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技術(shù)文章

IC卡式多用戶電能表的現(xiàn)狀分析與改

閱讀：360發(fā)布時(shí)間：2015-11-30

概述隨著市場經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和各單位機(jī)構(gòu)改革的不斷深人，用電管理部門對(duì)用電的收費(fèi)及各種附加費(fèi)的收繳和管理已成為迫切需要解決的問題，尤其是高校，水電費(fèi)的支出逐年成比例增加，使高校有限的經(jīng)費(fèi)難以承受。基于“IC 卡式預(yù)付費(fèi)電能表"的‘先付費(fèi)后使用’方式— 預(yù)購電量，用完斷電的電費(fèi)收繳管理，用zui簡單、zui有效的方法解決了抄表難、收費(fèi)難的問題，使管理部門有更多精力去規(guī)范用戶用電秩序，提高服務(wù)質(zhì)量，提高管理水平。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，這種收費(fèi)管理系統(tǒng)要求使用相對(duì)集中，便于操作管理，安全穩(wěn)定可靠;在安裝工藝上還要有利于人文環(huán)境，如高校的學(xué)生公寓，就需要滿足這樣的條件。另外出于投人的考慮需要進(jìn)一步降低成本，這迫使電能表制造廠家通過新技朮、新措施來解決。因此，多用戶卡式電能表也隨之應(yīng)運(yùn)而生。1 系統(tǒng)組成與原理 IC 卡式多用戶電能表及收費(fèi)管理系統(tǒng)由IC卡式多用戶電能表(包括IC卡集中讀卡器、采集控制器、計(jì)量器)、售電管理系統(tǒng)(包括微機(jī)、讀寫卡機(jī)、打印機(jī)、售電管理軟件)和IC卡等組成，如圖1所示。圖1 IC卡式多用戶電能表及收費(fèi)管理系統(tǒng)示意圖2 使用現(xiàn)狀及存在問題目前，多數(shù)院校使用的多用戶電能表以IC卡為傳輸媒介。一個(gè)機(jī)柜安裝幾十臺(tái)至一、二百臺(tái)。首先用戶持IC卡通過售電管理系統(tǒng)購電，然后用戶將購電后的IC卡插人IC卡集中讀卡器中，IC卡集中讀卡器通過分析IC卡上的信息，確定該IC卡所對(duì)應(yīng)的采集器(計(jì)量器)，并將購電量送人對(duì)應(yīng)的電能表中，采集器(計(jì)量器)接通繼電器給用戶送電。一般一個(gè)采集器可采集和控制8個(gè)計(jì)量器。計(jì)量器隨時(shí)檢測用戶用電情況，以脈沖的形式將計(jì)量結(jié)果送給采集器，由采集器完成用電量的累加和剩余量的遞減。一旦用戶的剩余量達(dá)到報(bào)警門限時(shí)即發(fā)出報(bào)警信號(hào)，隨后采集器斷開該用戶的繼電器，停止用戶供電。計(jì)量器還可以隨時(shí)檢測用戶的用電跳變功率和負(fù)載特性，一旦跳變功率達(dá)到規(guī)定的門限且為非正常負(fù)載時(shí)，立即跳閘,3分種后自動(dòng)恢復(fù)供電以提醒用戶。集中器平時(shí)循環(huán)顯示每一個(gè)用戶的房間號(hào)、表位置號(hào)、剩余電量以及用電狀態(tài)。管理部門和用戶可通過鍵盤及時(shí)查詢所查用戶的用電情況。以華中農(nóng)業(yè)大學(xué)大學(xué)生宿舍為例，從2003年起就安裝了多用戶卡式電能表，從使用情況來看比較正常，但也存在著不足: (1 ) 本院安裝的是接觸式邏輯加密卡式多用戶卡式電能表。為保証安全用電，防止卡口受攻擊(院校內(nèi)部主要是受異物攻擊)，讀寫卡、查詢工作由專人負(fù)責(zé)，加大了管理工作量。 (2 ) 電能表具備有欠費(fèi)停電和違章用戶功能，但系統(tǒng)不能及時(shí)顯示該用戶“欠費(fèi)停電"或“違章停電"信息。 (3 ) 每路計(jì)量器不是一個(gè)獨(dú)立的單元，對(duì)計(jì)量正確性的檢定存在一定的困難，且八個(gè)回路共用一個(gè)采集控制器控制，若采集控制器出現(xiàn)故障，則勢必影響八個(gè)回路的正常工作。 (4 ) 對(duì)違章用電的用戶，電能表不能長期記錄，管理系統(tǒng)對(duì)違章用戶不能及時(shí)分析與預(yù)警。3 系統(tǒng)應(yīng)具備的基本功能3.1 電能表應(yīng)具備的主要技朮指標(biāo) (2 ) 額定電壓U}應(yīng)為220V，極限工作電壓為70.130%認(rèn)，應(yīng)能夠承受190%認(rèn)電壓長時(shí)間工作; (3 ) 額定頻率:50/60Hz; (4 ) 數(shù)據(jù)保存:>-10年; (5 ) 使用壽命:-10年; (6) 功耗:計(jì)量器、采集器<0.5W,集中讀卡器<1.5W ; (7) 電能計(jì)量精度等級(jí):2.0級(jí); 3.2 電能表應(yīng)具備的垂本功能 (1 ) 金卡工程，國際標(biāo)準(zhǔn)IG卡，管理部門以出售用電卡的方式銷售電量，預(yù)收電費(fèi)，用戶先買后用; (2 ) 每臺(tái)多用戶電能表可同時(shí)對(duì)1-800個(gè)用電用戶進(jìn)行計(jì)量和預(yù)付費(fèi)管理; (3 ) 分級(jí)分層設(shè)計(jì)，用電戶數(shù)量擴(kuò)充十分方便;模抉化(1個(gè)計(jì)量器對(duì)應(yīng)1個(gè)用電戶)、單元化(1采集器和1.8個(gè)計(jì)量器)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)便于維護(hù); (4 ) IC 卡經(jīng)軟、硬件多重加密，應(yīng)能確保數(shù)據(jù)的安全、正確、可靠; (5 ) 可實(shí)時(shí)精確測量每一用戶的電量、功率、功率因數(shù)、電壓、電流值;能識(shí)別用電負(fù)載及負(fù)載跳變; (6 ) 集中讀卡器上的LED輪顯每一用戶信息:房間號(hào)、表位置號(hào)、剩余量、狀態(tài)(停電/非法用電)等信息; (7 ) 通過集中讀卡器的鍵盤可查詢每一用戶用電信息; (8) 過載控制，負(fù)載連續(xù)超過zui大設(shè)定功率一段時(shí)間，則切斷供電回路，3-5分鐘后自動(dòng)恢復(fù)。 (9 ) 可設(shè)定報(bào)警和透支方式，報(bào)警1透支電量。電量用至可設(shè)定的報(bào)警量時(shí)報(bào)警，提示需輸人新的電量;斷電報(bào)警時(shí)插人用電卡可暫時(shí)使用，并閃爍顯示剩余電量。 (10 ) 斷電命令發(fā)出后控制器仍能計(jì)量并存儲(chǔ)已透支電量，新購電量輸人后自動(dòng)沖減。 (11 ) 停電時(shí)，自動(dòng)保存數(shù)據(jù)，來電自動(dòng)恢復(fù)。 (12) 控制器和售電管理系統(tǒng)對(duì)IC卡雙向讀寫，用電IC卡上回抄記錄了用戶插卡時(shí)該用戶的剩余電量、累計(jì)電量和狀況。 (13) 對(duì)記錄的信息進(jìn)行對(duì)比分析，管理系統(tǒng)可以列出懷疑有竊電行為的用戶，以便重點(diǎn)檢查，減少防、查竊電行為的工作量。 (14 )應(yīng)能提供應(yīng)急供電功能。3.3 售電管理系統(tǒng)的基本功能多用戶卡式電能表售電管理系統(tǒng)運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)下的32位應(yīng)用軟件，可運(yùn)行在Microsoft中文Win9X/NT/2000/XP操作系統(tǒng)下，DBMS(數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng))采用MS SQL Sever7.0數(shù)據(jù)庫。其基本部分采用Client/Server兩層體系結(jié)構(gòu)方式。服務(wù)器的操作系統(tǒng)采用Windows 2000 Server。根據(jù)操作系統(tǒng)的不同，采用不同的配置。所有操作系統(tǒng)均可實(shí)現(xiàn)單機(jī)版和網(wǎng)絡(luò)版功能。其主要功能有: (1 ) 系統(tǒng)管理。