并提供停电数据保护功能，在停电48——72小时内仍可抄表和监控。本系统结合移动公司的短信平台，在告警时，可根据具体内容发短信给相关的管理人员。

5、总结

对于电力部门来说，远程抄表一直是一件非常头疼的事情，需要投入大量的人力、物力和财力。因为数量众多，地理位置分散，给工作人员带来极大的不便。如今电力公司可利用GPRS移动数据网络对各重要电力节点、大用户电表进行监控,自动读取相关数据并加以分析，还可进一步进行远程控制或设备维护，可减少人力资源、缩短修护时间并节省专线建设成本。

第四篇：智能电能表电力抄表远程抄表集中抄表电量管理系统

【前言】：

为满足居民对生活用电的需求，不断提高供电服务质量，电力企业正在对城镇居民住宅实施一户一表工程，以提高用户用电收费的准确、合理性。一户一表的实施给电力企业增加了大量的工作量，一个中等城市户表数可达数十万台之多，除配电线路改造外，更有大量的抄表收费工作。如靠抄表员登门抄表和收费既要化费大量的人力和时间，给用户带来诸多不便；而且抄录的数据在时间上离散性大、准确度低，给用电管理带来很大困难。

为此，电量计量与远程集中抄表是现代电力营销系统的一个重要环节。采用远方集中抄表技术、银行划拨收费的方式完成抄表、收费工作，给供电企业和广大用户提供了简捷、准确的收缴电费手段。抄录数据的准确性和同时性，又给用电管理、分析、监察、线损计算提供了有效依据，提高了用电管理水平。随着技术的进步和经济的发展，远方集中抄表系统将进一步为需求侧管理提供良好的技术手段。【系统介绍】：

厦门建纬信息科技有限公司用电信息远程集中抄表管理系统，是针对智能化住宅小区集中抄表应用而推出的解决方案，本系统由主站、远程数据采集终端、计量仪表组成，实现数据采集、存储和传输，并对计量仪表和远程数据采集终端运行工况准确实时监控、用量统计和分析，结算收费、催费。具有管理和结算功能，可实现多级、多层次分权管理功能。

一、整体系统由三级设备、二级通道以及一套系统构成。其中；

1、三级设备指的是电量计量设备，数据采集设备和主站设备。

2、二级通道指的是数据采集设备（采集终端）与电量计量设备的数据通道（下行通道）和数据采集设备（采集终端）与主站系统的数据通道（上行通道）。

3、一套系统指的是电力用户用电信息远程集中抄表管理系统。

二、建设内容

1、在智能小区各用户安装电子式电表。

2、安装厦门建纬JW5202数据采集终端，并在终端与多个电表直接进行485总线连接。

3、将数据采集终端过无线GPRS/CDMA通讯方式接入系统。

4、在主站系统设置档案及通讯信息，对上述设备进行联调，对电能量数据进行采集、管理、监测和信息发布。

5、各工作站可通过系统进行电能量管理和应用工作。

【系统框图】：

【主要功能】：

本系统功能强大，使用方便，为用户节省了大量的人力和管理资源。包括：

◆ 自动抄表：避免打扰用户，减少抄表人员；提高电能计量的的时效性和准确性。◆ 档案管理：对包括面向电力设备对象的参数管理、各种电网设备档案管理、数据采集终端参数设置、采集方案管理、分析参数设置、业务变更管理。

◆对市/县级电网辖区内各变电站、工矿企业用户、居民用电等各类用电计量点进行自动抄表和用电监测；

◆ 模块管理：主要实现系统功能模块的配置管理功能。◆ 参数设置：根据采集终端功能，设置采集终端参数（复位命令、校正采集终端时针、设置采集终端自动抄表时间、集采集表终端计档案装载）、控制命令、终端状态检测。

