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1、电能预付费管理系统技术方案书设计单位：上海安科瑞电气股份有限公司地 址：上海市嘉定区育绿路253号服务热线: 021- 日 期: xxxx年xx月xx日目 录1项目概况11.1 项目情况概述11.2客户需求11.3系统设计原则11.4 主要设计依据与规范22系统设计概述32.1系统结构32.2硬件配置42.2.1站控管理层设备42.2.2 网络通讯层设备52.2.3现场设备层设备DDSD1352预付费电表62.3系统组网方式82.4 软件介绍102.4.1 Acrel-3000电能管理软件简介102.4.2 Acrel-3000 电能预付费、软件功能142.4.3 电能预付费管理软件与一卡通系
2、统平台数据交互161项目概况1.1 项目情况概述该项目采用安科瑞预付费电能表、Acrel-3000电能管理组态软件与一卡通平台进行数据交互无缝连接，引导电能的商品化经营，便于电力需求侧管理，可有效促进电力部门改革电费政策、提高用电管理水平、解决了“抄表难、收费难”的问题。1.2客户需求1.2.1预付费功能每个回路单独安装预付费电能表，用户必须先缴费购电然后才能用电，用户充值购电可以通过一卡通购电平台自助充值。1.2.2提醒用户及时充值购电功能每个回路采用“先充值后用电”的管理模式，当预付费电表内剩余电量小于10kWh(可设定)时，预付费电表可通过报警灯报警，另外后台电能管理系统可通过短信方式通
3、知用户及时充值购电。1.2.3查询功能管理人员可通过互联网对用户宿舍的用电情况进行查询。1.3系统设计原则本电能管理系统是一套完整的电能预付费管理系统，它完成对空调、照明插座等重要配电回路的自动监视、测量、控制，以及与第三方系统信息交互等综合性的自动化功能。根据可靠性和高效率配电管理的要求，电能预付费管理系统的设计遵循下列原则：系统的实用性电能预付费管理系统的组成和实际一定要符合现场用户宿舍配电的实际情况，不能追求华而不实，这样势必造成投资过大，远超出实际需要。因此，在能够充分实现用户所需功能的情况下，系统的实用性是首先应遵循的第一设计原则。同时，系统的前端产品和系统软件均有良好的可学习性和可
4、操作性。特别是操作性，使具备电脑初级操作水平的管理人员和用户，通过简单的培训就能掌握系统的操作要领，达到自助使用购电平台充值和使用查询终端查询。系统的实时性电能预付费管理系统要求系统具有良好的实时性，系统不仅能够实现实时性监测用户宿舍重要回路的用电情况，还应对用户的充值购电金额、日期、楼层房间等信息进行准确的记录和存储。保证用户从开户到买电、用电的过程信息做到有据可查。系统的稳定性由于电能预付费管理系统是一项长期不间断运行的系统，肩负着监测用户宿舍重要配电回路的运行状况，所以系统的稳定性显得尤为重要。本司的电能预付费管理系统有着数年的市场成功应用经验，并具备完善的客户服务体系。系统的可扩展性系
5、统的设计并不是一层不变的，如今后根据需要将工程扩建、改造、或者与其他系统的兼容、并入等，这要求系统的设计应预留多路与其他系统的通讯接口，当需要与其他系统进行信息交换时，如一卡通系统、楼宇自动化控制系统（BAS）、管理信息系统(MIS)、消防控制系统(FCS)等，可实现系统扩展。系统的易维护性从计算机的配置到系统的配置，前端设备的配置都充分仔细地考虑了系统可靠性，并实施了相应的认证。我们在做到系统故障率最低的同时，也考虑到即使因为意想不到的原因而发生问题时，可保证数据的方便保存和快速恢复。整个系统的分层管理保证了网络中一旦出现故障，不会因为某部分设备的维护，而停止所有设备的正常运作。1.4 主要
6、设计依据与规范系统的设计满足以下所列制造和试验标准：JGJ16-2008 民用建筑电气设计规范GB50174 电子信息系统机房设计规范GB50052-2009 供配电系统设计规范GB50054-95 低压配电设计规范GB50055-93 通用用电设备配电设计规范GB50034-2004 建筑照明设计标准GB50057-94 建筑物防雷设计规范DGJ08-100-2003 低压用户电气装置规程ISO/IEC11801 信息技术互连国际标准2系统设计概述2.1系统结构本系统采用分层分布式结构进行设计，即站控管理层、网络通讯层和现场设备层，如下图所示：现场设备层现场设备层主要是连接网络中预付费仪表，
7、用于将电参量采集并上传至通讯层，它是构建该电能预付费系统必要的基本组成元素。不仅肩负着采集数据的重任，同时也是执行后台控制命令的终端元件。通讯控制层通讯控制层主要是由通讯服务器、接口转换器件及总线网络等组成。该层是数据信息交换的桥梁，不同的接口转换器件提供了RS232、RS422、RS485、SPABUS等及以太网等各种接口，组网方式灵活，支持点对点的通讯、现场总线网络、以太网等类型的组态网络。通讯服务器主要用于直接对现场仪器仪表转达上位机的各种控制命令，并负责对现场仪器仪表回送的数据信息进行采集、分类和存储等工作，如电能数据等电参量、仪表通讯状态、等；接口转换器件则是由于现场仪表或其它系列的
8、装置与上位机的通讯接口存在差异，需要进行转换方可进行数据交换。管理测控层管理测控层是针对配电网络的管理人员，该层直接面向用户。该层也是系统的最上层部分，主要是由电能预付费管理系统软件和必要的硬件设备如计算机、打印机、UPS等。其中软件部分具有良好的人机交互界面，通过数据传输协议读取前置机采集的现场各类数据信息，自动经过计算处理，以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况，并可接受管理人员的操作命令，实时发送并检测操作的执行状况，以保证供用电单位的正常工作；电能计量管理功能设计各种符合用户的报表格式，报表内数据严格按照各种标准进行计量，用户只需查找打印即可，极大的方便了操作，提高了工作效率。2.