包含以下功能模塊:系統(tǒng)基本配置、用電類型單價(jià)設(shè)置、用電時(shí)段設(shè)置、類型單價(jià)設(shè)置、工號(hào)密碼設(shè)置、操作記錄顯示、歷史數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存、數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)整理、系統(tǒng)選項(xiàng)設(shè)置以及用戶設(shè)置的外掛工具軟件。 (2 ) 預(yù)付表用戶檔案管理。包含以下功能模塊:開戶、改戶、消戶，用戶設(shè)定用戶號(hào)、地址、集中器地址、供/停電時(shí)段及抄表時(shí)間，禁用違章電器功率、機(jī)拒行列號(hào)等。集中器預(yù)付表抄表組設(shè)定。 (3 ) 售電與收費(fèi)管理。對(duì)用戶進(jìn)行預(yù)收費(fèi)登記，用戶繳費(fèi)登記，打印收費(fèi)發(fā)票，打印摧款通知單， (4 ) 控制與報(bào)警管理。根據(jù)用戶用電和預(yù)交費(fèi)情況，當(dāng)用戶用電量達(dá)到設(shè)定指標(biāo)限值時(shí)根據(jù)設(shè)置量和設(shè)置的報(bào)警方式發(fā)出報(bào)警命令，直到控制斷電。 (5 ) 數(shù)據(jù)查詢與分析。包含以下功能模塊:用戶查詢、附加費(fèi)查詢、綜合查詢、用戶用電分析、用戶欠費(fèi)狀況、違章用戶情況、補(bǔ)打發(fā)票。 (6 ) 故障查詢與分析。在系統(tǒng)管理中設(shè)置網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，在通訊失敗情況下能通過分析，顯示出故障位置。 (7 ) 統(tǒng)計(jì)報(bào)表。包含用電日?qǐng)?bào)月報(bào)、消戶日?qǐng)?bào)月報(bào)、附加費(fèi)日?qǐng)?bào)月報(bào)、收費(fèi)日?qǐng)?bào)月報(bào)、月匯總表等。 (8 ) 數(shù)據(jù)維護(hù)。包含數(shù)據(jù)庫導(dǎo)人導(dǎo)出、數(shù)據(jù)庫維護(hù)管理。4 改進(jìn)意見任何新產(chǎn)品的開發(fā)研制和使用，都有進(jìn)一步發(fā)展和完善的空間，IC卡式多用戶電能表也一樣，由于受開發(fā)技朮的限制，其功能和技朮要求等都有待于進(jìn)一步的改進(jìn)和完善。 (1 ) IC 卡擬采用射頻卡方式，提高IC卡集中讀卡器資口的抗攻擊能力。這樣把集中讀卡器放在外面由學(xué)生自己輸人電量、查詢本宿舍的用電量，提高工作效率。 (2 ) 每路計(jì)量器內(nèi)的繼電器應(yīng)采用磁保持繼電器，一方面提高了斷電動(dòng)作的可靠性，降低了斷電動(dòng)作后功耗，同時(shí)也克服了繼電器大電流長時(shí)間工作時(shí)觸點(diǎn)粘連的毛病。 (3 ) 集中讀卡器能夠進(jìn)行計(jì)量預(yù)警，當(dāng)某單元(1-8個(gè)計(jì)量器)同時(shí)不計(jì)量或不能控制時(shí)進(jìn)行報(bào)警，以便管理人員可迅速查明是正?；蚍钦Ｓ秒?，排除故障。 (4 ) 每八路或十六路組成相對(duì)獨(dú)立的一個(gè)整體，可以進(jìn)行計(jì)量檢測，以保証計(jì)量的正確可靠。 (5 ) IC 卡集中讀卡器應(yīng)配置通訊接口，其用戶數(shù)據(jù)可通過有線1無線方式直接傳輸?shù)焦芾硐到y(tǒng)。用戶管理系統(tǒng)據(jù)此生成用戶用電基礎(chǔ)信息。通過用電信息，使系統(tǒng)能分析用戶用電情況，并根據(jù)管理的要求進(jìn)行分類，尤其是對(duì)違章用戶的監(jiān)督管理。減少了IC卡集中讀卡器中間環(huán)節(jié)，提高數(shù)據(jù)的及時(shí)性。

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