◆ 数据导出：主要实现将系统中的电表信息、用户信息、数据字典等参数数据导出为TXT文本格式，可以将表计日抄读、月抄读数据导成EXCEL格式，便于客户手工结算。

◆ 日抄读：根据采集终端功能和对采集终端的相关设置，主要实现抄读采集终端采集到的电表在当天抄表时段内的数据。

◆ 月抄读：根据采集终端功能和对采集终端的相关设置，主要实现抄读采集终端采集到的电表在一个月中某个冻结时间点的数据。

◆ 随机抄读：根据采集终端功能，主要实现抄读采集终端采集到的电表在一段时间内每一天的重点曲线数据。◆ 历史抄读：根据采集终端功能，主要实现抄读采集终端采集到的电表在规定时间段内任意一天的数据。

◆ 查询统计：提供档案数据查询、历史记录查询、二次数据比对、抄读失败记录查询。◆ 数据分析：系统通过对上传的数据进行分析，自动生成各种报表并绘制各种曲线，管理人员可以及时掌握用户的能源消耗状况，为生产、管理和决策提供及时可靠的信息。◆ 损耗管理：系统会自动计算线损，对于监控线路的总表和分表的差值超过合理的损耗范围，系统会报警提示，以方便管理人员及早进行查疏堵漏。

◆ 告警管理：对于各测量点测量数据出现异常情况，系统会自动报警提示，以便及时发现问题。◆ 远程控制：现场仪表可设置通讯控制模块，通讯控制模块可以接受管理中心计算机传来的指令打开或者关闭用户用电线路，从而实现远程实时控制功能。（可选）◆ 短信通知：以短信方式将用户某月的用电量发送给用户。【主要特点】：

◆一体化设计，具备市/县级电网一体化应用的解决方案的能力，提供关口、大用户、台区等领域的基础应用和数据统计浏览功能，为用户提供统一的用电信息采集应用。

◆ 实用性：智能化小区与供电企业距离远，因此采用覆盖广泛的GPRS/CDMA网络高信号捕捉，必要是采用高增益天线，可确保网络的正常运行。

◆ 实时性：采用最新的通信和软硬件技术，建立了清晰和合理的系统架构，可以实现多线程的 远程并发通信，在几秒时间内，可以让成百上千个用户的实时用电信息传送到监控中心进行集中监视和远程调度，实现故障信息的及时报警。

◆ 可扩充性，支持主站设备、数据采集终端、电表等规模数量的平滑增加，无需修改应用程序。◆ 易维护性，系统可对数据采集终端执行相应的远程操作命令，包括远程参数设置，远程控制、远程数据抄收、远程终端复位、远程终端软件升级等。

◆ 性价比高，该系统专为供电公司电能计量管理企业量身定制，充分考虑到供电公司用户各个环节的业务需求，性价比很高。【客户收益】:

◆ 该系统解决了入户抄表的低效率、干扰性和不安全因素等问题，减少了物业部门的工作量及不必要的纠纷。

◆ 该系统可为物业管理部门提供设备实时监控、用量统计分析、结算收费、催费、远程控制，为管理部门提供准确、完整的用户用电的信息数据。【适用范围】：

供电公司电力市场，涵盖关口、大用户、低压配变、用户台区，居民小区,预付费等应用场合。

第五篇：远程抄表课程设计

目录

第1章 实训的目的与任务.........................................................................1

2.1实训背景...........................................................................................1 2.2工程实训的目的...............................................................................1 2.3工程实训的任务...............................................................................1 第2章 远程抄表概述.................................................................................3

2.1什么是远程抄表...............................................................................3 2.2远程抄表的优点...............................................................................3 2.3远程抄表发展前景...........................................................................4 第3章 装置介绍.........................................................................................5

3.1系统总接线图...................................................................................5 3.2水表抄表...........................................................................................5 3.3电表抄表...........................................................................................7 3.4气表抄表...........................................................................................8 3.5三表的联系以及综合抄表.............................................................10

3.5.1三表的联系...........................................................................18 3.5.2综合抄表...............................................................................12 第4章 调试...............................................................................................17 4.1检验工作.........................................................................................17 4.2软件使用.........................................................................................18 4.2.1远程抄表系统软件下位机程序下载...................................18 4.2.2远程抄表系统上位机软件安装...........................................21 第5章 总结与心得...................................................................................25

