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。系統采用現場就地組網的方式，組網后通過現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實現學生宿舍用電的實時監控和管理。

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，但這片區域教育卻尚屬薄弱，教育問題不僅成為困擾本區域居民的一大難題，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區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，對各個教學樓和學生宿舍樓內的預付費電表進行監控，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

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

  1）．預付費儀表數據實時顯示；

  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據；

  9）．用戶權限管理。

2、系統方案

  安科瑞Acrel-3200遠程預付費管理系統根據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主機設置在財務室內，現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到主機。如下圖所示：站控管理層（主站）、網絡通訊層（數據采集箱）和現場設備層（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場智能設備的參數并將數據上傳；以太網設備及總線網絡的主要功能是實現采集箱與主站之間的數據交互，使系統管理集中化、信息化、智能化，極大提高了配電系統的安全性、可靠性和穩定性，真正達到了無人值守的目的。

3）現場設備層

  現場設備層是數據采集終端，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通訊協議總線型連接接入采集箱，經采集箱和交換機將數據上傳給監控主機。

智能儀表現場連接示意

  現場智能裝置（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，然后將數據上傳至采集箱，進而將數據上傳至監控主機。具體連接示意圖如下所示：

3、系統功能

登錄界面

  點擊桌面上的“東原蔡家中學預付費管理系統”，軟件開始運行。進入監控系統界面，查看監控數據。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。

  進入監控系統界面后，本套預付費系統分為六大功能模塊：【配電監測】、【電費充值】、【財務查詢】、【電能統計】、【通訊示意】、【管理維護】。

配電監測

  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。主要數據包括：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后，可在系統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，修改后系統會自動保存。

  當剩余電量低于剩余電量報警限值，系統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實了該模塊實現以充值卡號、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。

  點擊上圖中的數據庫刷新，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。

電能統計

  電能統計界面

  點擊【系統首頁】上的【電能統計】按鈕 。

  對用電量的管理以報表形式呈現，該報表可以呈現系統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

  儀表狀態功能說明

  點擊【系統首頁】上的【通訊示意】按鈕 。

  進入通訊狀態后，能夠看到整個系統采用已變壓器為干線的分布式網絡結構，具有系統網絡診斷功能。能實時監控系統網絡通訊狀態，出現網絡故障時，系統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、系統日志、報警查詢、退出系統等功能

  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。

  系統日志

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

  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，即可實現該時間段報警信息的查詢。

 4、結束語

  隨著社會的發展及電力的廣泛應用，預付費管理系統已成為大型商場、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在西大兩江實驗學校的應用，可以實現對學校教室和宿舍用電的實時監控與電能管理，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控系統。系統實現對采集數據的分析、處理，實時顯示商戶配電回路的運行狀態，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。該系統運行安全、可靠、穩定，為學校用戶解決用電問題提供了真實可靠的依據，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控與電能管理系統產品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業出版社. 2011.10