小型化电表自动抄表系统的建立

陆伟斐 许 石 王 洋

（马鞍山钢铁股份有限公司，安徽 马鞍山 243000）

小型化电表自动抄表系统的建立

陆伟斐 许 石 王 洋

（马鞍山钢铁股份有限公司，安徽 马鞍山 243000）

介绍了小型化电表自动抄表系统的特点，开展了电表自动抄表网络化的实践，并通过服务器实现了电表数据的统计和计算。

小型化电表；自动抄表系统；以太网

随着国家节能的逐步推进，作为电力节能的辅助设备，电表的自动计量将取代人工计量成为电表计量主体。针对工厂干扰大，致使许多自动抄表系统无法良好使用的问题，马钢车轮公司结合自身特点，采用网络通信与485通信方式相结合，会同科研单位联合开发了一套电能表自动计量系统。

该系统是一套自动计量统计的实时计量系统，依靠现场U6一体化转换器、MOXA信号转换器等设备，通过现有的以太网络将电表电量数据传送给服务器，实现电量数据的采集和统计，并将处理后的数据传送给原厂级MES系统，并由该系统计算出各生产区域的吨钢电耗，完成各个产品在不同工序的电能消耗统计，为产品的节能降耗提供有力的数据支撑。

一、电表自动抄表系统的网络拓扑结构（图1）

1.第一层主计算机—服务器。服务器采用windows XP操作系统，核心软件为Inscan RTN综合管理系统软件，所有的数据全部在此进行处理，通信方式选择以太网。

图1

2.第二层数据交换层—交换机、U6转换器、MOXA（Nport）转换器。在不同局域网段下，都可以在采集服务器上ping通现场U6与MOXA转换器（都有唯一的IP地址）。

3.第三层数据计量层—智能电表。智能电表采用485通信方式，通过485通信线采用分组方式进行组网，每个电表有唯一的电表号，保证所有电表数据不混乱。

二、电表自动抄表系统的主要开发的功能及应用

1.分散采集，集中存储。两个高压配电室采用集中远传电表，每4到5个电表一组，电表的协议采用DL/ T645-1997多功能表通信协议，波特率1 200bit/s，采用奇偶效验方式，采集正向有功功率数值，每个高配室配置1台现场一体化U6数据采集终端，通过485总线方式，采集现场电表的电量数据，并通过网线，就近接入车轮公司内的交换机或其他网关设备，将数据发送至装备部的采集服务器，再由采集服务器按一定周期将数据保存至服务器。现场比较分散的电表，采用RS485转以太网设备MOXA转换器，接入临近的交换机或其他网关设备，方式基本与高配室差不多。

2.网站分类查询功能的应用。自动抄表系统具有查询功能，可查询所有电能表在选择时间点上（可以选择多个时间点）的正向总有功电量；查询所有电能表在某一段时间内的用电量（以日、周、月显示格式）。查询功能均提供Excel报表导出功能。

3.互感器倍率设置。服务器系统开放互感器倍率设置权限，管理员可在Web系统中查看并编辑各个电能表的互感器倍率。这样可以用于更换电能表互感器时修改计算倍率。

4.终端用户数据浏览与组态配置。系统拥有用户管辖权的概念，系统管理员可为各个终端用户建立帐号，并将每个登录帐号设定为可浏览的终端用户，以便用户按自己的需要，查询相关电能表的用电量。系统采用Web式组态配置管理模式，相关的终端用户管理、电表查询配置、电量查询等操作，均由系统管理员在Web系统上进行操作，确保了使用的灵活性。

5.数据库容量及数据备份。系统自带的历史数据库之外，还使用SQL Server 2008 R2 Express版数据库作为系统的数据中心。该数据库是微软提供的免费数据库，数据容量为10G，在存储周期为10min/次的情况下，可保证系统正常运行5年以上。当数据库可使用容量不足时，可将数据库中的历史数据备份并清理。

6.为MES系统提供数据支持。当服务器将电表数据采集计算完毕后，将处理好的数据传送到数据库。MES系统可以通过访问中心数据服务器中的数据库，来获取各个电表的电量数据。MES将数据采集到后对应生产数据，制作相应的电量报表。

7.设备软件的兼容性。考虑到第三方软件的多样性，本系统提供统一的XML格式的数据访问接口，可获取的数据内容包括：系统所有电表设备列表、系统所有设备点的最新数据、按时间获取某一耗能单位的用量；同时，为第三方软件开放数据库访问权限，第三方软件可以根据自己的需要，自由组织数据的查询。以此为上层的MES系统或ERP系统提供数据支撑。

三、后期拓展设计

1.考虑到现场计量点的拓展，该软件是无限制点。当系统中需要增加现场采集点时，只需要增加相应的硬件设备，管理员在组态中增加下现场采集点，无需增加额外的新软件购买成本。

2.数据采集系统和web系统均为系统管理员提供组态功能，管理员可以通过组态配置，对现场设备的采集及数据查询进行增加、删除、修改，这样可以最大限度地拓展软件的功能。

四、实施效果

2013年6月，该项目开始施工调试，2013年8月正式投入运行，统计数据的实时性与准确性大大提高，所有数据经过计算能够快速反应出现场的电能消耗情况，对于细分产品的能源消耗的计算起到非常大的作用。该系统较强的拓展性，可以完全满足车轮公司后期进一步细分过程，能有效地解决企业的成本核算的难点。这种小型化、投资少的电表自动计量系统非常适合于推广到中型企业。

[1] 孙虎章．自动控制原理[M]．中央广播电视大学出版社，1992.

[2] 李友善．自动控制理论[M]．国防工业出版社，1989.

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