第1章 实训的目的与任务

2.1实训背景

时间过的特别的快，转眼之间就到大四了，这次实训，可以说是我们在大学时光中最后一次实践的检验自己的知识水平的机会了。这次实训的时间安排是一个星期，在这一共星期内我们要把理论知识与实际操作联系起来，从而更加牢固的掌握所学的知识。由于以前我们在学校中大多数的时间是在学习理论知识，在从理论知识转换到对实际的应用中来还是有很大的差别的。在这样的前提之下，学校非常合理地组织了这次实习，使我们能够通过理论联系实际，从整个系统的角度去分析设备的设计与制造工艺。通过这次实训，增强了我们的动手和动脑能力，深化了知识结构的层次，在实训中能及时的发现问题和解决问题。我相信这次毕业前的实训，对我们以后的工作有着非常深远的积极影响。

2.2工程实训的目的

工程实训的主要目的是：了解脉冲水表、脉冲电表和脉冲气表的的组成、工作原理；了解各类传感器的基本原理；掌握S7-200 PLC的使用方法及编程方法。了解力控组态软件的基本使用方法。能独立完成系统的外围电路的接线，培养故障排除能力及阅读工程图纸的能力，为工程实际及以后工作打下良好基础。

2.3 工程实训的任务

（1）通过本次课题的实训，使大家了解了解脉冲水表、脉冲电表和脉冲气表的原理以及应用领域，掌握远程抄表的基本构成，认识各类传感器及基本使用方法。（2）熟悉如何通过PLC与脉冲系统来计量。

（3）观察三表产生的脉冲信号。分别观察水表信号的产生、电表信号的产生、气表信号的产生以及了解其转换的过程。

（4）训练工程控制系统的接线方法，培训接线技能。（5）学会故障排除的基本技能。

（6）提高试图能力，能看懂基本电路原理图，并将其与实物图联系起来。

第2章 远程抄表概述

2.1什么是远程抄表

远程抄表将现场计量仪表及变送器的数据通过GPRS无线通讯的方式传输到抄表中心，在抄表中心对数据进行统一汇总、分析，为管理及收费提供依据。GPRS远程抄表广泛适用于水利、热力、燃气、石油、工矿企业等行业用户。自动抄表系统已逐渐普及。并出现了三种抄表表计：一种是输出脉冲式的表计、一种是内嵌CPU的智能式表计、另一种是直读表。三种表各有优缺点。本系统采用输出脉冲式的表计做为基表。采用德国西门子可编程程序控制器做数据处理器，使得可以编制抄表采集程序。采用力控组态软件来做上位机，可以自主进行上位机程序设计，可以发挥更大的主动性。

2.2远程抄表的优点

（1）将电表上显示的数值正确识别出来，并将该数值正确传送回去。

（2）中控室直接抄读现场用户电表读数，可进行批量或个别选择抄读，自动保存抄读的历史数据。

（3）对抄收到的电表数据进行统计、计费、双地址储存，并形成详细的用电档案。

（4）可进行现场或远程用电校对。（5）快速进行用电户用电量查询。

（6）分时段抄表，实现分时计费，能解决按电网负载的峰谷时段采用的峰谷电价的方式。

2.3远程抄表发展前景

在目前用电管理模式下，容易出现基础管理不到位的情况，比如由于工作量大、工作人员责任心不强等原因，台区改造完成后计量台账不能及时更新，新用户长时间无人抄表等，不仅造成直接的经济损失，还造成很坏的社会影响。而通过由于远程抄表系统很快得到反映，因此能够及时发现基础管理中存在的问题，并使问题得到及时的解决。抄表系统反映非常的快，这样不仅可以减少工作人员的工作量还可以有效的打击窃电行为。有以上这么多优势，并随着现在商场、办公楼等大型公共场地越来越多，家庭居住面积越来越大，远程抄表的普及已是大势所趋。我国远程抄表市场起步晚，但发展迅速，近几年来每年增长速度很快，市场发展空间十分广阔，据专家预测，由于其较好的市场前景和利润空间，远程抄表为许多寻找出路的表类企业所看好。