9、2硬件配置2.2.1站控管理层设备l 配置为研华IPC-610MB(Core2 Q8400/4G/1TB/DVD/独立显卡)+键鼠、19W液晶显示器等研华工控机（IPC-610MB），完成对整个电站的计算机监控系统的管理，数据库管理，在线及离线计算，运行监视控制，各图表曲线的生成，数据报表等系统监测等功能。研华工控机IPC610MB是一款4U高度19寸上架式工业计算机，这款全钢结构的机箱满足EIA RS310C 19”上架式机箱标准。可支持研华AIMB ATX标准工业母板。机箱支持3个5.25”和1个3.5”驱动器。前置的USB口和PS/2键盘接口易于用户进行数据传输、应用的输入。研华IPC6
10、10MB采用标准的上架式外观尺寸可以使其兼容于大多数应用环境。这些特点使得研华IPC610MB成为具有价格，性能，用户总成本的最佳选择。l 监控主机采用正版简体中文Windows XP操作系统软件，电能管理软件采用安科瑞Acrel-3000型电能管理组态软件监控室主机主要完成远程数据采集、处理与显示，电能数据汇总与报表打印等。本站控层设备的配备综合考虑用户实际需求，配置监控主机、显示器、小型网络机柜、串口通讯服务器及监控软件，考虑到通讯可靠性及防雷等因素，配置串口隔离设备。2.2.2 网络通讯层设备l 智能管理器AcrNet-Lx8规格/参数/性能配置： 32-bit ARM9 RISC微处理
11、器 128 MB Flash ROM(其中约4MB可给用户编程使用) 2MB数据闪存 2个网口，速率10/100M自适应 8个软件选择的RS-232/422/485串口 2个USB 2.0端口，21个GPIO端口，1个音频输出端口 SD卡插槽可供64MB存储容量的扩展 具有故障转移机制，防止系统崩溃 内嵌RTC，蜂鸣器 内嵌Linux Kernel 2.6.29通讯平台 GNU GCC交叉编译器 提供“-4075”宽温产品，-1045工作温度 直流940V电源输入l 环网交换机EDS-405A一般的以太网交换机不能作环形的网络，因为一但形成环形，会形成广播风暴。但是环网结构有自身的优点，比如有
12、冗余性、可靠性等优点。环网上的某一路链路断开，不会影响网络上数据的转发。因此在很多工业通信领域引入了环网交换机。这种环网交换机可以组建环形网络。每个交换机上有两个用于组环的端口，交换机之间通过手拉手形式构成了环形的网络拓扑。环网交换机采用了某些特殊技术，避免了广播风暴的产生，同时又实现了环形网络的可靠性。端口类型：5口10/100BaseT(X)端口数量：5网络标准：IEEE 802.3适用于10BaseTIEEE 802.3u适用于100BaseT（X）and 100BaseFXIEEE 802.3x适用于Flow ControlIEEE 802.1D-2004适用于Spanning Tre
13、e ProtocolIEEE 802.1w适用于Rapid STPIEEE 802.1p适用于Class of ServiceIEEE 802.1Q适用于VLAN Tagging2.2.3现场设备层设备DDSD1352预付费电表l 概述DDSD1352单相电子式多功能电能表主要用于计量低压网络的单相有功电能，同时可测量电压、电流、功率等电量，并可选配RS485通讯功能，方便用户进行用电监测、集抄和管理。产品具有精度高、体积小、安装方便等优点。可灵活安装于配电箱内，实现对不同区域和不同负荷的分项电能计量，统计和分析。l 主要功能序号功能功能描述1电能计量计量有功总电能，正反电能合计2预付费通过电
14、能预付费管理系统实现先交费后用电3负载控制与断路器配合外部控制4电参量测量U、I、P、Q、S、PF、F5LCD显示8位段式LCD显示6脉冲输出集电极开路输出l 技术参数电压输入工作电压范围220Vac20%参比频率50Hz功耗2VA电流输入基本电流10A最大电流60A起动电流40mA功耗1VA (最大电流)测量性能符合标准GB/T17215-2002GB/T17215.211-2006GB/T15284-2002测量精度1.0级测量范围0000.00kWh 时钟精度误差0.5s/d脉冲输出输出类型无源输出，外接电源DC+5V24V脉冲宽度8020ms脉冲常数1600imp/kWh，LED同步指示通信接口RS485(A+、B-)介质屏蔽双绞线协议MODBUS-RTU或DLT645l 外形尺寸l 接线与安装DDSD1352单相电子式多功能电能表采用35mm标准导轨安装方式。注：接线时务必拧紧，避免因接触不良而引起电能表工作不正常；开关量输出端子TS用于连接预付费表专用断路器的TS信号输入端，以完成对负载回路的控制。控制示意图如下：报警跳闸和预付费功能当表内剩余电量低于设定的报警电量1时，电表报警指示灯点亮，提示用户剩余电量不足。当表内剩余电量低于设定的报警电量2时，电表跳闸报警，并点亮跳闸指示灯，提醒用户购电；插卡后可手动重合闸，当剩余电量用至0时