第3章 装置介绍

3.1系统总接线图

打开电源总开关，S7-200得电。并按下图接线。

图3.1.1 3.2水表抄表

在水表工作时，通过对水表产生的脉冲进行计数，得到一段时间内的总脉冲个数，然后除以转换率便得到了这段时间内的总用水量。在加上原来的用水量便是现在的用水量。此实验设备采用的水表的转换率是60脉冲/立方米。

即

原用水量 + 脉冲数 /转换率 =实际用水量

1、打开远程抄表软件主界面，然后点击“水表抄表”按钮打开窗口。

图3.2.1

2、打开水泵电源开关，水泵开始工作，水表开始转动。

3、在上位机的实时曲线看到采集的脉冲，水表的×0.01表盘转动一周，产生6个脉冲，可以在上位机实时曲线上观察。关闭水泵电源开关。

4、记下此时水表的初始值。点击“开始计费”按钮，计费功能开始执行。打开水泵电源开关。原用水量显示此时S7-200处理器内所记忆的水表值。脉冲数记录当前采集到的脉冲个数，用水量显示从开始计费到现在所用的水量。水费也将直接显示从开始计费到现在用水的费用。当脉冲数为7~10个时，关闭水泵电源开关。点击上位机“停止计费”按钮。把上位机上使用水量记下来，此值是这段时间内使用的水量测量用量。记录此时水表上的表值，减去初始水表值，得到这段时间内实际用量。它们的关系是：实际用量=测量用量±λ/转换率（0≤λ≤1）。

5、收费时，输入此时的费率。直接点击0.8元/立方米便会出现

图3.2.2 输入此时的费率，点击“确定”按钮，画面中显示应缴水费额。

3.3电表抄表

在电表工作时，通过对电表产生的脉冲进行计数，得到一段时间内的总脉冲个数，然后除以转换率便得到了这段时间内的总用电量，在加上原来的用电量便是现在的用电量。此实验设备采用的电表的转换率是1600脉冲/度。

即

原用电量 + 脉冲数 /转换率 =实际用电量

1、打开远程抄表软件主界面，然后点击“电表抄表”按钮打开窗口。

图3.3.1

2、打开水泵及风机的电源开关。

3、在上位机的实时曲线看到采集的脉冲。当电表上的指示灯闪烁时，在上位机的实时曲线上出现脉冲。关闭水泵及风机的电源开关。

4、记录此时电表的初始值。点击实验三窗口的“开始计费”按钮，计费功能开始执行。打开水泵及风机的电源开关。原用电量显示此时S7-200处理器内所记忆的电表值。脉冲数记录当前采集到的脉冲个数。7 用电量显示从开始计费到现在所用的电量。电费显示从开始计费到现在用电的费用。当脉冲数为100~200个时，关闭水泵及风机的电源开关。点击“停止计费”按钮。把上位机上使用电量记下来，此值是这段时间内使用的电量测量用量。记下此时电表上的表值，然后减去刚才记下的电表值，得到这段时间实际用量。它们的关系是：实际用量=测量用量±λ/转换率（0≤λ≤1）。因为电表的最小刻度是0.1，而一个脉冲对应为0.000625度。很难精确观察电表的值，可以进行较长时间的测量来确定上式的正确性。

5、收费时，输入此时的费率。直接点0.8元/立方米击便会出现

图3.3.2 输入费率后点击“确定”按钮，画面中显示应缴电费额。

3.4气表抄表

在气表工作时，通过对气表产生脉冲进行计数，得到一段时间内的总脉冲个数，然后除以转换率得到了这段时间内的总用气量，再加上原来的用气量便是现在的用气量。此实验设备采用的气表的转换率是10脉冲/立方米。

即 原用气量 + 脉冲数 / 转换率 =实际用气量

1、打开远程抄表软件主界面，然后点击“气表抄表”按钮打开窗口。

图3.4.1

2、打开风机电源开关，风机开始工作，气表开始转动。

3、在上位机的实时曲线看到采集的脉冲，观察气表的0.01表盘，每当表盘转到0的位置时，在上位机上出现上升沿，当表盘转到1 的位置时，在上位机上出现下降沿。关闭风机电源开关。

4、记下此时气表的初始值。点击“开始计费”按钮，计费功能开始执行。打开风机电源开关。原用气量显示此时S7-200处理器内所记忆的气表值。脉冲数记录当前采集到的脉冲个数，用气量显示从开始计费到现在所用的气量。气费显示从开始计费到现在用气的费用。当脉冲数为7~10个时，关闭风机电源开关。点击上位机“停止计费”按钮。把上位机上使用气量记下来，此值是这段时间内使用的气量的测量用量。记下此时气表上的表值，减去初始的气表值，得到这段时间内实际用量。它们的关系是：实际用量=测量用量±λ/转换率（0≤λ≤1）。

5、收费时，输入此时的费率。直接点击0.8元/立方米便会出现

图3.4.2 输入费率后点击“确定”按钮，画面中显示应缴气费额。

3.5三表的联系以及综合抄表

3.5.1三表的联系

脉冲水表和脉冲燃气表一般采用干簧管来实现物理量到电信号的转换。工作原理如下：当水表内有水通过时，使水表内部的齿轮转动，齿轮上带有永久磁铁，当永久磁铁经过干簧管的位置时，会使干簧管导通，这样便将水量转换成开关信号。开关信号通过转换电路转换成脉冲信号。脉冲燃气表的工作原理和水表的工作原理基本相同。

脉冲电表一般采用光耦来实现转换物理量到电信号的转换。有电通过电表时，电表内部的主轮转动。当转轮上孔转到发光管的位置时，发光管的光照到光敏三级管，三级管导通，产生脉冲信号。

1、在上位机上桌面上点击图标打开上位机软件。出现如下界面。

图3.5.1.1

2、点击“进入系统”按钮，出现抄表主界面如下：

图3.5.1.2

3、点击“三表认识”按钮进入水表抄表。

图3.5.1.3

4、打开水泵电源开关，水泵开始工作，带动水表工作。观察上位机上的水表脉冲实时曲线。可以点击“进行记录”按钮，进行记录水表脉冲的周期和宽度。记录后点击“实时刷新”按钮。各曲线继续实时刷新。

5、打开风机电源开关，风机开始工作，带动燃气表工作。观察上位机上的气表脉冲实时曲线。可以点击“进行记录”按钮，进行记录气表脉冲的周期和宽度。记录后点击“实时刷新”按钮。各曲线继续实时刷新。

6、风机和水泵工作时，电表开始工作。观察上位机上的电表脉冲实时曲线。可以点击“进行记录”按钮，进行记录电表脉冲的周期。记录后点击“实时刷新”按钮。各曲线继续实时刷新。

3.5.2综合抄表

保存上一次抄表的值，当有用水、用电、用燃气时，把相应脉冲直 12 接加在相应测量值上。下一次抄表时，测量值减去上一次抄表的值，此值是这段时间内的使用量。

远程抄表的用户是以表计上的值做为基准。进行三表抄表前，对三表的值要进行修正，便于用户观察和系统的维护。

1、打开远程抄表软件主界面，然后点击“综合抄表”按钮打开窗口。

图3.5.2.1

2、对照水表的值与上位机上水表显示的数据是否相同，如果不同，可以进行修正。点击上位机软件上“修正水表”按钮，出现对话框。

图3.5.2.2

3、直接点击后出现输入框。

图3.5.2.3

4、输入修正值，点击“确定”按钮。

图3.5.2.4

5、水表的测量值是离散值，点击“修正”按钮，测量值设置成接近修改值的值。可以重新打开观看。

图3.5.2.5

6、电表和气表修改方法同上。

7、点击“进行抄表”按钮进入三表抄表界面。

图3.5.2.6

8、输入三表的费率，点击“进行抄表”按钮，上位机会进行抄表，把本次抄表和上一次抄表之间的时间做为抄表时间，在图表上显示本次抄表三表的原用量、现在量、使用量和费用，以供查抄。点击“退出按 15 钮”退出界面。

9、点击“历史数据”按钮进入三表历史报表窗口。观察用水、用电、用气量的历史记录。

图3.5.2.7

第4章 调试

4.1检验工作

（1)清扫水槽的夹杂物和污垢，防止水管中脱落的铁锈等物堵塞水管道；

（2)管路系统应无漏水漏气现象；

（3)检查管道的各个阀的动作状态是否灵活准确；（4)水槽的补给水、溢水的水位应进行校验；（5)逆流式水槽旋转布水器的转速等，应调整到进塔水量适当，使喷水量和吸水量达到平衡的状态；（6)确定风机的电机绝缘情况及风机的旋转方向；

水泵调试

（1)检查安装型号是否正确；（2)清洁泵组四周及确保无阻碍物；（3)验查泵流体方向是否正确；

（4)验查泵体螺丝及泵固定螺丝必须联接牢固；（5)用手转动叶轮须正常；

（6)水泵与马达连轴器同心度要调正；

气机

（1)检查安装型号是否正确；

（2)清理风机内外垃圾及确保无阻碍物；（3)检查风机阀门工作正常，并在正确位置上；（4)使用手转动叶轮须畅顺正常；（5)调整风机马达皮带轮同心度；（6)确保皮带轮安装牢固； 4.2软件使用

4.2.1远程抄表系统软件下位机程序下载

按照V4.0 STEP7的安装步骤安装STEP7 V4.0软件。接好PC/PPI电缆线，打开 STEP7 V4.0软件。

1、打开安装盘里的“抄表程序.mwp”项目。

图4.2.1.1

2、双击“查看”内“通信”按钮，点击通信框的“双击刷新”处，刷新到下位机。点击“确定”按钮。

图4.2.1.2

3、点击“工具栏”内图标下载程序。

图4.2.1.3

4、出现如下对话框，点击“下载”按钮下载程序到可编程控制器。

图4.2.1.4

5、在提示内出现“下载成功”，说明程序已经下到可编程控制器。关闭程序。

图4.2.1.5

4.2.2远程抄表系统上位机软件安装

1、运行光盘里“远程抄表系统软件”文件夹下“setup.exe”文件，出现对话框。

2、根据提示进行设置，设置好后，点击“开始”按钮开始安装。

图4.2.2.1

3、安装过程中出现下面对话框

图4.2.2.2

4、点击“下一步”按钮继续安装。出现下面对话框

图4.2.2.3

5、选择“安装驱动程序”项后，点击“下一步”按钮。出现下面对话框

图4.2.2.4

6、点击完成按钮，完成安装。

第5章 总结与心得

本次远程抄表系统的实训时间为一个星期，在次首先要感谢指导老师余老师的细心指导。我们所学的专业是测控技术与仪器，而远程抄表系统这一类的设备和我们专业非常的对口。在看到自己安排在这个实训的课题的时候我感到非常的幸运。因为在所有的课程设计当中真正的和我们专业不仅在名字而且在内涵上也对口的课设真的不多，电气及自动化的课程相对仪器仪表的课程要多很多。所以在看到这个课题的时候你就不知道我是多么的高兴。实训的抄表系统是利用脉冲来实现计量的，这是一个创新的实训设备。因为气表和水表的脉冲对电量消耗的影响在电脑中很形象生动的可以看到。对于这个设备，老师还给了我们启发说还可以利用无线来实现远程的计量，作为我们毕业以后的研究方向是很具有研究价值的。

总之，本次实训给了我很多的感动和启发，即满足了我自己对本专业的感性认识也启发了我以后感兴趣的研究方向。在课堂上的理论学习总是那么的枯燥无味，在实训中我感到非常的开心和快乐。尽管系统看起来是那么的简单，但是细究其中的学问却是博大精深的。我相信在以后的工作中也要努力的学习，不然会有很多的简单的东西都看不懂，弄不明白。

知识是美好的东西，在次衷心地谢谢老师的指导和知识的传授。